NECページの先頭です。サイト内の現在位置を表示しています。~ターゲットマーカー誕生の裏に~ここから本文です。40年以上前に、幼い妹の着物として使われた古布が、母の手で20年前にお手玉として蘇り、あるとき小惑星表面でも使える目印(マーカ)のアイデアに窮した私の手の中で、「はやぶさ」をイトカワ表面に導いたターゲットマーカーになるまでの物語の始まり始まり・・・さあ、どこから話を始めようか、40年前の冬の山形、凍てつく雪の日から。いや、1997年の資料のとあるページから。プロローグ手許に1997年12月の会議資料がある。「ターゲットマーカー方式検討(第5報)」。このとき初めてターゲットマーカーという名前がつけられた。それまでは小惑星の表面に落とす目印は「ターゲットプレート」と呼ばれていた。「反発係数(*)0.1以下は大変困難です」12月の会議から3ヶ月、どうやって、地球表面の10万分の1しか重力の無い天体の表面で"はねない"目印を作るか、それが私たちに課せられた難題であり、検討メンバーの試行錯誤が続いていた。スライム、低反発ウレタン、糸に通したビーズ束(たこ足のような)、光を反射するコーナーキューブを複数繋いだもの(投網方式と言ってた)、手裏剣のようなもの、果ては目印となるように塗料を表面にまく案まで、混沌とした論議の中に「袋、お手玉のように何か詰め物した」そんなアイデアも出ていた。そんなある日、当時6歳だった娘のおもちゃ箱が目に止まる、普段余り見ること無い箱。その中には無造作に何個もの「お手玉」が転がっていた。古びた布地、きっと母が、昔の古着をあつらえなおして作ったものだろう。手に取る、放り上げてみる、落下すると、ぴたっと手に吸い付くように止まる。取り急ぎ、宇宙科学研究所(当時はまだJAXAへの統合前)への報告資料を作り上げる、それが1998年2月の資料となる。この会議にお手玉を持っていってみんなで挙動を確認した。参加メンバーの感触は「いけそう!」と言うものだった。このとき初めて「お手玉型」ターゲットマーカーが検討、試作の第一候補となった。このアイデアでうまくいくのか、考えてもわからない、実験あるのみだ。巡る3年もの長い実験行脚の始まりとは思いもよらなかった。(もちろん娘のおもちゃ箱にあった「お手玉」の材料になっていた小豆や普通の布地は宇宙では使えない)布は、高温/低温にも耐えるもの、中身はまずはガラス球だ。そのガラス球をどうやって、どこから調達するか?「そうだ、世界一の手芸材料屋があるではないか」ということで早速蒲田のユザワヤ本店へ。「ガラスビーズください。ビンで色とりどりのガラスビースを買い求める中年の男性客に、店員は何を思ったのだろうか。次なる問題は、イトカワ表面の高温だった。100度を優に超えると想定された表面で耐える布素材、それは何か?すぐに思いついたのが消防服素材=ノーメックス。この素材、デユポン社製のアラミド繊維で作られ250度もの温度にも難なく耐える耐熱性に優れたもの。ノーメックス布の袋にガラス玉を詰めて縫製完了。さあ、いよいよ実験の始まりだ。反発係数:衝突前に互いに近づく速さと、衝突後で遠ざかる速さの比。この場合は垂直に秒速約10cm程度で降下してくるターゲットマーカーが、表面ではねて上昇していく速度を秒速1cm以下まで抑える必要があったので、反発係数0.1以下という目標が決められた。全国行脚が続く1998年6月、まず「お手玉」は名古屋空港にある、無重力フライトのできる日本唯一の航空機「MU-300」(ダイヤモンドエアサービス社所有)に積み込まれた。実験するのは吉澤直樹(NEC航空宇宙システム)。この日に備えて、八景島シーパラダイスにある無重力遊具(フリー・フォール)で繰り返し練習を重ねたつわもの。何度も何度もフライトを行い、ビデオに無重力状態での挙動が記録された。この実験の結果から布の剛性が問題になってきた、ノーメックス布地はけっこう硬く、実験を繰り返すうち、布剛性が反発係数(*)を大きくしていることが分かってきた。布地からの見直しに奔走する日々が始まったのだ。「はやぶさ」下面に装着されたフラッシュランプの光を、再帰反射(入射した光が再び入射方向に帰るような反射現象)する反射材(住友スリーエム社製:東京、世田谷区)これをポリエステルのメッシュに熱圧着するという、最終形に繋がる方式に行き着く。このポリエステル素材も軟化する温度が240度と、想定していたイトカワ表面温度より十分高いことがわかり、布としてのやわらかさと相まって、有力な素材候補となった。