Ryugu(リュウグウ)の観測活動を実施しています。今回の説明会では4月23日から25日にかけて実施したクレーター探索運用についてと、クレーター探索運用を踏まえた今後の探査活動の見通しについて説明を行う予定です。「はやぶさ2」概要(吉川氏から)ミッションの流れ概要1.プロジェクトの現状と全体スケジュール2.クレーター探索運用(事後)結果クレーター探索運用(事後)(CRA2)ここは前回説明済み。左画像の黄色い丸のどこかにSCIがクレーターを作ると見込んでいて、精度よくS01のすぐ近くに衝突装置がぶつかった。左画像の青い円の中に衝突させる予定だった。右画像の×(左画像の青い丸の中心)を狙った。20メートルほど離れたところにクレーターができた。実際にどこに衝突装置がぶつかったかは解析中。現時点でわかっていることを解説する。慎重な解析と分析が必要で、科学論文にする途上の段階。いまわかっていることを説明するが今後修正されるかもしれない。探査機本体から分離されたカメラ(DCAM3)が回転しながらリュウグウを撮影。回転軸がやや偏心しているため、カメラの視野内でリュウグウの位置が変化している。暗い写真や明るい写真があるのは、イジェクタを確実にとらえるために露光条件をさまざまに変えて撮影したことによる。サイエンス的な解析をするときは露光条件をそろえるが、現時点は速報としてそのままお見せしている。SCI作動から3秒後、表面からなにか飛び出しているものが見える。イジェクターカーテンの右側が濃いように見える。細かく破壊されたり表面にあった砂のようなものが飛び出したもの。障害物がないと円錐状に広がる。その円錐の側面が見えているものと推測。これによってSCIが衝突したことが確認され、その位置もおおよそ見積もれる。SCI衝突前後の地形変化ホームポジションにいてもわかるくらい大きなクレーターらしきものができていた。左右を見比べると岩塊、ボルダーに変化がある。右画像の中央部に掘れたようなあとが見える。クレーター状の地形とみている。この部分にSCIが衝突し表面が掘削されて物質が周囲にまき散らされた結果穴が開いた。いくつかの岩が移動したことがこの写真からわかる。SCIの衝突前後の地形変化を比較する画像。2枚を重ねて切り替えている。(今村註:同じものが下のツイートで見られます)【CRA2】衝突装置(SCI)がリュウグウに衝突したところに、クレーターが形成されていることが確認できました。2019中央にあった岩がSCI衝突後、やや右と左に移動している。桃が割れて桃太郎が生まれるような。右側の岩はあまり動いていなくて左側の岩は大きく動いていることから、この2つの境界の少し上側あたりに衝突したのだろうと。その結果地面が掘り返されて岩が移動し、向きも変わったものと考える。事前の画像では2つの岩は砂に埋もれていたが、SCI衝突後は掘り返され影もはっきりした。いくつかの岩はもともとあった場所から消えている。見ると事前になかった場所に岩がある。岩が飛んでいることを現している。これは確実にSCIが作ったクレーターであると結論づけた。作ったクレーターは1つではなかった。上のような変化があった場所をプロットすると下のようになる。SCIが作動したと考えられる点を頂点にした円錐形状をなす。SCIが作動したときの破片が飛び散ってこのような副クレーターを作ったものと考えられる。これもSCIがクレーターを作った証拠の一つとなる。副クレーターが生成されることは事前の実験で予想されていた。過去にSCIの試験を行っていた。動画からGIFアニメーションに切り出したもの(今村註:高速度撮影で約150フレームある動画を30フレームに間引いています)左側の小型モデルによる試験の衝突速度は本番と同じ。衝突直後に周囲にバババッと円状にたくさんの破片が当たっている。SCIは銅のライナーが爆薬で半球状に変形して小惑星表面に衝突する。ライナーは固定している部分からちぎれて飛んでいき、後方に破片が生成される。生成された銅の破片が周囲に円形状にちらばる。右の実験では円が大小2つ見える。銅のライナーがちぎれてぶつかったのが内側の円、外側はライナーを固定していたステンレス(SUS(サス))の部分とのつなぎ目から飛んでいったものが衝突してできたものだろうと成分分析などから確認されている。