日本の太陽系天体探査の挑戦の歴史
のぞみ

あかつき

はやぶさ

はやぶさ2

2023年2月22日＠理化学研究所

吉川真（JAXA はやぶさ2#プロジェクト）（イラスト 池下章裕氏）

太陽系の状況2

太陽系：惑星と準惑星

2006年8月

すい

きん

ち

か

もく

ど

てん

かい

水星

金星

地球

火星

木星

土星

天王星

海王星

惑星

ケレス

冥王星

エリス

準惑星
最初は、３つ← これは、2006年8月のとき

2008年にハウメアとマケマケが加わって、準惑星は5個（NASAのイラストより作成）

3小惑星の分布と数
2023年2月22日の時点で、発見され軌道が求められている小天体（小惑星＋彗星）：
1,269,185個（彗星：4500個）
確定番号付き小惑星：
620,000個
地球軌道に接近する小惑星（NEO：Near
Earth Object）：
赤い点はNEOを示す（画像クレジット：吉川真）

31,350個

NEOとは、近日点距離が1.3au以下の小惑星・彗星

国際天文学連合 マイナープラネットセンターのWebより
https://minorplanetcenter.net/mpc/summary4太陽系外縁天体
2023年2月22日の時点で、軌道長半径が30天文単位以上の天体：

約4200個

冥王星（画像クレジット：吉川真）

国際天文学連合 マイナープラネットセンターのWebより
https://minorplanetcenter.net/mpc/summary5探査機が接近した小惑星
イダ（Ida）

マティルド（Mathilde）

エロス（Eros）

66×48×46

38×15×14

ガスプラ（Gaspra）

18.2×10.5×8.9 59.8×25.4×18.6

Galileo

ベスタ（Vesta）

直径939

573×557×446

Dawn

ルテティア（Lutetia）

6.67×5.81×4.47

トータティス（Toutatis）

1.70×2.03×4.26
121×101×75

Rosetta

NEAR Shoemaker

ケレス（Ceres）

シュテインス（Steins）

NEO

嫦娥2号

イトカワ（Itokawa）

リュウグウ（Ryugu）

ベヌー（Bennu）

アロコス(Arrokoth)

0.535×0.294×0.209

赤道直径 1km

赤道直径 0.5km

直径19 kmと直径14 km

はやぶさ２

オサイリス・
レックス

ニュー・ホライズンズ

はやぶさ

大きさは直径（端から端まで）で、単位はkm。値は理科年表（2019年
版）ないし各プロジェクトによる。トータティスの値はJPLのWebより。

（黄色は探査した探査機名。画像は各ミッションより）

6さらに･･･ DART探査機による小惑星の軌道変更実験
ディディモス（Didymos）
ディモルフォス
(Dimorphos)
約800m

約160m

ディモルフォスがディディモスを周回する
周期が、探査機の衝突によって変化
衝突前：11時間55分
衝突後：11時間23分 → 32分短くなる

https://dart.jhuapl.edu/Gallery/ より

7

探査機が接近した彗星
Halley彗星

Borrelly彗星

Wild 2 彗星

NEO

Giotto撮影

Deep Space 1撮影

14.4×7.4×7.4 km
Tempel 1彗星

4.0×1.58 km
Hartley 2彗星

Stardust撮影

5.4×3.8×3.0 km
Churyumov-Gerasimenko彗星

EPOXI (Deep Impact)撮影

Rosetta撮影

Deep Impact撮影

7.6×4.9 km
大きさの値は理科年表（2021年版）による。

0.69×2.33 km（黄色は探査した探査機名。画像は各ミッションより）

4.1×3.3×1.8および2.6×2.3×1.8 km が合体

8

惑星探査の意義■地球の環境の理解への手がかり
・金星：温暖化
・火星：水（液体）の消失■太陽系および生命の起源と進化を探る
・惑星系の誕生とその後の進化
・地球外生命■火星への有人飛行
・人類がどこまで行けるか

科学

知的好奇心

地球環境問題有人ミッション

■未知の世界への挑戦
・現代の「大航海」
・宇宙全体の理解へ

技術■太陽系を自由自在に飛行する・いろいろな太陽系天体に到達
・多彩な目的に応じた探査の実現へ

文化創造
次世代の育成■宇宙をより積極的に利用した文化へ■若い世代に科学や技術を伝達

9

小天体探査の意義■太陽系および生命の起源と進化を探る
・天体の形成や進化を知る
・太陽系の物質分布を知る
・原始太陽系星雲の物質とその物理、化学状態を知る
・有機物や水の起源と変遷を知る■天体の地球衝突から我々を守る
・天体の地球衝突を予測する
・天体の地球衝突を回避する

科学

プラネタリーディフェンス

資源■人類が宇宙に進出したときの鉱物・水資源として活用する
・どのような資源が存在するのかを把握する
・資源の利用方法を検討する■人類の宇宙での活動範囲を広げる次のステップとなる・月へのミッションの次の有人ミッションターゲット
・火星有人ミッションへの準備

