「はやぶさ2」ミッションマネージャ吉川 真さん インタビュー#1

多くの世界初を成し遂げた、小惑星探査機「はやぶさ2」

この記事は約7分で読めます by 小熊雅子

(上記イラスト:池下章裕 )

2014年12月3日、宇宙にむかって
打ち上げられた小惑星探査機「はやぶさ2」。
約52億4千万kmの宇宙の旅を経て、
2020年12月6日、小惑星「リュウグウ」の
サンプルが入ったカプセルを無事地球に届けました。
「はやぶさ2」の偉業を祝し、
ミッションマネージャ吉川 真さんにお話をうかがいました。

写真:JAXA
吉川 真(よしかわ まこと)
宇宙航空研究開発機構(JAXA)宇宙科学研究所(ISAS)准教授。
専門は天体力学および太陽系小天体の軌道解析。
小惑星探査機「はやぶさ」ではプロジェクトサイエンティスト、
「はやぶさ2」ではミッションマネージャを務める。
2018年には、科学誌「Nature」が選ぶ
今年の10人「The 2018 Nature’s 10」に選出される。
小惑星探査機「はやぶさ2」プロジェクトについてはこちら

サンプルリターンの大成功の喜び

プロジェクトの成功おめでとうございます。
「リュウグウ」のサンプル※が無事地球に届きましたが、その時のお気持ちをお聞かせください。

小熊

※サンプル:天体などのかけらやガスなどの試料。サンプルを地球に持ち帰ることをサンプルリターンという。

JAXAに「はやぶさ2」のカプセルが届き、サンプルキャッチャーの中に黒い物が見えたときには、本当にホッとしました。まだ分析は残っているのですが、ミッションとしてはこれで完璧です。
「はやぶさ」※の時は、サンプルキャッチャーを開封しても、中身はからっぽにしか見えませんでした。採れたサンプルの量はそれくらい少ない量でしたが、今回の「はやぶさ2」では非常に量が多かったので、みんなで喜び合いました。「はやぶさ2」がミッションとして完全に成功したと、初めて実感した瞬間でした。

吉川

※「はやぶさ」:小惑星「イトカワ」と地球の間を約7年かけて往復し、2010年に世界で初めて小惑星の表面のサンプルを地球に持ち帰ることに成功した探査機。

写真:JAXA
「はやぶさ2」を応援してくれた相模市の地元商店街の関係者らと一緒に、
カプセルを迎える吉川真氏とプロジェクトマネージャの津田雄一氏。

実際どのくらいの量だったのですか?

小熊

打ち上げ前のサンプルキャッチャーの重量との差から算出したのですが、サンプルキャッチャー内のサンプルの重量は、約5.4gありました。

吉川
写真:JAXA
「はやぶさ2」が持ち帰った「リュウグウ」のサンプル(一部)。

「はやぶさ2」の9つの世界初

「はやぶさ2」では、世界初をいくつも達成されたそうですね。

小熊

工学上の世界初を9つ実現することができました。

吉川

1 小型探査ロボットによる小天体表面の移動探査
2 複数の探査ロボットの小天体上への投下・展開
3 小惑星での人口クレーターの作成とその過程・前後の詳細観測
4 天体着陸精度60cmの実現
5 同一天体2地点への着陸
6 地球圏外の天体の地下物質へのアクセス
7 最小・複数の小天体周回人工衛星の実現
8 地球圏外からの気体状態の物質(ガス)のサンプルリターン
9 C型小惑星の物質のサンプルリターン

8番目の「リュウグウ」のガスを持ち帰るのは、最初から予定されていたことなのですか?
「リュウグウ」に大気はないですよね。

小熊
写真:JAXA、東京大学、九州大学、JAMSTEC
オーストラリアのウーメラ現地本部に設置されたQLF(Quick Look Facility)でガスを採取している様子。

当然「リュウグウ」に大気はないのですが、採ったサンプルからガスが発生するということは想定していたんですね。そのため、サンプルを入れるコンテナは、「はやぶさ」の時よりも、はるかに機密性の良いものに改良しました。帰還後、地球の大気も入りません。

吉川

それで、サンプルからガスが採取できたのですね。
3番目の「人工クレーターの作成」は、「はやぶさ」ではなかったミッションですね。

小熊

「はやぶさ2」では、「リュウグウ」が誕生した頃のサンプルを手に入れることが大きな目的です。しかし、小惑星の表面は、長い間太陽からの光・熱・放射線を浴びています。そして、宇宙線※などの影響も受け、変質している可能性があるので、地下からサンプルを採るほうがよいのです。それで、衝突装置を放ち、銅のかたまりを「リュウグウ」に打ちこんで 、人工クレーターを作って、地下からの石や砂などのサンプルを持ち帰るミッションを計画しました。