この布地への反射材の圧着加工に関しては八欧産業(東京、杉並区)に製作を一任し、同年7月の、北海道実験の寸前に、ポリエステル布材によるターゲットマーカーが完成する。(JAMIC:2003年閉鎖、今はこの実験設備は無い)。ここでも何度も1000mもの奈落を落としながら1回10秒程度の無重力環境下での実験が続いた。(MGLAB)では、初めて実験容器を真空にしての無重力落下試験を実施、このとき、重大な事実がわかった。「真空にすると、今まで布袋の空気抵抗で抑えられていた反発が、空気抵抗が無くなったことで大きくなる」、つまりやわらかい布のお手玉は使えないことがわかったのだ。して、また振り出しに戻ってしまった。回転防止の“いが”そのとき素晴らしいアイデアを提案してくれたのが、JAXAの澤井秀次郎さん(当時助手)だ。「固い殻をもつ中に、ビーズ様のものを詰めて重いターゲットマーカーにすれば、お手玉と効果は同じはずだ」これはターゲットマーカー方式のコペルニクス的な転換だった。硬いターゲットマーカー造りが始まった。アルミの薄板を「深絞り」の技法で球殻状に加工するのは、これまで実験装置の開発でさんざんお世話になった清水機械。(東京:墨田区)非常に薄いアルミ板を半球状に加工、これを組み合わせてテープで接着、試験用ターゲットマーカーの外形が出来上がった。次に内部のガラスビーズをどうするかの検討も始まった。宇宙空間で長く安定的な素材として宇部興産(東京:港区)のポリイミド素材を、鈴幸商事(横浜市)経由で特殊な形状に加工して購入。出来上がったアルミ球殻にポリイミドの個数を変えながら充填、更なる無重力実験が行われた。表面での回転を抑止するための「いが(アルミの突起状のもの)」もつけられ完成したのが、「いがつき、硬いターゲットマーカー」である。これが、イトカワの表面で、「はやぶさ」を導く光となる。その後何度も行われた、真空下での無重力実験で、いがつき、硬いターゲットマーカーの性能は十分に発揮され、この形状で衛星への搭載が決まった。1998年、はじめて「お手玉型ターゲットマーカー」が検討の俎上に上げられてから、紆余曲折を経てここまで3年もの年月が費やされた。エピローグターゲットマーカー分離2005年11月20日、高度40m/秒速9cmでゆっくりとターゲットマーカーが「はやぶさ」から分離された。数分後、表面に到達したターゲットマーカーは大きくバウンドすることなく、小さな砂利が敷き詰められたようなイトカワ表面に落ち着いた。上空からは「はやぶさ」下面に搭載されたフラッシュが、矢継ぎ早に光を浴びせる、それに導かれるように「はやぶさ」がターゲットマーカー目指して降下してくる。高度17m、ファンビームセンサが障害物検知を発して、この時のタッチダウンは2度のバウンドと、後に30分もの不時着となってしまった。ターゲットマーカーと「はやぶさ」との会合はならなかった。11月26日、再び「はやぶさ」のチャレンジが始まった。今度のチャレンジでは、ターゲットマーカーを使用しなくとも垂直に降下することが可能と判断され、新たなターゲットマーカーの分離は行われなかった。26日、6時24分、高度250m。H型をした「はやぶさ」の影のそばにそれはあった...太陽の光をいっぱいに浴びて輝きながら、今私はここにいると、まるで「はやぶさ」を導くように。11月26日午前6時24分撮影2005年11月26日に撮影されたターゲットマーカーがイトカワ表面で光っている画像ターゲットマーカー(拡大画像)「はやぶさ」は2010年に地球帰還を果たし、イトカワのサンプル回収という人類初の偉業を成し遂げた。今も、イトカワの赤道付近にあるターゲットマーカーは、その自転に乗せられたまま、12時間に1回(イトカワの自転周期)太陽の光を受けて、何も無い虚空に導きの光を投げかけている。反射材には寿命があるので、そう長い期間光を返せるとは思えない、それでも近くからはまだ導きの光が表面に見えるかもしれない。人類が2005年に、ここに到達した唯一の証として。40年ほど前に、凍てついた北国の炬燵で、母の手によって縫われた妹の着物布、20年ほど前に、孫の遊び用にと「お手玉に」作り変えられて、それをヒントに作られたマーカーが、今もイトカワの表面で光を投げかけている、そんな長い物語が今ここに終わる。まさひろ)1982年、NEC航空宇宙システム入社。かぐや」そして「はやぶさ」など、太陽系探査機の開発/運用に従事。ひさき」(SPRINT-A)あかつきイカロスかぐや宙から測る地球を視る宇宙エンジニア用語集ページ共通メニューここまで。