　4つのスラスターを全て同時に噴射すると、力が打ち消し合って、トルクは発生しない。それは燃料の無駄なので、例えばスラスター1/2/3/4の計算結果がそれぞれ15/10/13/20秒という結果になったときは、最小値の10秒を引いて、スラスター1/2/3/4をそれぞれ5/0/3/10秒噴射すれば良いことになる。

　この処理を行うと、マイナスの数値が消え、全てプラスの数字に置き換わり、表面上、矛盾は無くなる。しかし、噴射の仕方としては、全て逆向きにトルクが発生する形になっており、つまり回転を止めようとして噴射した場合、逆に回転を加速する向きに噴射してしまうことになる。

<計算2>各軸に対する6ケースの計算結果。逆回転側のケースでは、省燃料処理の結果、反対側のスラスターが作動してしまうことになる

ひとみはこれにより、自ら回転を加速。高速回転で構造が耐えられなくなり、太陽電池パドルや伸展式光学ベンチなどが破断し、分離したと考えられる。太陽電池パネルは6枚中、半分の3枚が残っていれば運用は可能だが、構造上、最も弱い根元から全て分離したと考えるのが妥当だ。こうなると万事休すで、もはや打つ手は無い。

強度の解析結果。Z軸まわりに150度/秒以上の速度が出れば、太陽電池パドルも伸展式光学ベンチも壊れてしまう

セーフホールドモードへの移行で角速度が急上昇。10:42ころ衛星は分解したものと考えられている

問題は運用だけにあらず

　ひとみの事故で“致命傷”を与えたのは上記の異常3、スラスター制御パラメータの設定ミスだ。もしこれが無ければ、たとえ異常1と2が起きたとしても、想定通りにセーフホールドモードに移行して、衛星は復旧できていた可能性が高い。

　しかし、これを「単なる運用ミス」で片付けてはいけない。運用に大きな問題があったのは間違いないのだが、JAXAが事故後にまとめた調査報告書からは、設計段階からさまざまな問題点があったことが見えてくる。事故はどうすれば防げたのか。次回は、そのあたりも考えていくことにしたい。

筆者紹介

大塚実（おおつかみのる）

PC・ロボット・宇宙開発などを得意分野とするテクニカルライター。電力会社系システムエンジニアの後、編集者を経てフリーに。最近の主な仕事は「完全図解人工衛星のしくみ事典」「日の丸ロケット進化論」（以上マイナビ）、「人工衛星の“なぜ”を科学する」（アーク出版）、「小惑星探査機「はやぶさ」の超技術」（講談社ブルーバックス）など。宇宙作家クラブに所属。

Twitterアカウントは@ots_min

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