【宇宙開発/レポート】金星探査機「あかつき」は12月7日に再投入 - 2年以上の科学観測でエクストラサクセスも

1 ：Mogtan ★＠＼(^o^)／：2015/02/11(水) 00:56:06.83 ID:???.net

掲載日：2015年2月10日
http://news.mynavi.jp/articles/2015/02/10/planet-c_retry2015/

�@5年間の時を経て、再び金星に挑む「あかつき」

　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
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2010年3月にプレス公開された金星探査機「あかつき」
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｜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
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　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
http://news.mynavi.jp/articles/2011/10/01/planet-c_rcs/

　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
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2 ：Mogtan ★＠＼(^o^)／：2015/02/11(水) 00:57:06.10 ID:???.net

　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。

�A当初の計画から大幅に変更される観測軌道

｜現在の機体の状態は?

　あかつきの打ち上げから、もうすぐ5年が経過しようとしている。現在、もっとも懸念されているのは、搭載機器の劣化だ。
あかつきの設計寿命は4.5年。これをすでに超えてしまっている。もっとも、設計寿命を過ぎてもすぐに壊れるというわけ
ではないが、逆に、いつ壊れても不思議ではないとも言える。

　特に大きな問題は熱だ。あかつきは元々、金星を周回するための探査機であるので、金星(太陽から約0.7AU)での
熱環境に耐えられるよう設計されていた。だが、周回軌道への投入に失敗したことで、あかつきは太陽を回る人工惑星
となり、近日点では太陽に約0.6AUにまで接近。想定以上の熱を受けることになってしまった。

太陽からの距離によって受ける熱は変わる。当初の計画(左のグラフ)に比べ、かなり大きな熱入力がある
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　あかつきはこれまでに7回、近日点を通過しており、今ちょうど8回目を迎えているところだ。金星軌道では、太陽からの
熱入力は2,649W/m2であるが、近日点では最大3,655W/m2にもなる。これは、2,800W/m2以下という設計条件を大きく
超えており、冷却能力が不足した結果、機器の温度が上昇することになる。

　探査機各部の温度履歴を見ると、近日点を通過する度に、全体的に温度が上がってきていることが分かる。探査機の
周囲は金色の多層断熱材(MLI)に覆われているのだが、この劣化が進行しているために、温度が上昇しているものと
推測される。一部の機器では、設計マージンを超えており、「油断はできない状況」(同)だ。

探査機の温度履歴。近日点で温度が上がり、遠日点(金星軌道)で温度が下がっている。上昇傾向にあることが分かる
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　金星に再会合するまでには、あと1回、今年8月に近日点を通過する。最後の試練を乗り越えて、無事な状態で何とか
金星まで辿り着いて欲しいところだ。

　一方、気になるのは事故を起こした推進系であるが、RCSは今のところ、問題は無い模様だ。加圧側のバルブは
依然としてほぼ閉塞しており、燃焼を続けると徐々に推力が低下してしまうものの、20分程度であれば問題ない見通し。
石井信明・あかつきプロジェクトエンジニアは「必ず投入できると思う」と自信を見せる。

JAXAの石井信明・あかつきプロジェクトエンジニア
http://news.mynavi.jp/articles/2015/02/10/planet-c_retry2015/images/007l.jpg

3 ：Mogtan ★＠＼(^o^)／：2015/02/11(水) 00:58:22.55 ID:???.net

　なお、RCSは探査機のOME側に4基、反対のハイゲインアンテナ側に4基搭載されているが、どちらの面のRCSを使うかは、
現時点では未定だという。噴射時の姿勢で各部の温度がどうなるか、あるいは各エンジンの信頼性など、様々なメリット
・デメリットを総合的に検討し、今後決定していく。

RCSの設置場所。図の上側と下側に、それぞれ4基ずつ搭載されている。どちらも性能はまったく同じだ
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｜観測軌道は大きく変更に

　現在、あかつきは金星軌道の内側を回っているが、再会合前に一旦外側に出て、外側から金星に接近する形になる。
金星の公転速度の方が速いため、先行していたあかつきに、後ろから金星が追いついてくる。あかつきはスイングバイ
のように金星の後方を通過するので、最接近時にRCSを噴射して、公転とは逆向きの西回りの周回軌道に投入する。

　これは、金星の自転が西回りであるためだ。スーパーローテーションの流れも同方向であるので、あかつきも西回りで
観測する必要があるわけだ。

　ただし観測軌道は、当初の計画からは大幅に変わってしまう。12月7日の噴射で、一旦、遠金点が50万kmの軌道に投入。
初期チェックアウト中の2016年春に再び軌道修正を行い、遠金点を32万kmまで下げるが、当初予定の8万kmに比べると、
4倍も遠い。旧軌道の周期は30時間だったが、新軌道では8〜9日になる。

旧軌道と新軌道の比較。近距離(赤)、中距離(青)、遠距離(緑)と、距離によって観測内容を変える
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　当然、科学観測には大きな影響が出るのだが、この軌道で妥協せざるを得ないのは、燃料が足らないからだ。1液式の
RCSは2液式のOMEよりも燃費が悪く、同じだけ軌道を変更するにも、より多くの燃料を消費する。しかも5年前の投入失敗で
消費した分もある。現時点で残っている燃料は60kg程度。打ち上げ時の117kgから、すでに半減している。

