宇宙航空研究開発機構(JAXA)は7月22日、小惑星探査機「はやぶさ2」に関するオンライン記者説明会を開催し、地球帰還後に実施する拡張ミッションの検討状況について明らかにした。多くの候補天体の中から、これまでの検討によってすでに2案にまで絞られており、どちらにするかは今秋までに決定する予定だという。
地球帰還後、はやぶさ2の新たな旅が始まる
はやぶさ2は、12月6日に地球に帰還する予定。ここで再突入カプセルを無事に分離すれば、探査機のミッションは全て完了となるわけだが、はやぶさ2の機体は健全で推進剤も残っており、まだまだ使える状態だ。せっかく使えるなら別の天体に行って追加で探査をしよう――これが拡張ミッションである。
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はやぶさ2はTCM-5で地球を避け、ここから拡張ミッションがスタート (C)JAXA
拡張ミッションを実施する場合、追加の運用経費は必要となるものの、新規のミッションを立ち上げるのに比べれば、遙かに低予算で科学的成果を得ることができる。また初期のミッションはすでに達成しており、いわば減価償却済み。失敗を恐れず、新しいことにもチャレンジしやすいと言える。
つまり拡張ミッションは、無事に任務を終えることができた探査機のみに与えられる“ご褒美”なのだ。世界的にはそれほど珍しくは無く、たとえば、米国の彗星探査機「Stardust」は同じようにサンプルリターン計画だったのだが、地球帰還後には別の彗星に向かい、探査を行っている。
では、はやぶさ2はどの天体に向かえば良いのか。選ぶときの基準となるのが、「工学的成立性」と「理学的価値」である。
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工学的成立性と理学的価値の観点から、総合的に小惑星を評価した (C)JAXA
工学的成立性は、「そこに到着できるのか」という話になる。地球帰還時、イオンエンジンの推進剤は55%程度が残る見込み。この推進剤の量で行くことができる天体というのが、議論のそもそもの大前提となる。また、軌道によって受ける熱や発電量が大きく変わるため、そういった面で問題が無いかも重要だ。
理学的価値は、「行く意義があるのか」ということだ。せっかく別の天体に到着しても、新しい発見が期待できなければ意味が無い。たとえばまだ誰も調べたことが無い天体など、科学的な面白さが何より重要だ。また、リュウグウ用に設計された観測装置で、十分な観測ができるかどうかも注目ポイントだろう。
この両面からスコア付けを行い、これまでに絞り込み作業を行った結果、上位2つとして残ったのが「2001 AV43」「1998 KY26」という小惑星である。
1万8002天体→2天体への絞り込み
天体の探査方法としては、すれ違うタイミングで観測するフライバイ探査と、速度を合わせて滞在するランデブー探査がある。フライバイの方が軌道設計は容易になるが、はやぶさ2はもともとランデブー探査向けの設計になっているため、拡張ミッションはまずランデブーを優先することとした。
はやぶさ2は地球帰還時、スイングバイによって、地球公転軌道の内側に向かうことが決まっている。ここから先、イオンエンジンによる軌道制御と地球・金星によるスイングバイを利用して到達可能な天体を探したところ、地球軌道を通過する小惑星と彗星約1万8002天体の中から、354天体が残った。
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推進剤の消費が少なく、早く到着できる赤丸の中が有望な候補 (C)JAXA
条件としては、なるべく推進剤は節約したいし、早く到着できる方が望ましい。到達は早い天体でも2026年末だったが、探査機の設計寿命を大きく超えての運用となるため、到着日は2031年末までとしたほか、太陽から遠すぎないこと、軌道が良く分かっていることなどを制約条件として、さらに絞り込みを行った。
その結果、残ったのが「2001 AV43」と「1998 KY26」である。
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最後に残った2つの探査計画。左が2001 AV43、右が1998 KY26だ (C)JAXA
前者の案では、2024年8月に金星スイングバイした後、2回の地球スイングバイを行ってから、2029年11月に2001 AV43へ到着する予定。金星スイングバイ時、金星探査機「あかつき」の運用は終了しているはずなので、このタイミングで観測すれば、あかつきのデータを補完できる可能性がある。
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金星探査機「あかつき」がIR2カメラで撮影した金星の姿 (C)JAXA
一方後者の案では、2026年7月に別の小惑星「2001 CC21」をフライバイ観測してから、2回の地球スイングバイを経て、2031年7月に1998 KY26へ到着する。ミッション期間はやや長くなるものの、2つの小惑星を観測できるほか、1998 KY26はリュウグウと同じC型小惑星の可能性がある点も注目だ。
ところでこの2案以外の候補としては、火星を何度もフライバイ観測する案や、金星をフライバイ観測した後に木星へ向かう案もあったとか。はやぶさ2の太陽電池で活動できるのは火星軌道までのため、木星に行けても着いた頃には観測はできないものの、火星以遠は日本にとって未踏の領域であり、これも興味深い。
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ボツにするのがもったいないほど、面白そうな検討例がたくさんあった (C)JAXA