吉川

※宇宙線:宇宙空間を飛び交う高エネルギーの放射線

6番目の「地下物質へのアクセス」と連動したミッションですね。
7番目の「最小・複数の小天体周回人工衛星の実現」は、「リュウグウ」に人工衛星を放ったということでしょうか。

小熊

当初の予定にはなかったのですが、2回のタッチダウンとサンプルの採取に成功した後に、まだターゲットマーカが3個残っていたので、そのうちの2個を分離して「リュウグウ」の人工衛星にしました。その後、MINERVA-Ⅱ 2も人工衛星としました。地球以外の天体の人工衛星としては、世界最小です。小天体に複数の人工衛星生を投入したのも、世界で初めてとなりました。

吉川

※タッチダウン:探査機が惑星などの表面に接触すること。
※ターゲットマーカ:反射シートで覆われた直径約10cmの球体で、探査機からのフラッシュの光を反射して明るく輝き、灯台の役割をする。

4番目の「天体着陸精度60cmの実現」についても、教えていただいてよいですか?

小熊

探査機が地球以外の天体に着陸したわけですが、その着陸の精度のことです。狙った地点から着地がどれくらいズレるかということです。そのズレがたった60cm、これは世界で最高の精度だということですね。

吉川

地球から命令を出して、はるか3億キロ彼方で60cmの誤差で着陸したということですね。

小熊

実は、惑星やその衛星に比べると、リュウグウのような小さい小惑星のほうがこの精度は上がります。小さい小惑星は、重力が弱いので、ゆっくりと着陸できるからです。
例えば、月や火星などは重力が強いので着陸がもっと大変で、もう何百mも普通にズレちゃいますよ。

吉川

探査機の着陸ではないですが、カプセルの地球再突入のミッションも、かなりの難しいものだったのですか?

小熊

当然、計算上ではシミュレーションを何度もやっているんですが、この再突入のミッションはとても緊張しました。例えば、「リュウグウ」へのタッチダウンは、もし何か危険があったり、探査機の調子がおかしかったりすれば、着陸をやめて戻ればいいんですね。やり直しがきくわけです。ところが地球への再突入は、やり直しがきかないんです。

吉川

地球への再投入は、1周地球を回ってからもう一度トライするなんてことは……

小熊

絶対に無理です。再突入では地球の周りを回ることはできません。地球にぶつかるか、宇宙に飛んでいくか。
一発勝負なんですね。やるかやらないか。やらなきゃ失敗だし、やっても失敗したらおしまい。
地球への再投入は、やり直しができない運用なんです。

吉川

難しい運用なのですね。

小熊

何度か軌道を修正しながら地球に近づいていくのですが、特に3回目の軌道制御は重要です。地球から約360万kmも離れたところから、オーストラリアのウーメラ上空の半径10kmの範囲をねらうものなので大変難しく、「1km先にいるテントウムシをねらう」のと同じくらいの精度なんです。

吉川

今回のミッションを終えて、「はやぶさ2」は別の小惑星への向かったわけですが、これは世界初のことではないのですか?

小熊

日本では初めてですが、こういう延長ミッションはNASAはよくやっています。メインのミッションが終わって、まだ探査機が使えるときに、「別の天体に行こうか」と延長ミッションが検討されるわけですね。

吉川

ミッションの終わりに決めたということですか?

小熊

「はやぶさ2」の場合は地球への帰還を始めてから、残りの燃料で行けるところを探しました。
探査機がかなり改良できていたので、6年間宇宙を旅しても 探査機そのものにはほとんど問題なく、イオンエンジンの燃料も半分余っていたんです。再度地球には戻ってくる燃料はないのですが、アメリカの観測チームが発見した1998 KY26という小惑星に2031年に到着する予定です。

吉川
イラスト:JAXA
地球に帰還し、カプセルを切り離した「はやぶさ2」。

#2 「はやぶさ2」成功のカギは「はやぶさ」の経験から学んだこと

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執筆・編集
『ダジャレーヌちゃん 世界のたび』の担当編集者。好きなものは、絵本・紙芝居・銭湯・目玉焼き。最近ジョギングに目覚め、10kmマラソンに参加することが夢に。