有人ミッション

技術■太陽系を自由自在に飛行する・太陽系天体往復探査の確立
・多彩な目的に応じた探査の実現へ

文化創造
次世代の育成■宇宙をより積極的に利用した文化へ■若い世代に科学や技術を伝達

10地球環境は大丈夫か？
金星

気温

世界の年平均気温偏差

二酸化炭素による温室効果で表面温度は約460℃
92気圧
マゼランによる

気象庁より

赤外線カメラ（IR2）による撮影（「あかつき」探査機による）

水火星
表面にあった液体の水がすべて消失

0.006気圧ハッブル宇宙望遠鏡による

大：地球のすべての水
中：すべての真水
小：湖・川の水
バイキングによる

アメリカ地質調査所（USGC）より

11

目指していること
太陽系空間を自由自在に移動する
Ø サイエンスØ 利用

12日本の太陽系天体探査ペンシルロケットから「はやぶさ２」まで
日本で初めてロケットを作った糸川英夫博士
2005年9月12日：「はやぶさ」イトカワ到着

ペンシルロケット・1954年製作
・1955年試射

5

0年

2018年6月27日：「はやぶさ2」リュウグウ到着

！

S型小惑星

C型小惑星

・直径1.8cm
地球帰還
2010年6月13日

長23cm
重さ200g

地球帰還
2020年12月6日

10年（画像クレジット：JAXA）

ペンシル・ロケットの発射実験（イラストは 池下章裕氏）

14日本の太陽系天体探査
月・

惑星

月

×のぞみ

探査

1985
小天
1990
体
さきがけ
探査

イカロス

×ルナーA

ひてん

打ち上げ前に中止

かぐや

月

1998

あかつき
ベピコロンボ
（みお）

火星

2003

月

金星

2007

はやぶさ

水星

2010

すいせい

2014

はやぶさ２

2018

イトカワ
ハレー彗星
リュウグウ
（JAXAおよび池下章裕氏の写真・イラストより作成）

PROCYON

2022 月OMOTENASHI
EQUULEUS
HAKUTO-R 15

「さきがけ」・「すいせい」「さきがけ」（MS-T5）
・1985年1月8日打ち上げ（M-3SIIロ
ケット１号機）・日本初の惑星間空間への探査機
・138kg・太陽風イオン、プラズマ、磁場の観測
・1999年1月7日に運用停止

ハレー彗星には、以下の6機が接近し観測を行った。
・ヴェガ１、ヴェガ２（旧ソ連）
・ジオット(ESA)・さきがけ、すいせい（日本）・アイス（アメリカ）

さきがけ

すいせい

「すいせい」（PLANET-A）
・1985年8月19日打ち上げ（M-3SIIロケット2号機）
・ハレー彗星の観測
・140kg・真空紫外撮像装置、太陽風観測器
・1986年3月8日、ハレー彗星に15万1000kmまで接近
・1992年8月20日に運用修了（画像クレジット：JAXA）

さきがけの軌道16

「ひてん」「ひてん」（MUSES-A）
・1990年1月24日打ち上げ（M-3SIIロケット５号機）
・月スイングバイ、月周回軌道投入
・197kg・ダストカウンター、光学航行装置
・孫衛星「はごろも」を月周回軌道に投入
・「ひてん」本体も月周回軌道に投入（1992年）
・1993年4月11日に月のフレネリウス・クレーターに落下「ひてん」：第1スイングバイまでの軌道と速度修正「ひてん」：エアロブレーキ修了までの軌道

ひてん（画像クレジット：JAXA）

17

「のぞみ」「のぞみ」（PLANET-B）
・1998年7月4日打ち上げ（M-Vロケット3号機）
・火星探査
・約540kg
・火星周回軌道上からの火星の観測
・14の観測装置（カメラ、磁場、プラズマ、イオン、紫外線、ダスト等）
・数々のトラブルの後、2003年12月に火星に接近するも、周回軌道に乗れずミッション断念（2003年12月9日）（画像クレジット：JAXA）

のぞみ

18

「はやぶさ」
はやぶさ「はやぶさ」（MUSES-C）
・打ち上げ：2003年5月9日、M-Vロケット5号機
・小惑星サンプルリターン
・約510kg
・小惑星イトカワを探査し、サンプルを持ち帰る
・数々のトラブルを乗り越えて、計画より3年遅れの2010
年6月13日に地球に帰還
挑戦

世界初•小惑星まで行って、その表面物質を採取して、地球に戻ってくる（太陽系天体往復探査）。
•数々の新しい惑星探査技術を実証する。（イオンエンジン、自律航法、微小重力下での試料採取、カプセルの地球大気への再突入など）•微小な地球接近小惑星を詳しく調べる。

（画像クレジット：JAXA）

最初の議論1985
年頃
↓
地球帰還
2010年
25年で叶えた夢l 月以外の天体に着陸してから地球に戻ってきた探査機は「はやぶさ」が初めて。
l そもそも、地球・月以外の太陽系天体から探査機が離陸したのは「はやぶさ」が初めて。
l 大きさがたった500mの天体に行くのは「はやぶさ」が初めて。
l 小惑星から物質を持ち帰るのは「はやぶさ」が初めて。
l 惑星間空間を飛行してきた探査機が、大気圏突入したのは「はやぶさ」が初めて。（ただしこれは、予定外）
19

