中村正人プロマネに聞く(4) - かくして再挑戦できる軌道は見つかった

本連載の第1回と第2回では、日本初の金星探査計画である「あかつき」がどのようにして生まれ、打ち上げられ、5年前の金星周回軌道への投入失敗が起きたのか。そしてそこからどのようにして再挑戦ができる道筋が見つかったのか、について紹介した。

また第3回では、「あかつき」のプロジェクト・マネージャーを務める中村正人さんに、「あかつき」の計画がどのように立ち上がったのか、そして第4回では「あかつき」が完成するまで経緯、また人工衛星のプロマネというのがどういう仕事なのかについてお聞きした。第5回では、5年前の金星周回軌道への投入に失敗したときの状況と、そして原因調査で焦点となったセラミック・スラスターについてお聞きした。

今回は金星周回軌道投入の再挑戦に向けた苦闘と、「あかつき」と中村さんの今後ついて伺った。

(このインタビューは2015年11月19日に行われたものです)

中村正人さん
1959年生まれ。理学博士。JAXA宇宙科学研究所 教授。

1982年、東京大学理学部地球物理学科卒業。1987年、東京大学理学系研究科地球物理学専攻博士課程修了。ドイツのマックスプランク研究所研究員、旧文部省宇宙科学研究所助手、東京大学大学院理学系研究科助教授を経て、2002年より現職。惑星大気とプラズマ物理学が専門。

金星探査機「あかつき」では、計画の立ち上げから先頭に立ち、プロジェクト・マネージャとして開発から運用、5年前の失敗事故への対応、再挑戦に向けた計画策定を率いてきた。

姿勢制御用のスラスターで軌道に入れよう

--その後、セラミック・スラスターは推力が出せないことがわかり、姿勢制御用のスラスター(RCS)[*13]で金星周回軌道に入れるということになりました。この案はどういう経緯で出てきたものなのでしょうか。

中村: 言い出したのは稲谷さん[*14]でした。しれっ、として言うから、最初は「何言ってるんだ」と思いましたが、今になってみると彼が正しかったですね。理学の人間には思いもつかなかったです。

でもよく考えてみると、RCSで軌道を変えることに使うというのは、天文衛星を打ち上げたときにやっていたんですね。「あかつき」は軌道投入用のエンジン(セラミック・スラスター)と姿勢制御用のエンジン(RCS)を別にもっていますが、たとえばX線天文衛星「すざく」では、RCSで打ち上げ後の軌道修正を行っています。だからRCSを使って軌道の制御もするというのは、そんなに不思議なことではないんですね。

--RCSでも金星周回軌道に投入できるということがわかったのは、いつごろのことだったのでしょうか。

中村: 軌道が見つかったのは1年ちょっと前だったんですよ。それまでは軌道が確定していなかったんです。だんだん僕らも焦りはじめていていました。

一応、入れられる軌道はあったんですね。でもその軌道は、軌道投入時のエンジン噴射にプラスマイナス2%の誤差が出ただけでも、金星にぶつかっちゃうか、どっかに飛んで行っちゃうという、危ないものだったんです。

はじめはその軌道を取ろうとしたんですが、NECの人から「そんな危険なことはやるもんじゃない」って言われて反対されたんです。宇宙研とNECの関係ってそういうものなんです。僕も若いころ、NECの人から「中村さん、そういうことはやるもんじゃありません」って怒られたりしたんですけど、そのときも石井君が「石井先生、そういうことはやるもんじゃありません」って言われていました。

それで計算をやり直して、新しい軌道を探したんだけど、意外と見つからない。そのあとで、衛星側の観測の条件を少し緩和したんですね。僕が今村君に「観測できる時間が短くなるけど、衛星が長生きするほうがいいよね」と言って、今村君が納得してくれて。そうやって観測する時間を少し犠牲にしたことで、やっと解が見つかったんです。

だいたい行けると思ったのは2013年8月ぐらいだったかな。そのあと計算を追及して、最終的な軌道ができあがったのが2014年1月ぐらいでした。

--それは大変でしたね。

中村: 最初は極軌道[*15]に入れようか、という話もありました。極軌道だと太陽の重力に引っ張られることがなかったから、こんなに難しくはなかったんですね。

でも極軌道に入れると科学観測ができない。「あかつき」に搭載されているカメラの向きは固定されているから、極軌道に入るとそっぽを向いちゃうんですね。それに熱構造上、衛星を傾けてカメラを金星に向けてやる、ということもできない。

だから僕からは必ず科学観測ができる軌道に入れてくれと要請をして、それを実現するために、みんなさんざん苦労しました。まぁ、そんな簡単に入れられたらおもしろくないですよ(笑)。

研究者の本能として、別の新しい研究課題を探す

--ところで、「あかつき」の後継機の検討などは始まっているのでしょうか。

中村: 今のところまだないですね。科学衛星なので、「あかつき」の科学的な成果を見て「『あかつき』でここまで分かった、では次は何を知らないといけないか」というところからスタートしないといけないですからね。

惑星探査というのは時間がかかりますから、若い連中には「先を考えておけよ」とか「結果を見てから考えるなよ」と教えているんですが、まぁ金星は近くて行きやすいしね。とりあえずは「あかつき」の結果を見てから考えることになると思います。

--そこには中村先生も何らかの形で関わられるのでしょうか。

中村: いやいや、僕はもう定年ですからね。後任の人に任せます。

--ちなみに中村先生は、「あかつき」にはどのあたりまで関わられる予定なのでしょうか。

中村: 12月の金星軌道投入の成果が出るまで……だから、2016年3月ごろまでかな。

実はこの前、ここ(JAXA東京事務所)で老後の生活プランみたいなセミナーがあって、3月で退職すると退職金がいくらで、みたいなことを計算したんですよ。でも年金がもらえるのはまだ先だから、これはやばいかもしれないなぁ、と(笑)。

まじめな話をすると、僕はもともと宇宙研に勤めていて、東京大学に行って、また宇宙研に戻ってきてと、10年ぐらいごとに職場を移っています。でも研究者というのは、ひとつの仕事をやったら別のところにいって別の研究をするというのが普通なんですよ。

いつまでも僕が宇宙研にいたら、あとの人たちが仕事できないじゃないですか。だから僕が別のところに行って、すると僕のいたところには新しい人が入ってくれるから、新しい計画が始まる。

だから冗談ではなくて、これは研究者の本能として、別の新しい研究課題を探したいとは考えています。

【取材協力:JAXA】

脚注

13. RCS……姿勢制御システム(Reaction Control System)のこと。小さなロケット・エンジンで、細かく噴射することで機体の姿勢を制御する。「あかつき」だけでなく、基本的にどんな衛星にも搭載されている。「あかつき」には探査機の上面(ハイゲイン・アンテナがある面)と下面(壊れたセラミック・スラスターがある面)に23N級のものがそれぞれ4基ずつと、下面により推力の小さな3N級のものが4基の、計12基のRCSをもっている。

14. 稲谷芳文さん……JAXA宇宙科学研究所・教授。稲谷研究室では将来の宇宙輸送システムの研究や、垂直離着陸型の再使用ロケットの研究が行われている。2010年には宇宙工学委員会の委員長を務めており、「あかつき」の失敗の原因究明にも当たった。ちなみにその当時の宇宙理学委員会委員長は中村さんだった。

15. 極軌道……その星の南北(縦)方向を回る軌道。地表の全体を見るのには適しているが、「あかつき」の場合は金星の東西方向に流れている大気の動きを見ることを目的としているため、都合が悪かった。