西田先生とＧＥＯＴＡＩＬ、そしてＨＥＰ
元 宇宙科学研究所 前澤 洌
ＧＥＯＴＡＩＬ衛星は、西田先生が研究の中で培われた科学的アイデアと、「日本の衛星が最先端の磁気圏データを取れるようにしたい」という先生の強い意思とが結びついたものだと思うが、それらの基盤は、ずっと前から西田研の日常の雰囲気の中にすでに存在していたに違いない。私が大学院生として大林
西田研に入った１９６８年、まだ日本最初の人工衛星が上がっていない時代だったが、大林西田研は、西田先生ご自身が発見した全地球規模の電離層電流系と惑星間空間磁場との深い関係に関連して、太陽風―地球相互作用の分野の研究で世界の最先端を走っていた。日本に帰って間もなかった西田先生は、日本のコミュニティが衛星データを気軽に使えるように、ＮＡＳＡのデータセンターに収録される衛星データを日本の一か所に保管し研究者に貸し出すセンターをつくり、自分の研究室をそのデータ資料室にあてていたから、大学院生の私のまわりは、衛星の磁気テープとマイクロフィルムがあふれていた。この部屋
で西田先生は、先生と親しい海外の若手のやり手研究者との議論の話などを日常的にしてくださったが、それを聞いていると、なぜか自分もそれらの研究者と議論で十分わたりあえるような気がしてくるのが不思議だった。私はそれらの衛星データを使って研究し、この研究室の雰囲気にどっぷりつかってＰＤ生活をしていたが、ある日、晴天霹靂のことがらが起こった。西田先生が自分の部屋に私を呼んで、「私も４０代になり、研究とは別にやるべきことができたので、今までのようには君と研究の話はできないからそのつもりで」とおっしゃるのである。その時は意味がよくわからず、ただショックだったが、今から考えると、このころから、「日本のＳＴＰコミュニティが世界のトップを走れるようなデータをもたらす衛星を実現したい、そのためには研究時間も犠牲にする」と思われるようになったのではないだろうか。
西田先生は（本郷の国分先生などと）、アメリカのＯＰＥＮ計画に日本の衛星が参加する可能性を検討し、初めはＯＰＥＮ－Ｊという日本独自の衛星計画を立ちあげられ、名古屋大学に移った私も、末席ながら、科学目的や軌道の検討などに参加した。ＯＰＥＮ－Ｊは、西田先生の磁気リコネクションの実証への思いを載せた形で、昼側の磁気圏境界面のリコネクション領域と、夜側の磁気中性面のリコネクション領域の両方を狙った意欲的な衛星だった。予算不足から、アメリカのＯＰＥＮ計画自体の実現が危ぶまれ、アメリカの計画する衛星のうち、１機（ＧＴＬ）をＯＰＥＮ－Ｊと統合し、その開発を日本が引き受けて（ただし打ち上げロケットは米担当）、ＧＥＯＴＡＩＬ衛星の実現となった。後から聞くと、西田先生は、交渉相手のアメリカ側からは「tough negotiator」として有名で、日本の利益を通すためには一歩も引き下がらなかったそうだが、それは私が研究室で知らなかった西田先生の一面であった。西田研での先生の柔軟な議論のやりとりを日常的に知っていた私としては、私もぜひその場を目撃したかった気がする。
ＯＰＥＮ－Ｊの時代から、数十 keV を超えるエネルギーの磁気圏粒子の観測がぜひ必要だということから、早稲田大学の道家先生の研究室（道家先生自身は磁気圏専門ではなく、半導体粒子計測がご専門）に計画に加わっていただいて、大面積の高エネルギー粒子観測器（エネルギー別に４台以上の検出器で構成、エネルギーの低い方の２台は磁気圏コミュニティ用、残りは太陽粒子観測用）を載せることになり、磁気圏用の２台（ＨＥＰ－ＢＤとＨＥＰ－ＬＤと後に呼んだ）に関しては、開発を担当する道家研究室および（ＢＤの責任者の）玉川大の永田さんと磁気圏側サイエンスとの調整役を私が主にやった。ＧＥＯＴＡＩＬ計画になってから、地球起源酸素イオンの同定に有利なＴＯＦ（Time of Flight)測定器に実績のあるドイツのWilken 氏にＬＤの開発を依頼することになり、この観測器（ＬＤ）に関する連絡役も私がすることになった。

