宇宙航空研究開発機構(JAXA)は2月6日、金星探査機「あかつき」に関する記者会見を開催し、今年12月7日に金星周回軌道へ投入する計画であることを明らかにした。あかつきは日本初の金星探査機。2010年5月21日に打ち上げられ、同年12月7日に金星に最接近したが、推進系のトラブルにより周回軌道への投入に失敗していた。

計画を説明するJAXAの中村正人・あかつきプロジェクトマネージャ

2010年3月にプレス公開された金星探査機「あかつき」

ぴったり5年後の再挑戦

あかつきの目的は、金星の大気の運動を観測することである。特に、金星最大の謎として、「スーパーローテーション」と呼ばれる現象がある。金星の自転速度は非常に遅いのだが(自転周期は243日)、大気上層では秒速100mにも達する暴風が吹き荒れている。これは自転速度の60倍もの速さで、なぜこんな風速が出るのか、原因が分かっていなかった。

こういった謎を解明するため、あかつきは近金点300km、遠金点8万kmという、非常に細長い楕円軌道に投入する計画だった。だが、周回軌道に投入するため、軌道制御エンジン(OME)を噴射したところ、機体の姿勢に異常が発生し、燃焼を自動的に中断。減速が足らずに、金星を通過してしまい、そのまま太陽を周回する軌道に入っていた。

事故後の検証で、燃料を加圧するための配管にあるバルブに塩(えん)が生成し、閉塞したことが原因だと特定された。ここが閉塞したことで、燃焼中に燃料の供給量が減少し、酸化剤の割合が相対的に増え、正常な燃焼条件を逸脱。温度の異常上昇を引き起こし、その結果、ノズルが破損したと見られている。

あかつきのOME。これが壊れてしまった

その後、OMEの試験噴射を行ったところ、完全に壊れていることが分かり、使用を断念。以降の軌道制御については、小型の姿勢制御エンジン(RCS)を使うことになった。この経緯については過去記事が詳しいので参照して欲しい。

【レポート】「あかつき」の軌道制御エンジンは使用断念 - 当初の観測軌道投入は困難に

2011年11月には、最初の軌道制御を実施。近日点で減速を行い、遠日点の高度を下げ、2015年11月に金星に再会合する軌道への投入に成功した。それから現在まで軌道制御は行っていないが、今後、今年7月の軌道修正で再会合を12月7日にずらし、同日、最接近時にRCSを20分ほど噴射して、金星周回軌道に投入する計画だ。

地球、金星、あかつきの位置関係。あかつきは遠日点で金星軌道に接する楕円軌道(黄色)を周回している

投入日が5年前と同じ「12月7日」になったのは「たまたま」とのことだが、中村正人・あかつきプロジェクトマネージャは「本来なら5年前に成功して当然のミッション。幸いにして再びチャンスが与えられたので、粛々と責任を果たしたい。感傷的にならず、冷静に事を進めたい」と、現在の心境を語る。

ちなみに再会合を当初予定していた11月から遅らせたのは、11月投入の軌道だと安定性が悪く、太陽重力の影響によって、すぐに金星に落ちてしまうリスクがあったからだ。12月投入の軌道であれば、このリスクが小さい。

あかつきは非常に長い楕円軌道を飛行するため、太陽重力の影響を受けやすい。近金点の高度はいつも300kmというわけではなく、この影響のせいで、1,000km以上になることもあるそうだ。12月投入の軌道でも、近金点が大きく変動することは変わらないものの、すぐに落ちてしまうようなことにはならないという。