「かぐや」「かぐや」（SELENE）
・2007年9月14日打ち上げ（H-IIAロケット13号機）
・月探査（月周回軌道上からの月の観測）・約3000kg
・主衛星＋小型のリレー衛星・VRAD衛星
・15の観測装置（元素分析、鉱物分布、
地形・表層構造、環境、月の重力分布、
詳細画像など）・2009年6月11日に月面に制御落下

かぐや（画像クレジット：JAXA）

20

「あかつき」「あかつき」（PLANET-C）
・2010年5月21日打ち上げ、H-IIAロケット17号機
・金星探査
・約500kg
・金星周回軌道上からの金星の観測
・5種類のカメラ（赤外、紫外）と超高安定発信器
・2010年12月7日に金星に到着し、金星周回軌道に乗るためのマヌーバを実施するも、金星周回軌道に乗れず。
・2015年12月7日に、再度、金星周回軌道投入を試み成功。（メインエンジンは故障で使えないため、姿勢制御用エンジンを使う）

あかつき

科学目的
金星大気全体の動きを調べ、地球の兄弟星の気候の成り立ちに迫る（画像クレジット：JAXA）

21

「イカロス」「イカロス」（IKAROS）
・ソーラー電力セイル
・2010年5月21日打ち上げ（H-IIAロケット17号機）
・太陽輻射圧による軌道制御
・薄膜帯状電池による発電
・約310kg
・工学ミッション：液晶デバイス、VLBI計測
・理学ミッション：ダスト、ガンマー線バースト
・金星探査機「あかつき」と一緒に打ち上げられる

イカロス
ﾃｻﾞｰ
薄膜太陽電池IKAROS本体

実際の探査機
φ20m

ｿｰﾗｰｾｲﾙ

先端ﾏｽ（画像クレジット：JAXA）

22

「はやぶさ２」
はやぶさ2 ←コードネーム無し
・打ち上げ：2014年12月3日、H-IIAロケット26号機
・小惑星サンプルリターン
・約609g・小惑星リュウグウを探査し、サンプルを持ち帰る
・大きなトラブル無しに2020年12月6日に地球に帰還。その後ミッションを延長して継続中。

はやぶさ2（画像クレジット：JAXA）

23

「BepiColombo」
日本 とヨーロッパ が協力して２機の探査機を同時に水星に送る。

打ち上げ：2018年10月20日（日本時間）→彗星到着：2025年12月
ミッションスケジュール■日本(JAXA)：MMO(水星磁気圏探査機)■ヨーロッパ(ESA)：MPO(水星表面探査機)

愛称「みお」
スイングバイMPO
2.3h
400km x 1500km

MMO
9.3h
400km x 12,000km

https://sci.esa.int/web/bepicolombo/-/47346-fact-sheet より 24

数々の困難火星探査機「のぞみ」ミッションの経緯

1998年7月4日
打ち上げ
1998年12月20日
地球スイングバイ時にト
ラブル発生（燃料のバルブに異常）2003年12月
2回の地球スイングバイを経て火星に接近するも、火星周回軌道に乗れず、ミッション断念

奇跡と超ハイテク ？
を駆使

2002年4月24日
最大のトラブル：電源系統の１つが故障（画像クレジット：JAXA）

軌道計画変更

2001年1月
合（Conjunction）

×× 1999年7月5日
Sバンドダウンリンク停止

26

「はやぶさ」ミッションの経緯
リアクションホイール故障

ミネルバの着地失敗

観測・サンプル採取
不時着

打ち上げ
2003年5月9日

地球スイングバイ
2004年5月19日

イトカワ到着2005年9月12日
深刻な
トラブル

地球帰還
2010年6月13日

イオンエンジン故障（画像クレジット：イラストは 池下章裕氏、火球の画像は大西浩次氏、他はJAXA）

燃料漏れ、通信途絶、バッテリー故障

プロジェクタイル
発射されず

27

金星探査機「あかつき」ミッションの経緯
金星までの軌道2010年5月21日打ち上げ↓
2010年12月7日に金星に到着。
しかし、メインエンジンの故障により、金星周回軌道に乗れず。
↓
2015年12月7日に、再度、金星周回軌道投入を試み、成功。（姿勢制御用エンジンを使う）（画像クレジット：JAXA）

