【見学レポ】JAXA相模原キャンパス特別公開2019（前編）

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2019年11月2日(土)に行われたJAXA相模原キャンパスの特別公開を見学してきました。特別公開で見たこと聞いたことを、事後レポとしてこの記事にまとめました。例によって前後編です。

2019年の特別公開は11月開催、それも1日のみ。暑さのない過ごしやすい特別公開でした。

前編では事前にTwitterで募集した質問とその回答を紹介し、
中編・後編では私自身が行った質問と回答、見学した各ブースの雑感をまとめます。

募集した質問と回答

Q1 はやぶさ2の姿勢制御のエンジン系統について　→質問できず

Q2 日本のX線天文衛星へのこだわりについて

Q3 はやぶさ2搭載カメラ「InCAM」について　→質問し忘れ

Q4, Q5 太陽発電衛星について

Q6 月惑星の縦孔・地下空洞探査UZUME計画について

Q7 深宇宙探査技術実証機 DESTINY+について

Q8, Q9 はやぶさ2の帰還後の予定について

全部で9種類の質問を受け、そのうち7つの質問を各出展ブースの関係者に質問することができました。残る2つの質問は、聞くべき関係者に合えなかったことと、単純に内容をど忘れしてしまったため、質問できませんでした。申し訳ない…。

各質問とその回答について、以下に詳細をまとめていきます。

Q1：はやぶさ2の姿勢制御のエンジン系統について　→質問できず

往復の航路中での姿勢制御やリュウグウでの降下、上昇などを含めて、どのくらいの化学燃料を搭載すればいいのか、どうやって計算しているのか。計算によって燃料タンクのサイズも決まると思われるがどうなのか。

はやぶさ2のブースで質問するつもりでしたが、姿勢制御や化学推進に携わっていると思われる方が見当たらなかったので、質問できませんでした。今思えば、はや2の化学推進系担当の森先生を探しに行くべきでした。

Q2：日本のX線天文衛星へのこだわりについて

日本はX線天文衛星が有名なのですが、何かしら「X線天文衛星」へのこだわりがある？

A：日本はX線天文衛星を（赤外線天文衛星などと比べて）昔から継続してこれた。というのも、X線天文学は、衛星を上げないとできない。赤外線や電波は、地上でもある程度の観測ができてしまう。一方X線は、衛星を打ち上げないと何も観測できないから、X線をやる人はしゃかりきになって頑張ったっていうのがあるのと、X線天文衛星を上げるたびに、世界的な成果が上がったこと。これは当時のたちの先見の明と、天体自体が魅力的な現象を起こしたことも大きい。
衛星を上げると成果が出るから継続できるというのと、なにより、宇宙研だけじゃなく大学や海外の皆が協力したこと。などいろんな要素が含まれている。あとは衛星を上げると、良い成果はもちろん、新しい謎も生まれる。その謎を解くために新たな衛星を上げ、さらに新しい謎が生まれる、の繰り返し。

日本のX線天文衛星の歴史のポスター。今年は衛星はくちょうの打ち上げ40周年にあたる。

Q3：「はやぶさ2」搭載カメラInCAMについて

「InCAM」という謎のカメラはいったい何なのか

質問し忘れていたため回答はありません。（申し訳ない…）

質問者による回答のリンクを載せます。https://twitter.com/TransTerraScape/status/1190616211991621633

Q4, Q5：太陽発電衛星について

Q4：「太陽発電衛星」で太陽発電衛星では大型建造物を宇宙に作る技術が重要となる。

先日発表されたHTV-Xの構想では「大型展開構造物の運用実験」というのがあったが、この利用は考えているか？

https://fanfun.jaxa.jp/jaxatv/files/20191031_htv-x.pdf

A：実用の前に、小型の太陽発電衛星を宇宙にもっていって実証実験を行う必要はある。

Q：HTV-Xの利用は？

A：しない。

太陽発電衛星と受電装置（レクテナ）の概念模型。衛星の太陽電池とレクテナはそれぞれ2km近いサイズがある。

Q：太陽発電衛星ってどれくらいの大きさ？

A：2km四方。ものすごい大面積で発電し、電気を電波に変えて地上へ送信する。地上でキャッチした電波を電気に変換して使用する。そのままの大きさだと当然ロケットに入らないので、100m四方の太陽発電衛星を正方形状に折り畳んだものを多数打ち上げて、それを軌道上で組み合わせて2km四方にする。折りたたむ構造は形状記憶合金を使用。太陽発電衛星は静止軌道上(3万6000km)に打ち上げる。地上の受電スポットも2km級のサイズで羽田空港くらい大きいが、宇宙から見ると小さい。そこに正確に狙える技術が必要。地上に送信するときの電波は、大気による減衰のない周波数を選ぶ。

