:isana(ゲストライター)ツイートいよいよ、「はやぶさ2」の宇宙探査ミッションがはじまりました。今回は、はやぶさ2がたどる旅路、軌道の話をしましょう。はやぶさ2の最大のミッションは小惑星のサンプルを地球に持ち帰ること。はやぶさ2の旅は往復旅行です。これは探査機としてはかなり珍しい部類に入ります。多くの探査機は行ったままで帰ってきません。サンプルリターンの多くは月でなされたものです。それ以外の天体については彗星の近傍を通りすぎてのダストの採取などは行われましたが、月以外の天体に降り立ち、サンプルを取得して再び地球に戻ってきたのは先代の「はやぶさ」だけです。JU3は楕円軌道を描く小惑星です。1番太陽に近いところはちょうど地球と同じくらい、1番遠い所では火星くらいの距離になります。JU3と前回はやぶさが向かったイトカワの軌道を比べたもの。似ていますがイトカワの方が少し太陽から遠くまでいきます。残念ながらそう簡単にはいきません。JU3とイトカワの軌道を真横から見たものです。この傾きが問題なんです。探査機は軌道を傾けるのにも燃料を使います。JU3とイトカワは同じくらい遠い所にあるんです。JU3がはやぶさ2の目的地に選ばれた理由の一つです。地球出発から地球フライバイでは、はやぶさ2の軌道を見ていきましょう。JU3に到着するまで約3半年かかります。打ち上げ→地球スイングバイこれが地球出発から最初の1年にはやぶさ2がたどる軌道です。最初の1年は地球からあまり遠く離れず、地球とよく似た軌道をとって太陽の周りをほぼ1年かけて1周し、再び地球に戻ってきます。地球の軌道と比べると、前半は少し外側に膨らみ、後半は内側に入り込んでいるのに注目して下さい。太陽から離れると軌道上の探査機や天体の動きは小さくなります(これはケプラーの法則と呼ばれる天体の運行を司る普遍的な法則です)。はやぶさ2は1年目の前半は地球から徐々に遅れていき、後半で速度を上げて地球に追いつく、という動きをします。1年後、地球を後ろから追い抜くことになります。地球スイングバイ打ち上げから1年、太陽の周りを1周したはやぶさ2は、地球のすれすれを後ろから追い抜いて行きます。この時、地球の重力によって軌道が曲げられ、さらに地球が太陽の周りを周る速度をもらって加速します。これが「地球スイングバイ」です。不思議な感じがしますね。※「地球の動きに引っ張られて速度が増える」という部分だけを取り出したもので、正確なスイングバイの図ではありません。地球とはやぶさ2はともに太陽の周りを回っています。はやぶさ2が地球に近づいていくと、地球の重力に引っ張られてはやぶさ2は加速します。地球が止まっていたら、離れて行く時にも同じだけ引っ張られて差し引きはゼロになるでしょう。地球が動いていると、その動きの分だけ余計にはやぶさ2が地球に引っ張られます。これがスイングバイの原理です。スイングバイを使うと殆ど燃料を使わずに加速し、また軌道を大きく曲げることができます。遠い惑星や小惑星に向かう探査機にはうってつけの方法です。JU3に向かわずに、地球と一緒に太陽の周りを一周する理由です。スイングバイの時には、はやぶさは地球の表面からわずか数百kmという近さの所をすり抜けます。このスイングバイを成功させるためには、とても精密な軌道の制御が必要になります。JU3とそろえて、いよいよ小惑星に向けて地球のそばを離れます。JU3まで約2年半の道のりです。JU3の後方、少し内側にいます。JU3に到達するには速度が足りません。ここで活躍するのがイオンエンジンです。イオンエンジンイオンエンジンは、イオン化した燃料を電気の力で吹き出すという仕組みのエンジンです。特徴は燃費がすごくいいこと。高温のガスを吹き出すロケットエンジンと比べると使う燃料がとても少なくて済みます。その代わりにイオンエンジンが生み出す力はあまり大きくありません。手のひらに乗せた1円玉が手のひらを押す力くらいです。こんなに弱い力でも、空気のような動きのじゃまをするものがほとんどない宇宙空間で何ヶ月も動かし続ければ十分な加速が得られます。力が弱い代わりに高効率、イオンエンジンは長い時間をかけて遠くまで行く探査機にピッタリのエンジンです。はやぶさ2のイオンエンジンは、はやぶさに搭載されていたものに比べて推力や信頼性が増した改良型になっています。これがイオンエンジンによる加速の効果です。JU3に到着するのは2018年夏頃の予定です。JU3到着!小惑星に到着したはやぶさ2は、約18ヶ月かけて様々な調査を行います。はやぶさ2は私たちの見たこともないような世界を見せてくれるでしょう。そこからまた1年かけてはやぶさ2は地球に帰ります。地球到着は2020年末頃の予定です。帰り道の詳しい話は、またはやぶさ2が小惑星から地球に帰る頃にしたいと思います。打ち上げから帰還までの6年間の長旅、はやぶさ2から届く旅の便りを楽しみにしていてください。初代はやぶさのことを見てすごく感激しました。遠くの小惑星まで行って僕たちの星地球まで帰ってきて最後は燃え尽きるというとてもかわいそうですが、僕たちに勇気と希望を与えてくれました。あと6ヶ月あまりで地球スイングバイです。はやぶさ2くんが無事に1999ju3にたどり着いてくれることをふるさと地球からずっと願っています。2020年の帰りをずっと待っています。分かりやすい説明ありがとうござ生ます。ハヤブサ2が1999JU3に着くのが楽しみです。返信はやぶさ2の軌道が解り易い図解で嬉しい想いです。思い浮かべながら一緒に旅行しているような気分になれます。何か遊園地のアトラクションを連想しました。両方とも楽しみの境地に到りますね。帰ったよ~!」までの長い行程が始まりました。返信はやぶさ2の旅路(往路編)を大変興味深く何度も読み返しました。JU3、地球の3つの天体が宇宙をダイナミックに走り回る様子が目に見えるようです。JU3の軌道傾斜角に合わせるのは、さらに興味がそそられて1年先が待ち遠しいです。返信いよいよ本格的な旅の始まりですね。クリティカル運用も滞りなく完了したとのことで、まずはホッと一安心でしょうか。これからの一年は先代同様、地球の後を「追いかける」ようにして、スピードUPを図るんですね。地球の後をついてくる「はやぶさ2」が目に見えるようで、ちょっと微笑ましいぐらいです。いえ、何が起こるかわからないのが宇宙。先代のように「史上最大の太陽フレア」等、アクシデントに見舞われることなく,順調に飛行してくれることを祈るばかりです。地球スィングバイの時は、また地球を撮影するんでしょうか。今度は、上手く日本(生まれ故郷の神奈川から種子島あたりまで)が写ってくれるといいなと思います。「はやぶさ2」からの元気な便りが届くのを楽しみに待っています。プロジェクトチームの皆様も、体調には気をつけてお過ごしください。この記事に関するツイート@JAXA_jpさんをフォロータイムラインに表示するものがありません。