金星周回軌道に5年間、太陽を周回

28

「はやぶさ２」ミッションの経緯
打ち上げ
2014年12月3日

地球スイングバイ

リュウグウ到着2015年12月3日

2018年6月27日

MINERVA-II1分離
MASCOT分離

2018年9月21日

2018年10月3日

完璧な成功！
ターゲットマーカ分離
2018年10月25日

リュウグウ出発
2019年11月13日

地球帰還
2020年12月6日

MINERVA-II2

第2回タッチダウン

2019年7月11日
衝突装置
2019年10月3日 ターゲットマーカ分離
ターゲットマーカ分離 2019年4月5日
2019年5月30日
2019年9月17日

人工衛星実験

第1回タッチダウン
2019年2月22日（画像クレジット：探査機を含むイラストは 池下章裕氏、他はJAXA）

29

「はやぶさ」・「はやぶさ2」

「はやぶさ」・「はやぶさ２」ミッション• 世界で1番目と2番目の小惑星サンプルリターンミッション• 目標天体：イトカワ、リュウグウ − S型とC型の地球接近小惑星• 科学目的：太陽系や生命の起源・進化、太陽系初期の水・有機物• 工学目的：往復探査を確実に実行する技術
46億年前 ...
分子雲

イトカワでの科学

イトカワでの科学に加えて...

構成物質、地形、内部構造、レゴリス

原始太陽系星雲

イトカワ
はやぶさ

太陽系
（画像クレジット：JAXA）

有機物・水
さ２
ぶ
や
は

宇宙風化
天体衝突、 宇宙線、
太陽風の影響

岩塊

リュウグウ
地球
31

「はやぶさ」の挑戦
世界初を目指すl 月以外の天体に着陸してから地球に戻ってきた探査機は「はやぶさ」が初めて。
l そもそも、地球・月以外の太陽系天体から探査機が離陸したのは「はやぶさ」が初めて。
l 大きさがたった500mの天体に行くのは「はやぶさ」が初めて。
l 小惑星から物質を持ち帰るのは「はやぶさ」が初めて。
l 惑星間空間を飛行してきた探査機が、大気圏突入したのは「はやぶさ」が初めて。（ただしこれは、予定外）

長い夢の実現議論の始まり：1985年頃 ･････････ 0年
探査機の開発：1996年頃 ･････････11年
打ち上げ：2003年5月 9日 ･･･18年
地球帰還：2010年6月13日 ･･･25年（画像クレジット：JAXA）

32

はやぶさ探査機

技術の結集||
技術の集合体（画像クレジット：JAXA）

33

「はやぶさ」の新しい技術（画像クレジット：
JAXA）

34

「はやぶさ」の想定外
l イトカワそのものが想定外

微小NEO（地球接近小惑星）の概念が変わった！

l 技術的な想定外
l その他
技術的な想定外

小惑星の表面がデコボコだらけだった！
初めて、太陽系の小さいな天体を見た！
→ 惑星の誕生の理解への手がかり
映画化

35

2009年11月のイオンエンジンのトラブル
2009年11月4日22時頃、動作中のイオンエンジン1台（スラスタＤ）
が自動停止（確認されたのは運用開始直後の同23時40分頃）。
中和器の電圧が上昇し、自動監視機能の上限値50Vに達したため。

ｽﾗｽﾀﾍｯﾄﾞ 4
中和器 4

ｲｵﾝｽﾗｽﾀ 4
各スラスタの配置図
A : 打ち上げ直後に動作不安定。運用休止中。
B : 中和器の劣化による電圧上昇。運用休止中。
C : 動作する。ただし中和器の劣化あり。
D : 中和器の劣化による電圧上昇。運用停止。
（画像クレジット：JAXA）

36

イオンエンジントラブル解決策
本来は独立しているイオンエンジンどうしを繋ぐ回路が仕組まれていた！
故障のため単独では正常に機能しなくなってしまっていたイオンエンジンAとBを同時運転することにより、2台併わせて1台のエンジン相当として使用することに。

イオンエンジンの“クロス運転”と呼ばれることになる。
この回路！
右図に示すように、イオンエンジンA中和器とイオンエンジンBイオン源が機能し、推進力を産む。
消費ガス量・消費電力がともに2倍必要となるが、キセノン搭載量・発生電力でともに問題無い。
（画像クレジット：JAXA）

37

はやぶさプロジェクトについての川口語録

川口淳一郎 プロジェクトマネージャ「世界でこのはやぶさプロジェクトだけが挑んだことである。いろいろ批判はあると思うが、できなかったことを言うんじゃなくて、できたことをよく見てほしい」「誤解してはならない。これらは不具合である。運がよい。蒔いた種を刈っている。不具合対策は次のミッションへの貴重な教訓であることを肝に銘じなくてはならない」「今回のプロジェクトが称賛されるとすれば、称賛すべきは日本の思想や技術であり、日本人であり、日本なのです」「オフ・ザ・シェルフ（既存の技術を使う）はうまいやり方だが、いずれ棚から下ろす物がなくなると立ちゆかなくなる」「ローコストの件は、率直に言って冗長性の無い計画はうまく転がる方が珍しい。節約して成果を出せというのは無理がある。然るべき投資をしなければならない。はやぶさが出来たからといってローコストを保証するのは誤り」「今日ではやぶさは終わるが、技術の風化と拡散が始まっている。伝承する機会がもう失われている
かもしれない。これを理解してもらい、将来につなげるミッションを立ち上げる必要がある」「本当に幸運だった。背伸びした計画だったが挑戦しないと裾が広がらない」「高い塔を建て、その上に登ってみると、もっと広い展望が開ける。それが科学技術全般を牽引していく力になるんだろうと思います」
38