エネルギー密度を低くして送信するので、鳥が電波を浴びても焼き鳥にはならないみたい。

Q5：関連して、太陽発電衛星では作られた電力を無線送電するが、これは主に衛星から地上の受電設備に行う形であると理解している。

もしも発電衛星から他の宇宙衛星に送電できれば太陽光パネルが不要となる他イオンエンジンなどの大電力設備の運用が楽になると思うが、そういった検討は行なっているのか？

A：そのアイデアは魅力的で、将来絶対やると思う。ただ今の段階で考えているのは、衛星ではなくドローン。飛んでいるドローンに電波を送って充電をするというのを考えている。充電が足りなくなったらドローンがやってきて、空中で充電する。これが大規模になったのが人工衛星になると思う。ドローンへの電波による給電は地上から空中に向けて電波を発射する。

まずはドローンで実用化して、今後衛星への給電へ。ただ距離が問題で、ドローンなら数十mだが、衛星になると数千、数万kmの距離に電波を正確に飛ばす必要がある。

太陽発電衛星の実現のカギとなる3つの技術分野について。発電所を宇宙に作ることの大変さが伺える。

Q6：月惑星の縦孔・地下空洞探査UZUME計画について

月の縦孔は溶岩チューブの天井が破壊されたものと理解している。
探査方法はすでにある孔に降りる方法以外にも溶岩チューブは月面に多数あるので任意の点で穴を掘る方法もあると思う、後者の方が探査の自由度は高いように思えるが検討は如何に？

A：かぐやが見つけた月の縦穴の層の厚さが、マリウス丘のだと20mくらいある。縦穴の直径は50mほど。20mも掘るのはなかなか難しいのと、溶岩チューブがあるのはわかっているが、どこまで広がっているかがわからないということがある。一応50kmくらいの規模があるかもしれない。
かぐや(SELENE)が最初に発見した縦穴、「マリウス丘の縦穴」の解説ポスター。

Q：かぐやのレーダサウンダーで地下空洞の場所は特定できない？

A：レーダサウンダーも信用はできるが、レーダサウンダーは月面地下空洞からの反射を捉えるのと、層からの反射も捉えてしまう。地球の地層のように含まれている物質が層ごとに異なっていた時、例えば地中の真ん中くらいの層にレーダーを反射する物質の層があったとき、レーダサウンダーは層からの反射を捉えてしまう。地下空洞による反射と思っていたのが、実は地層による反射であった可能性もある。その判別がわからない。

　なので、正確に地下空洞の位置を特定するのが難しいのと、穴をあけるのが難しいこと、あとは近くに穴を掘ると天井が崩れちゃうかもしれないというのがあるので、穴をあけるというよりかは今あるもの（縦穴）を活用してゆく。

月面の縦穴と溶岩チューブを再現した模型。2017年の特別公開で見たかも。

Q7：深宇宙探査技術実証機 DESTINY+について

いくつかの資料で2018年度に設計開始で2021年には打ち上げとなっているが、現在でもこの日程で進んでいるのか？もしもトラブル等で遅れてしまった場合は探査対象小惑星の変更、あるいは数年に及ぶ軌道設計の変更で対応できるのか？

A：打ち上げの予定は2022年度。フェートンに到着するまでに3年、4年かかる。

もし打ち上げの予定が遅れた場合、フェートンとの位置関係によって変わってくる。

Q：フェートンの軌道周期くらいずれる？

A：そこまではわからないが、打ち上げ時期がズレると年単位で遅れちゃう。

DESTINY+の軌道設計ポスター。書かれている文章は2018年特別公開のものと同じ。

さらっとブースのお兄さん（イオンエンジンの研究をしている方）が、打ち上げ予定を「2022年度」と言っていましたね。

D+に関する論文には2022年10月の打ち上げの例が載っているので、こちらのスケジュールでいくのかも？
こちらの資料も参考になれば。
Modelling DESTINY+ interplanetary and interstellar dust measurements en route to the active asteroid (3200) Phaethon
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0032063318303647

DESTINY+ Trajectory Design to (3200) Phaethon
https://link.springer.com/article/10.1007%2Fs40295-017-0117-5

Q8, Q9：はやぶさ2の帰還後の予定について

Q8：はやぶさ2が地球に帰還してカプセルを投下した後、どこへ何しに行くなどの予定は決まっている？

A(SCI担当の佐伯先生に伺いました)：今まさに検討中。どこへいけるのか検討中。

Q9：地球に向けてカプセルを分離した後に地球スイングバイで加減速が可能なのか？

A（佐伯先生）：カプセルを地球に降ろす軌道に入れるので、自由には選べない。カプセルを放出した後の軌道は決まってしまう。地球帰還はスイングバイという形にはなるが、なかなか良い軌道ではないのて、次どこかへ行くには時間がかかってしまう。何年も、数年、10年単位でかかる可能性もある。

Q：ちなみに帰還後のはや2の予算は？

A：まだついてない。予算的な意味でもできないかもしれない。

はやぶさ2のミッションロゴシール（リュウグウ探査Ver.）最近になり帰還フェーズVer.のロゴも公開された。帰還後のミッションが決まれば、延長ミッションVer.のロゴが出るのかもしれない。