今も働き続ける「はやぶさ2」、プラス10年以上もの長旅に耐えられるのか〜拡張ミッション【前編】〜：次なる挑戦、「はやぶさ2」プロジェクトを追う（20）（4/4 ページ）

2020年12月に地球へ帰還し、小惑星「リュウグウ」からのサンプルリターンというミッションを完遂した小惑星探査機「はやぶさ2」。しかし、はやぶさ2の旅はまだ終わっていない。現在も「拡張ミッション」となる2つの小惑星の探査に向けて旅を続けているところだ。果たしてはやぶさ2は、追加で10年以上もの長旅に耐えられるのだろうか。

[大塚実，MONOist]

リアクションホイールを逆回転!?

　リアクションホイールは通常、同じ方向にのみ回転させ、逆回転は行わない。しかしゼロクロスを許容し、回転数の許容幅をマイナス側にまで広げることができれば、アンローディングの回数を減らし、推進剤の消費をさらに抑えることが可能になる。

　例えば、Z軸まわりに探査機を180度反転する場合を考えよう。この場合、何もしなければ、X軸とY軸のリアクションホイールの回転数は、プラスマイナスが逆になる。しかしそれを避けるために、途中でアンローディングする必要があり、これまでは実際にそういった運用を行っていたのだが、ゼロクロスを許容すれば、これが不要になる。

「はやぶさ2」の各軸の向き。上下方向がZ軸、前後方向がX軸、左右方向がY軸となる［クリックで拡大］ 出所：JAXA

　その場合、リアクションホイールの負担が気になるところだが、はやぶさ2で使われている機種は、ゼロクロスに耐性があって問題はないといわれているとのこと。ただ、ゼロ付近で頻繁に回転方向が変わるのは良くないため、なるべく早くゼロ付近を通り過ぎるようにしているそうだ。

　拡張ミッションに入ってから、すでに1年半以上が経過しているが、こういった工夫により、推進剤は今のところ「ほとんど減っていない」という。

　三桝氏は「今日我慢すればミッションを1日長くできるという思いでやっている」と語る。アンローディングの消費を頑張って抑えれば、その分、1998 KY26に到着してからやれることが増える。推進剤の消費量削減は、トピックとしてはかなり地味ではあるものの、成果の最大化のために、極めて重要な取り組みだといえるだろう。

　また、今のところリアクションホイールは健全だとはいえ、問題が起きる前から、対応を検討しておくのは重要である。X軸とY軸はともかく、命綱のZ軸が2台とも壊れるような事態は正直考えたくもないが、そういったケースも既に検討は開始しており、「不可能ではないかなという感触」は得ているそうだ。

　もう1つ、運用の低リソース化にも触れておきたい。拡張ミッションは長丁場な上、人員にも限りがある。クリティカルなタイミングは別にして、イオンエンジンも運転していないようなときには、可能な限り、人的／資金的リソースを削減する必要がある。

　現時点では、週に2パス、つまりコマンドをまとめて週に2回送るだけで運用できるところまでは実現しており、さらにこれを1パスに減らすのが目標だという。なお、それでも全く目を離しているというわけではなく、コマンドを送らない日でも探査機からのテレメトリーは自動でダウンリンクしており、何かあればすぐ対応することは可能になっている。

拡張ミッションでは、美笹深宇宙探査用地上局が主局として使用されている［クリックで拡大］ 出所：JAXA／GREAT2

次なるイベントはフライバイ観測！

　順調にいけば4年後、はやぶさ2は2001 CC21に到着。すれ違いざまに観測（フライバイ観測）を行うわけだが、ここでの大きな問題は、はやぶさ2はもともとランデブー観測用に設計されており、フライバイ観測用の機器は搭載されていないということだ。では一体どうやって観測すれば良いのか。そのあたりの話は、後編の次回ということにしたい。