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» 2022年09月07日 08時00分 公開

リュウグウより小さい直径わずか30mの小惑星へのタッチダウンは可能か?〜拡張ミッション【後編】〜次なる挑戦、「はやぶさ2」プロジェクトを追う(21)(1/4 ページ)

2012年5月から始まった小惑星探査機「はやぶさ2」のプロジェクトを追う本連載も今回で最終回。大成功となった小惑星「リュウグウ」からのサンプルリターンに続く「拡張ミッション」解説の後編として、2026年7月予定の小惑星「2001 CC21」のフライバイ観測、2031年7月予定の小惑星「1998 KY26」のランデブー観測について解説する。

[大塚実MONOist]

 小惑星からのサンプルリターンというミッションを無事完了し、新たな目的地に出発した宇宙航空研究開発機構(JAXA)の小惑星探査機「はやぶさ2」。この拡張ミッションは、目的地に着くまでに10年もかかるという長旅になるが、前編では、どうすれば探査機を長持ちさせられるか、という点について紹介した。

⇒連載『次なる挑戦、「はやぶさ2」プロジェクトを追う』バックナンバー

 では、実際に目的地にたどり着けたとして、どんな探査ができるのか。JAXA 宇宙科学研究所 主任研究開発員の三桝裕也氏へのインタビュー後編では、拡張ミッションで探査する2つの小惑星において、はやぶさ2が行うことについて見ていこう。

一番左が三桝裕也氏 一番左が三桝裕也氏。手にしているのは拡張ミッション(はやぶさ2#)のロゴだ[クリックで拡大]

フライバイ観測ならではの難しさ

 2026年7月、まず接近するのが小惑星「2001 CC21」である。L型というレアなタイプの小惑星であり、観測する理学的価値は非常に高いものの、その素性はまだほとんど分かっていない。形状やサイズは不明。ただ直径は、アルベド(反射率)を0.15と仮定すると700m程度と推定され、大体リュウグウクラスとはいえそうだ。

探査する2つの小惑星のデータ 探査する2つの小惑星のデータ。どちらもこのくらいしか分かっていない[クリックで拡大] 出所:JAXA

 2001 CC21の観測において、大きな問題となるのは、これがランデブーではなく、高速にすれ違うフライバイであるということだ。ランデブーであれば、一度カメラを向ければずっと撮影できるので、話は簡単だ。しかしフライバイだと相手が常に移動して見えるため、カメラの「追尾」が必要になる。

 はやぶさ2はもともと、ランデブー用に設計されているため、カメラの追尾機能は備えていない。フライバイ用の探査機なら、カメラの前に置かれたミラーを回転させるなどして、簡単に撮影方向を変えられるのだが、はやぶさ2だと、本体ごと向きを変えるしかない。

2024年度に打ち上げ予定の「DESTINY+」 2024年度に打ち上げ予定の「DESTINY+」はフライバイ探査のため、追尾用のミラーが搭載される[クリックで拡大] 出所:JAXA

 ミラーだけなら十分な速さで回転できるが、本体ごととなるとそうはいかない。はやぶさ2の回転速度は、これまでの最速値でもわずか秒速0.3度。反対側を向くまで、実に10分もかかってしまうような速度だ。これで、秒速5.1kmという相対速度ですれ違う2001 CC21を、追尾できるのだろうか。

 詳細に観測するためには、なるべく近くから撮影したいのだが、接近すればするほど、高速に回転する必要がある。例えば自動車での移動時、遠くの山はゆっくり動くが、近くの電柱は首を速く回さないと見ることができない。これと同じだ。

 遠くを通り過ぎるようにすれば、追尾は難しくない。ただ、それで追尾できたとしても、カメラに点しか写らないようなことは避けたい。はやぶさ2の望遠カメラ「ONC-T」で、リュウグウクラスの天体の形をしっかり観測するためには、100kmくらいは接近する必要があるという(このときの分解能は10m程度になる)。

到着の3週間前に撮影されたリュウグウ 到着の3週間前に撮影されたリュウグウ。遠すぎてまだ形が分からない 出所:JAXA、京大など

 また、地球への帰還時も同様だったが、タイミングが決まっているため、やり直しや延期ができないというのもフライバイ観測の難しさである。ただ今回の場合は、最悪、フライバイ観測をキャンセルしたとしても、最終目的地に行くことはできるので、地球帰還時よりは気は楽かもしれない。

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