　探査機の姿勢を維持するのにも、燃料は必要になる。軌道投入で全部使ってしまうわけにはいかないのだ。あかつきの
目的は、あくまでも金星の観測。今後、最低2年の観測を行うために必要な燃料を確保すると、残りの燃料では、このくらい
までしか近づけないというわけだ。観測期間は最短2年で、最長でも4年程度と見られている。

　あかつきの軌道は楕円。金星からの距離が周回中に大きく変わるので、これを利用し、距離に応じた様々な観測を
計画していた。このうち、近距離での観測はほぼ同等の内容を実施できると見られているが、問題は遠距離での観測だ。
ただ、分解能が低くなるというデメリットがある反面、より長期のグローバル観測が行えるというメリットもある。

　新軌道での観測について、今村剛・あかつきプロジェクトサイエンティストは「4年前の時点では、赤道周回軌道か
極軌道かという選択肢があった。しかし、赤道周回でないと、長時間連続的な気象データを得るという目的は絶対に
果たせない。この条件が満たされた時点で展望が開けた」と述べる。

JAXAの今村剛・あかつきプロジェクトサイエンティスト
http://news.mynavi.jp/articles/2015/02/10/planet-c_retry2015/images/010l.jpg

4 ：Mogtan ★＠＼(^o^)／：2015/02/11(水) 00:58:59.50 ID:???.net

　金星からの距離が遠くなることで「より頭を使う必要が出てきた」(同)ものの、遠距離での長期間観測と近距離での
高分解能観測を連携させるなどして、「やろうとしていた観測の大部分はリカバーできるのではないか」との見通しを示した。

　なお観測機器の状態であるが、現時点では確認できていない。確認のために電源を入れれば温度が上がってしまう。
データを地球に送るため、ハイゲインアンテナを地球に向けると、太陽側になった部分の温度が上がってしまう。
それで壊れてしまっては本末転倒なので、観測機器のチェックは金星到着後に実施する予定だ。

今後のスケジュール。軌道投入後、3カ月程度かけて初期チェックアウトを行い、定常観測フェーズに移行する
http://news.mynavi.jp/articles/2015/02/10/planet-c_retry2015/images/011l.jpg

　ただ観測機器については、「悲観する材料はあまりない」(同)という。観測機器は元々、探査機の放熱面付近に
搭載されており、ここは「温度的には涼しくて快適な場所」(同)だ。放射線による劣化は考えられるものの、
それについても「想定内」とのことで、大きな問題は無い模様だ。

科学観測の達成予測。機器が正常であればという前提ではあるが、かなりの部分は達成できる見込み
http://news.mynavi.jp/articles/2015/02/10/planet-c_retry2015/images/012l.jpg

<参照>
ISAS | 金星探査機「あかつき」による今後の金星周回軌道再投入及び観測計画について / トピックス
http://www.isas.jaxa.jp/j/topics/topics/2015/0206_akatsuki.shtml

5 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/02/11(水) 01:09:47.52 ID:neriQBEG.net

以上。

6 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/02/11(水) 01:10:13.08 ID:Tac+X0s2.net

燃料蒸発してもとるやろ

7 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/02/11(水) 01:15:13.85 ID:NpnZ7k0l.net

重複スレ立てるのはやってるのか

8 ：Mogtan ★＠＼(^o^)／：2015/02/11(水) 01:18:07.78 ID:???.net

再投入のアナウンス自体は重複ですがせっかくのレポート記事なので立てちゃいましたm(_ _)m

9 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/02/11(水) 01:21:51.82 ID:GV2RKAGw.net

JAXAのダメな点。

１．５年前の失敗にも関わらず２号機を今だ投入していないこと。
２．失敗からのダメもとレベルのリカバリー作業を仕事のように宣伝していること。
３．予算がないことｗ

10 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/02/11(水) 01:24:30.99 ID:GV2RKAGw.net

４．エクストラサクセスとかキモイ造語を公につかっていること。

11 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/02/11(水) 01:25:11.26 ID:3DYiBuJZ.net

DREAMS COME TRUEですね

12 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/02/11(水) 01:41:43.42 ID:63Pr5LOW.net

計算できることをきちんとやれ、下手打ってることが恥ずかしいｗ

13 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/02/11(水) 02:02:13.21 ID:EWKwnZjJ.net

>>9
予算が無いのはJAXAのせいじゃないだろ

14 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/02/11(水) 04:40:17.12 ID:GFUyrgsD.net

5年前に失敗した時点で諦めてリソースを他に割り振ったほうがよかったんじゃね?