はやぶさプロジェクトについての川口語録

川口淳一郎 プロジェクトマネージャ「世界でこのはやぶさプロジェクトだけが挑んだことである。いろいろ批判はあると思うが、できなかったことを言うんじゃなくて、できたことをよく見てほしい」「誤解してはならない。これらは不具合である。運がよい。蒔いた種を刈っている。不具合対策は次のミッションへの貴重な教訓であることを肝に銘じなくてはならない」「今回のプロジェクトが称賛されるとすれば、称賛すべきは日本の思想や技術であり、日本人であり、日本なのです」「オフ・ザ・シェルフ（既存の技術を使う）はうまいやり方だが、いずれ棚から下ろす物がなくなると立ちゆかなくなる」「ローコストの件は、率直に言って冗長性の無い計画はうまく転がる方が珍しい。節約して成果を出せというのは無理がある。然るべき投資をしなければならない。はやぶさが出来たからといってローコストを保証するのは誤り」「今日ではやぶさは終わるが、技術の風化と拡散が始まっている。伝承する機会がもう失われている
かもしれない。これを理解してもらい、将来につなげるミッションを立ち上げる必要がある」「本当に幸運だった。背伸びした計画だったが挑戦しないと裾が広がらない」「高い塔を建て、その上に登ってみると、もっと広い展望が開ける。それが科学技術全般を牽引していく力になるんだろうと思います」
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「はやぶさ２」
１．科学的意義「我々はどこから来たか」ー 太陽系の起源と進化、生命の原材料を探る
地球、海、生命の原材料物質は、惑星が生まれる前の原始太陽系星雲の中に存在していたが、太陽系初期には同じ母天体の中で、互いに密接な関係を持っていた。この相互作用を現在でも保っている始原天体（C型小惑星）からのサンプルを分析すること
で、太陽系の起源・進化の解明や生命の原材料物質を調べる。

２．技術的意義「技術で世界をリードする」ー日本独自の深宇宙探査技術の確立「はやぶさ」は世界初の小惑星サンプルリターンとして、数々の新しい技術に挑戦したミッションであった。その経験を継承し、より確実に深宇宙探査を行える技術を確立する。さらに、新たな技術にも挑戦し、今後の新たな可能性を開く。

３．探査としての意義「人類の活動領域を広げる」ー太陽系内の自在な移動
地球から太陽系天体を往復してくる技術を確立することや、ラグランジュ点利用などの新たな試みも視野に入れた検討を行うことで、人類の活動領域を広げる。また、スペースガード、資源利用、有人探査のターゲット等の観点から小天体を理解する。

40

小惑星探査計画の経緯
構想は1985年頃より

深刻なトラ
ブル発生

「はやぶさ」
地球帰還！

現在 (2023.2)

西暦（年）
00

01

02

03

04

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09

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22

23

▲
地球帰還

▲
打ち上げ

プロジェクト

はやぶさ２：検討

ポスト
はやぶさ

拡張
ミッション

▲
地球帰還

▲
打ち上げ

2000年頃

ポスト
MUSES-C20

サンプル分析

はやぶさ運用MUSES-C
開発は1996より10

新しいミッション

はやぶさMk2
マルコ・ポーロ▲「はやぶさ２」の審査会等

2004.4：小天体探査
ＷＧ発足▲
2006：「はやぶさ２」検討開始「はやぶさ」の“リベンジ”として検討
開始 （最初は、「はやぶさ」の“コピー機”）
2010年の打ち上げを目指す。

（画像クレジット：JAXA）▲

2007.6：「はやぶさ２」プロジェ
クト準備チーム発足▲
2011.5：「はやぶさ２」プロジェ
クトチーム発足

2006.10-11：ミッション定義（MDR）、システム要求（SRR）、システム定義（SDR）の一連の審査→打ち上げは2010年2009.6-7 ：ΔMDR（ミッションのスコープ拡大）→打ち上げは2014年
2009.12：SRR
2010.8：宇宙開発委員会事前評価（その１）2011.3：SDR
2011.4-9 ：PDR（基本設計審査）
2011.6-2012.1：宇宙開発委員会事前評価（その２）2012.3 ：CDR（詳細設計審査）

41

「はやぶさ２」立ち上げの苦労
2005年末：「はやぶさ」がトラブル、地球に帰還できるか分からない、サンプルも採取できていない可能性

2006年：「はやぶさ2」を提案

しかし・・・• プロジェクトとして認めてもらえない。
• 最初の提案は「はやぶさ」のコピー（ただし、トラブルには対応、探査対象天体はＣ型
小惑星） → 「新規性がない」との指摘• 2機の探査機を同時に打ち上げて、片方は衝突機とする。プラネタリーディフェンスも考慮した先進的提案。 → 「コストが高い」との指摘• コストを下げる必要：欧米（NASA、ESA）に協力依頼→ 協力得られず• 最も近い分野の惑星科学者からも協力が得られず
八方塞がりで、ほとんど諦めかけていたときに・・・
2010年6月：「はやぶさ」が地球帰還する→ 2011年5月、「はやぶさ２」がプロジェクト化

