はやぶさ2がいよいよクレーター生成に挑む! DCAM3による決死の撮影にも注目

宇宙航空研究開発機構(JAXA)は3月18日、小惑星探査機「はやぶさ2」に関する記者説明会を開催し、衝突装置(SCI)の運用計画について報告した。SCIは、小惑星表面に人工クレーターを生成するための装置である。はやぶさ2で新規開発したもので、最も"はやぶさ2らしい"と言えるミッションだが、タッチダウンに続く成功となるか注目だ。

SCI運用について説明するJAXAの佐伯孝尚プロジェクトエンジニア(左)

40分以内に安全地帯へ退避せよ!

SCIは、直径30cm、質量14kgの円筒形の装置。内部には5kgの爆薬が詰まっており、これで約2kgの衝突体(銅板)を秒速2kmに加速し、小惑星に撃ち込む。クレーター生成の様子を観測することで小惑星の内部構造を調べるほか、衝撃により露出した小惑星の内部物質を次のタッチダウンでサンプル採取することを狙う。

SCIの構造。銅板は当初、凹面鏡のような形だが、爆発によりヘルメットのような形になる (C)JAXA

銅板は当初、平べったい形で爆薬の蓋になっているが、爆発の力でソフトボール大の砲弾に変形しながら、前方に飛び出す。SCIは、わずか1msという瞬時で加速できるのが大きな特徴。ロケットで加速するペネトレータだと誘導制御が必要で、装置が重く複雑になってしまう。はやぶさ2には重量的な余裕は無く、小型軽量にできるこの方法を採用した。

運用シーケンスはやや複雑だ。高度500mに降下するまではタッチダウンと同様だが、ここでSCIを分離。SCIは作動すると、本体ごと爆発し、破片が飛び散って危険なため、爆発までの40分間に退避する必要がある。安全に隠れられる場所は小惑星の影しかないので、まず1kmほど水平に移動してから、次に4kmほど垂直に降りて裏側に回り込む。

運用シーケンスの概要。SCIはタイマーで作動する。通信系もないので、分離後はもう止めることはできない (C)JAXA

ここにいれば、SCI爆発時の破片や、クレーター生成時の噴出物(イジェクタ)などに対して安全。その後、比較的低速なイジェクタが小惑星を回り込んでくることが考えられるが、これは探査機を小惑星から離れさせることで回避する。ホームポジションに戻るのは、約2週間後になる予定だ。

高速な破片やイジェクタをリュウグウの影でやり過ごしてから、さらに離れることで回り込んでくる低速なイジェクタも避ける二段構え (C)JAXA

これまで、探査機は常にリュウグウの昼側に滞在しており、今回、初めて反対側に移動することになる。今までとは違う向きから観測するチャンスではあるものの、はやぶさ2の観測機器は基本的に底面側に搭載されており、横方向を見られるのはONC-W2くらいしかない。まだ観測するかどうかは未定だが、検討はしているとのことだ。

なお、探査機には何らかの異常事態が発生したとき、セーフホールドモードに移行して、死なないようにする機能がある。通常だとスラスタを噴射して上に退避するのだが、今回の運用においては、それは逆に危険となる場合がある。セーフホールドモードになった場所によっては、横や下に逃げるよう、設定を変えるそうだ。

SCIに続いて分離するカメラとは?

SCI作動時、安全確保のため探査機本体は小惑星の裏側に退避しなければならないが、するとクレーター生成時の様子を見ることができない。そこで、はやぶさ2に新たに搭載されたのが、「DCAM3」という名前の分離カメラだ。これは名前の通り、ソーラー電力セイル「IKAROS」に搭載された「DCAM1」「DCAM2」の後継機となる。