私は、高エネルギー粒子観測には素人だったので、道家研究室の方々には大変お世話になった。名大の私の研究室で、ＧＥＯＴＡＩＬのＬＤとＢＤのデータが十分にデータ解析できるように整えた。しかし、実際に観測が始まると、これらのデータにはかなり苦労させられることが明らかになってきた。ＢＤ，ＬＤともに、緯度方向に視野を分割する３本の測定器の出すデータが食い違い、観測する粒子の異方性では説明がつかない。エネルギーレスポンスの特性にも違いがあり、原因の解明とキャリブレーションが急務となった。
ＢＤに関しては永田さんの努力により、また向井さんにも色々協力をお願いして、地上でハードを復元してテストしたり、アメリカ側の観測器（視野は違う）やＬＥＰのデータと比較検討した結果、電子に関しては（原因をある程度特定して）結果をまとめられた。
一方ＬＤは、機上で編集した情報を地上で再び加工し直して解析した結果、赤道面向きの検出器は、他の検出器より一桁近くＴＯＦ検出の効率が低いことがわかった。ＴＯＦの検出できないイベントはデータとして送られないため、赤道面向きの検出器のカウントが著しく低く、観測できるイベント数が非常に少ないことが大問題となった。そこで、日本側としては、発想を転換し、とにかく沢山のイベントを観測することに重点をおき、ＴＯＦ情報を捨てて半導体検出器のエネルギー情報だけを送るデータ伝送モードをWilken に提案し、（しぶしぶ）認めていただいた。この効果は絶大で、このモードによって（半導体検出器の）エネルギーレスポンスのキャリブレーションが完成し、ＬＥＰとスペクトルが矛盾なくつながるようになり、
観測イベント数も格段に増えた。堀（智昭）さんはこのモードで、面白い特徴を持った磁気圏粒子バースト現象を発見し、学位をとった。ただ、この伝送モードは、陽子と電子のどちらかがドミナントなイベント（それを判断する指標はテレメトリー内にある）でないと、出てきたエネルギースペクトルが電子のものか、陽子のものか言えないという大きな難点があった。誰でも使えるデータベースとしてはこのデータを公開できにくかった理由の一つである。なお、その後、ＢＤ検出器が劣化してからは、ＢＤの分のテレメトリーの空きを利用することにより、ＬＤのＴＯＦデータを捨てることはなくなったが、ＴＯＦ分はキャリブレーションできないままとなった。
ＬＤ，ＢＤデータは上のような理由で大規模な解析が難しかったが、ＧＥＯＴＡＩＬの他の搭載機器、特にＬＥＰやＭＧＦのデータを自由に使わせていただいたことにより、大変貴重な、人生で一番興奮する種類のデータを解析する楽しさを体験できた、特に、初期の deep tail の軌道においては、太陽風の吹く方向を座標軸にとることにより、ねじれた尾部断面の姿が統計的に浮かび上がってきたのは、かなりの興奮であった。この尾部ねじれの存在のせいで、テイル磁場のＺ成分の統計に偏りが出る可能性などを含め、西田先生といろいろと discussion できたのも、院生のとき以来の楽しさであった。
西田先生はその国際的な政治力で多大な力を発揮され、ＧＥＯＴＡＩＬ関係者全員がその恩恵を蒙っている。しかし、そのためにご自身の研究の時間を相当に割かれて、サイエンスの分野でのお仕事を犠牲にされたことも多かったに違いない。先生には最後に感謝あるのみである。

写真１．ＨＥＰ－LＤを担当した Wilken 氏（左）とＨＥＰ－BＤを担当した永田氏（１９９３年ＥＧＳにて）

写真２．手前はＨＥＰのＰＩ道家先生（一昨年故人となられた）。
（後ろにいるのは向井、前澤、上杉、国分、松本（敬称略））