42

「はやぶさ２」探査機
分離カメラ (DCAM3)
太陽電池パドル

X帯高利得
アンテナ

イオンエンジン
化学推進系スラスタ

X帯低利得
アンテナ
X帯中利得
アンテナ

光学航法カメラ(ONC-T, ONC-W1)

Ka帯高利得アンテナ

スタートラッカ

MASCOT着陸機

近赤外分光計 (NIRS3)

ミネルバ２ローバ

再突入カプセルサンプラホーン

ONC-T（画像クレジット：JAXA）

レーザ高度計 光学航法カメラ(ONC-W2)(LIDAR)

LIDAR
NIRS3
科学観測機器TIR

中間赤外カメラ (TIR)

大きさ ： 1m×1.6m×1.25m (本体)
重さ： 609kg (燃料込み)

MASCOT(DLRとCNES製作)

衝突装置 (SCI)
ターゲットマーカ ×5

MINERVA-II-1

MINERVA-II-2（東北大およびミネルバ２
コンソーシアムによる）小型着陸機・ローバ

43

「はやぶさ２」：打ち上げから地球帰還まで
打ち上げ→リュウグウ到着
第3期ｲｵﾝｴﾝｼﾞﾝ運転（2018年1月10日〜
2018年6月3日）

リュウグウ出発→地球帰還

2014年12月3日〜2018年6月27日
小惑星滞在：504日

リュウグウの軌道

2019年11月13日〜2020年12月6日

はやぶさ２の軌道「はやぶさ２」の軌道

第2期ｲｵﾝｴﾝｼﾞﾝ運転（2016年11月22日～2017年4月26日）

第2期ｲｵﾝｴﾝｼﾞﾝ運転(2020年5⽉12⽇〜9⽉17⽇）

地球の軌道

地球の軌道
太陽

太陽

リュウグウ到着(2018年6月27日)（画像クレジット：JAXA）

地球スイングバイ(2015年12月3日)

Ryuguの軌道打上げ(2014年12月3日)

地球リエントリー(2020年12月6日)

リエントリー最終誘導(2020年10⽉〜）

リュウグウ出発（2019年11⽉13⽇）

第1期ｲｵﾝｴﾝｼﾞﾝ運転（2016年3月22日～5月21日）

第1期ｲｵﾝｴﾝｼﾞﾝ運転（2019年12⽉3⽇〜2020年
2⽉20⽇）

44

はやぶさ2でのトラブル・困難•

プロジェクトの立ち上げ（前述）•

探査機製作：期間が短い！

最大のピンチ（プロジェクトスタート：2011.5 → 打ち上げ：2014.12）
小惑星表面がデコボコだらけ
着陸する場所がない！

•

タッチダウン地点の選定•

タッチダウンリハーサル1（2018.9.12）において、高度約600ｍで降下中止

これはパラメータ調整で第1回タッチダウン運用での緊急事態

運用訓練のお陰で対応できた！

•（降下が5時間遅れた）•

第2回タッチダウンをやるべきかやらざるべきか

プロジェクトの外からは、やるなと...

•

新型コロナウィルス（2020年初め頃から）全くの想定外45

小惑星リュウグウ
2018年6月30日

2018年6月30日

MINERVA-II1が撮影したリュウグウ表面（画像クレジット：JAXA）

2018年9月23日

高度20kmより

高度20kmより2018年7月20日

2018年10月15日

2018年9月23日

表面MASCOTが撮影したリュウグウ表層(画像クレジット：MASCOT/DLR/JAXA)

2018年10月3日

高度6kmより

表面

高度42mより（画像クレジット JAXA, 東京大, 高知大, 立教大, 名古屋大, 千葉工大, 明治大, 会津大, 産総研）

表面46

第1回タッチダウン：どこに着地するか？
MINERVA-II-1
L08-B1

タッチダウン

L08-E1

MASCOT

最終的にL08-E1が選定

20 m
L08

TM：ターゲットマーカ
L08-B16m

L08-B1がタッチダウン
候補地点に選定（画像クレジット：JAXA, 東京大, 高知大, 立教大, 名古屋大, 千葉工大, 明治大, 会津大, 産総研）

47

人工クレーターを作る：複雑な運用
衝突装置分離爆発(a)①衝突装置分離②横方向に待避(b)③垂直方向に待避

衝突の観測④分離カメラの放出
爆発と衝突

リュウグウ

(c)