15 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/02/11(水) 07:30:09.30 ID:B0VKxFY5.net

人工惑星 ・・・冥王星より大きいのか

16 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/02/11(水) 08:07:07.53 ID:uWjT1OIW.net

金星には手を出すな

17 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/02/11(水) 08:46:29.47 ID:nY71Dj+j.net

ワクワクして待ってるぞ。是非、金星周回軌道投入を成功させてくれ。
減速出来さえすればいいんだからな。
それにしてもメインエンジン故障とは痛いな。

18 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/02/11(水) 11:11:40.47 ID:cPnOmxv1.net

>>14
使える探査機を使う以上に、何かできるリソースなんかJAXAには無い。

19 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/02/11(水) 11:31:27.02 ID:GlilqT0G.net

まあ、投入失敗後の人口惑星期間中も
地味に太陽の観測してたようだし。
転んでもただでは起きないのはいいこと。
本当は転ばないのが一番だけどね。

20 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/02/11(水) 21:12:10.16 ID:0Q+6F7Aw.net

観測ももちろん大事だけど一番大事なのはノウハウの積み上げでそれを次に繋げることだからやれることはすべてやれとしか言えんわな
ところでJAXAの培った技術やノウハウが民生用に降りてくることってあるの？

21 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/02/12(木) 01:04:21.00 ID:SMTtwv/i.net

カガリ・ユラ・アスハ、アカツキ、出るぞ！

22 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/02/12(木) 11:51:34.06 ID:9rDCxMZs.net

あ

23 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/02/12(木) 18:33:34.63 ID:akmd38k2.net

>>14
仮にも生きている百数十億円の探査機を年1億程度の運用費削減のために放棄なんて贅沢はJAXAにはできません

24 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/02/13(金) 02:31:11.96 ID:OSgk5uxC.net

初代はやぶさ並のイベントだと思うけどイマイチ盛り上がりに欠けてる感じ
やっぱ地球に帰ってこないとダメか

25 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/02/13(金) 10:11:53.07 ID:MRxin/Ig.net

失敗のリカバー運用より別の研究に金と人を投入する方が有意義だと思うけどな
金もそうだが人材も少ないんだから本来やるべきことではないものに時間を割いている余裕はないはずだ

26 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/02/13(金) 10:34:44.78 ID:38hK6wtF.net

>>25
なぜスタッフが専従だと思った？

27 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/02/13(金) 14:10:52.13 ID:puxeUbq3.net

初号機すらまともに飛ばせないくらい手探りで開発やるレベルで
障害復旧ノウハウ溜め込む理由が良く分からん。コスト意識あるのかな。

28 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/02/13(金) 14:41:48.94 ID:RGbgtH/2.net

>>27
慢性的にコストには悩まされてます
知ってます？

29 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/02/13(金) 15:23:32.36 ID:AcopGdNW.net

>>25
お前にとっての「本来やるべきこと」と、JAXAがすべきことは同じではない。
余計な口を挟むなと。

30 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/02/13(金) 21:40:59.62 ID:rkLTAXdb.net

>>25
むしろ余裕があればそうしています。

31 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/02/14(土) 12:41:19.33 ID:96fK/VAi.net

転んでもただでは起きないのがJAXAの特徴。
低予算はバカな野党のせい。

32 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/02/14(土) 13:00:57.44 ID:8bzPhEza.net

戦後70年、政権与党の自民党も宇宙開発に積極的、とは言い難いんだけどなー。

33 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/02/14(土) 13:35:44.89 ID:gr7lQXIh.net

あかつきはレディなんだからねっ！

34 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/02/14(土) 14:28:44.85 ID:bEZ8OhaX.net

本業の合間に運用するんじゃ本業の進捗も遅いし疲労もたまるしいいことないと思うがなぁ
そもそもどうしてもやらなきゃならない観測でもないだろ
予定の精度ではもう観測できないんだし
失敗だと経歴に傷がつくから失敗とは言えないのかね

35 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/02/14(土) 14:40:38.37 ID:GpDNv5IP.net

この死に損ないまだ生きてたんだ。
日本人みたいな奴だな

36 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/02/14(土) 15:24:08.48 ID:p3bNOqcV.net

野党の言いなりになる与党ねえ
日本の話じゃ無さそうだ。

37 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/02/14(土) 16:06:42.94 ID:9rnlLIk5.net

そこでＪＡＸＡ税の導入を提案します。これで年間５０００億円くらい調達しましょう。

38 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/02/14(土) 16:08:32.80 ID:cHLN8fMT.net

>>34
打ち上げた探査機を使うのが本業だろ。
脳内本業の話はいい加減にしろ。

39 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/02/14(土) 20:59:51.79 ID:yq1cp//m.net

>>34
JAXAに失敗って概念があるのかどうかが不明だな
ミッションがどう転んでも限られた予算とリソースで最大の成果を得ればいいって考えてそう
失敗って言葉を使うとかつてのレンホーみたいな最先端科学のことを何もわかってない馬鹿議員がしゃしゃり出てきて予算削られそうだし

40 ：名無しのひみつ：2015/02/15(日) 23:52:43.40 ID:1Gpu0xe46

成功したあかつきには。。

41 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/02/16(月) 13:34:16.31 ID:lkcBqrh3.net

自分のメッセージが搭載されていたのを忘れてた
今度こそ成功しますように

42 ：名無しのひみつ：2015/02/17(火) 22:44:54.53 ID:1vR1eX+sY

金星人は発見できるのか