グウ
リュウ

ここ
より
下が
安全
領域

⑤爆発と衝
突時には小
惑星の背後
に待避

（画像クレジット：JAXA）(a) 高速の破片(b) 高速の噴出物(c) 低速の噴出物⑥小惑星から離れる48

第2回タッチダウン “やるべきかやらざるべきか”
PPTD-TM1画像

PPTD-TM1B画像

（動画）

m

2.6

H=140cm

C01-Cb TM（半径3.5m）

三途岩
H=55cm

積み岩
H=65cm

H=39cmTM
小三途
H=44cm

C01-Cb 中心
Hは推定された高さの最大値（最も高い推定値）
TM＝ターゲットマーカ

タッチダウン候補地点付近のDEM（Digital Elevation Map）

※岩の名称はニックネームであり、正式な名称ではない。

（画像クレジット：JAXA, 東京大, 高知大, 立教大, 名古屋大, 千葉工大, 明治大, 会津大, 産総研、右図はさらに神戸大，産業医大を追加）

49

1回目（TD1）と2回目（TD2）のタッチダウンの場所
TD1

TD2

たまてばこ

うちでのこづち

2019年5月20日
ホームポジションから撮影（画像のクレジット：JAXA, 東京大, 高知大, 立教大, 名古屋大, 千葉工大, 明治大, 会津大, 産総研）

50

リュウグウ表面の名前
人工クレーター関連名称

うちでのこづち

トリトニス（MINERVA-II1の着陸地）、アリスの不思議の国（MASCOT着陸地）、たまてばこ（1回目のタッチダウン地点）、うちでのこづち（2回目のタッチダウン地点）、また人工クレーター関連名称はニックネーム（愛称）で、国際天文学連合（IAU）に認められた地名ではない。他の地名はIAUで認められた正式名称である。
（画像クレジット：ONC※）

51

リエントリー最終誘導運用※TCM: Trajectory Correction Maneuver（軌道修正）

TCM-1

軌道微調整
（11/12，地球距離約900万km）

TCM-215cm/sTCM-3

通過高度：400km→310km

1cm/s
通過高度：
310km→290km

地球圏離脱軌道変更（12/5 15:30-16:30JST，
地球距離20〜16万km）

ウーメラに向けた軌道変更（11/26，地球距離約360万km）
軌道微調整（12/1，地球距離174万km）

TCM-4ｶﾌﾟｾﾙ分離

1.2m/s
ウーメラに向かう軌道

約360万km彼方から 4.6cm/s±10kmを狙う
ウーメラに向かう軌道||（画像クレジット：JAXA）

カプセルの着地予定領
1km先にいるテントウムシを狙う 域を南東に33km移動

に狙
う軌
道

TCM-0

ｶﾌﾟｾﾙ着地（12/6 2:54JST頃）

カプセル分離（12/5 14:30JST，
地球距離22万km）

軌道微調整（化学推進系使用，以降同様）（10/22，地球距離約1700万km）

TC
M0,1
,2時

イオンエンジンによる軌道修正（9/17，地球距離約3600万km）

TCM-5

12m/s

高度
通過0km
29

道
脱軌
離
圏
地球

地球圏離脱

52

再突入カプセルの地球帰還
2020年12月6日（動画）

クーバーペディで観測された火球となったカプセル（画像クレジット：JAXA）

53

小惑星リュウグウのサンプル取得成功
5.4g!

「はやぶさ」のとき（2010年）は・・・・

細い針で拾い上げる

サンプルキャッチャーの内部

キャッチャーA室の蓋を外し、A室内の粒子を確認した。
2020年12月15日、 11:10頃（画像クレジット：JAXA）

幅5mmのヘラで掃き集める

イトカワ物質の確認（2010.11.16） アメリカで行われたLPSC（第42回月惑星科学会議）で報告(2011.03.11)

54

リュウグウのサンプル
CC3-1内でサンプルコン
テナからキャッチャを引き上げる模式図

回収容器の外観
サンプルキャッチャ
B室 C室
サンプルコンテナ
A室

サンプルコンテナ

回収容器

回収容器

5 mm
（画像クレジット：JAXA）

5 mm
55

サンプルのキュレーションと初期分析
2020年12月

2021年6月

JAXA枠詳細記載⽤試料 2%

Phase 2 4%

Phase2: 海外 2%

国際公募
15%

将来への保管60%

NASA 10%

国際公募準備、サンプルカタログ作成

アウトリーチ 1%

2022年6月

キュレーション作業︓個別試料の初期記載

初期分析 6%2021年12月

キュレーションチーム

Phase1:試料全体像の把握、最初の分配試料の初期記載（帰還から6ヶ⽉以内）*配分⽐率は全て重量％（画像クレジット：JAXA）

・Phase-1 ： JAXA・Phase-2 ： 2チーム
初期分析チーム
・化学分析チーム
・石の物質分析チーム
・砂の物質分析チーム
・揮発性成分分析チーム
・固体有機物分析チーム
・可溶性有機物分析チーム
14カ国・109の大学と研究機関・２６９名（開始時）

56サンプル分析で調べたいこと宇宙の歴史

138億年前

現在

46億年億年前（92億年）

H, He

宇宙の誕生
「ビッグバン」

微惑星

太陽系の誕生衝突・破砕・集積
生命の起源への手がかり

物質の変化
分子雲 → 原始惑星系円盤

小惑星

微惑星

アミノ酸の立体構造
キラリティー（鏡像異性体）

左手型（L体）と右手型（D体）のアミノ酸

ダスト表面での炭素物質 の変遷

集積

変成
地球

地球上の生命は、左手型（L体）のアミノ酸を用いている。→なぜか？

（画像クレジット：JAXA）

57

探査機からの観測でリュウグウについて分かったこと• 密度が小さい（1.19g/cm3 ） → リュウグウはラブルパイル天体（空隙率50％以上）（画像クレジット：ONCチーム）• 形がコマ型 → 過去の自転周期は3.5時間程度であった可能性が高い（現在は7.6時間）• 2.72µmの微弱な吸収 → 含水鉱物が存在• 黒い（反射率が小さい） → 炭素を多く含む• 大きな人工クレーター → 表面強度が小さい• 暖まりやすく冷めやすい → 多孔質の岩• 表面物質が変質 → 一時的に太陽に接近
Morota et al. (2020)掲載図を一部改変（©東大、JAXA）

58

リュウグウのサンプルの分析で分かったこと
多くの発見• 密度は小さく（約1.3g/cm3）、空隙率が大きい（約50%）。柔らかい。
• これまで手に入れた物質の中で最も始原的な物質（イヴナ型炭素質隕石）

最も始原的な物質• 太陽系誕生の数百万年後に出来た物質。温度50度くらいで水質変成。

66種類の元素• 有機物の存在：アミノ酸、脂肪族炭素• 高い温度（1000℃以上）でできた粒子の存在• 液体の水（炭酸水）• 希ガス：太陽系形成時、銀河宇宙船起源、太陽風
起源

大規模な水質変成
有機物

水

アミノ酸
希ガス

• リュウグウの母天体：
太陽からより遠方（太陽系外縁部）で誕生 → 水質
変成 → 破砕・集積 → 近地球軌道

統
一
的
$
見
解
'
(
れ
*
+

星間雲を起源59

はやぶさ2拡張ミッション：はやぶさ２##：SHARP = Small Hazardous Asteroid Reconnaissance Probe
・探査機はまだ運用できる状態
・イオンエンジンの燃料である
キセノンは50％残っている

更なる探査へ
・長期宇宙航行という技
術的な挑戦
・これまで探査されたことがない種類の天体（大きさ30m、自転周期10分）
・プラネタリーディフェンス
に関連した科学と技術（画像クレジット：JAXA）「はやぶさ２」ミッション（2014−2020）

拡張ミッション（2021−2031）

2001 CC21ﾌﾗｲﾊﾞｲ(2026年)

地球ｽｲﾝｸﾞﾊﾞｲ(2027年)

2001 CC21
直径：約700m（アルベド0.15を仮定）
自転周期：約5時間
形状不明
L型

地球ｽｲﾝｸﾞﾊﾞｲ(2028年)

1998 KY26到着(2031年)

1998 KY26
直径：約30m
自転周期：約10.7分レーダーによる形状推定
炭素質の可能性60

まとめ小天体探査がなぜ重要か
科学

プラネタリーディフェンス

太陽系と生命の起源と進化（スペースガード）

天体の衝突から地球を守る

資源

鉱物や水資源としての活用

有人ミッション

月以降・火星以前の有人ミッションターゲット技術

太陽系内を自由自在に移動文化創造
次世代の育成62

天体衝突から人類を守る
小惑星や彗星のような天体が地球に衝突すると大きな自然災害となる。
例：■2013年2月15日：ロシア・チェリャビンスク隕石■1908年6月30日 : ツングースカ大爆発■ 6550万年前：恐竜を含む生物の大絶滅

このような災害を事前に防ぎたい⇒ プラネタリー・ディフェンス（スペースガード）
63

小惑星を利用する• 資源：鉱物、水• 有人ミッションのターゲット
M型小惑星の例： (216) クレオパトラ
大きさ：217 94 81km
M型小惑星
鉄とニッケルに富む

小惑星を採掘レーダー観測NASAの小惑星捕獲ミッション64

太陽系空間に進出する
地球接近小惑星

SLS打ち上げ2022.11.16

火星:

宇宙ステーション
月（NASA）

アルテミス計画：・2025年までに宇宙飛行士を月面に・ゲートウェイ（月周回有人拠点）
・月面基地

月軌道プラットフォームゲートウェイ

65

「はやぶさ」・「はやぶさ２」が 教えてくれたこと「技術」や「科学」について多くのことを教えてくれましたが、それに加えて･･･■世界初に挑戦することのすばらしさ
・初めて天体を見たときの感動
・困難に打ち勝つ忍耐とチームワークの大切さ■世界初に挑戦することの難しさ
・想定外の出来事 ← 柔軟な対応能力
・予期せぬトラブル ← 冷静な対応■現代における“真”の冒険の重要性
・若い世代に（orすべての世代へ）夢を・科学と技術へ強い関心を

事前の予測
事前の準備

「はやぶさ２」の次へ･･･
66

プロジェクト成功へのキーワード
挑戦
多様性・柔軟性
忍耐（＝七転八起）
平常心
楽しく
67