いったことが本番でも起こり、このようなクレーターを作ったのだろう。先ほどは示していないが、リュウグウ表面でも外側の円にあたる場所に地形変化が見られている。地上実験と同様のことが小惑星上でも起こり、その結果クレーターができたと考えられる。強度は単位面積あたりの圧力という単位で計る。2気圧は手で引っ張ると簡単に壊れる(また手で引っ張らないと壊れない)強度。リュウグウ表面のように重力が小さい場所では強度によってクレーターサイズが大きく変わる。クレーターのサイズはリュウグウ表面の年齢を知るのに重要。上の右のグラフは横軸がクレーターの直径、縦軸が単位面積あたりのクレーター個数。クレーター年代学という手法を用いて、宇宙空間に一定量飛んでいる物質によって徐々にクレーターが増えていき、何年たつとクレーターがどのくらい増えるかを見る。大きい物質は宇宙空間に少ししか飛んでないのでクレーターの個数が少なく、小さい物質はたくさん飛んでいるので多くのクレーターができる。リュウグウ表面のクレーターの個数密度がわかっても、リュウグウの強度がどのくらいかによって表面年代が大きく変わる。SCI衝突実験の詳細な解析によって強度がわかるとリュウグウの年齢を正確に知ることができる。3.SCI衝突実験の科学:展望4.今後の運用方針(津田氏から)5~7月の運用計画の考え方プロジェクトチームとしては2回目のタッチダウンを行う前提で作業を進め、判断材料がそろったら実際にタッチダウンを行うか決める。ターゲットマーカは5つ積んでいて4つ残っている。これを有効に使って着陸への布石を打つ。黄色い丸がタッチダウン候補地点。S01エリアはクレーター生成の前にバックアップの着陸候補地点としていた場所。候補地点はなだらかな場所と見ているが、今後精密観測を行うと期待が裏切られることがままある。これらの候補地点は高度1.6キロメートルから撮影した写真にもとづく。このあと高度10メートルの低高度観測を行い、これらがタッチダウンの適地かどうか判断する。今後のタッチダウン運用への見通しはやぶさ2はすでにタッチダウンを行っていて、リュウグウのサンプルが体内にある。その状況下で第2回タッチダウンを行うかは慎重な判断が必要。光学系の曇りがあってもタッチダウンできるかどうか、低高度へ下りてみて確認が必要。PPTD-TM1で技術的評価を行う。現段階ではTD1-R3(去年10月実施)と基本的に同じシーケンス。)PPTD-TM1運用の低高度シーケンスTD1-R3のときはこのシーケンスを編み出すのに苦労した。やりきった結果と発表した経緯があるが今回はそれとほぼ同じ。LIDARの使い方:高度計測しつつ自律的に下りていく。その際LRFなどは計測するが制御に使わない。(先ほどの光学系の曇りの影響があるかもしれないので)上昇中のシーケンス:地形を立体的に把握するためジグザグに上昇しつつ撮影。ずれた2枚の写真で立体視できるようにする。同じ場所をいろいろな角度から撮影する。かんだ:資料21ページ、タッチダウンの候補地点。候補に挙げる条件は津田:現在の解像度で大きな岩がない可能性が高い場所。近づいたらわからない。かんだ:S01を最初に探査する理由は津田:着陸可能性の期待が高い。短い期間で地表の様子を解析しなければならない。S01はSCI運用の前から検討が進んでいた領域なのでここを最初に。かんだ:衝突点からちょっと離れた場所にイジェクターがどのくらい積もっているのか渡邊:距離に応じて少なくなる。ラッキーだったのは衝突点がS01から25~30メートルと近いこと。クレーターの直径は10メートル程度という予想。標準的なモデルに従い計算するとS01にはイジェクターがかなりあると期待できる。イジェクターが均質に出ているのか、(タッチダウンに支障が出る)岩があるのかなどは解析中。かんだ:前方破片の円錐は少し傾いているようだが、この傾きによってこちらがイジェクターが多くあるなど分布の差はあるか渡邊:はやぶさ2は地球と小惑星の重心を結んだ軸(サブアース)に沿って下りていく。分離されたSCIは重力に引かれて落ちていき、作動点で作動する。我々の感覚的な言葉でいえば「まっすぐ」下りている。リュウグウはコマ型で、SCIはその斜面に当たったために傾いて見えるということ。S01は上の図の青い円のスケールからみるとすぐ横。いうスケールなのでイジェクターの放出量の差はないだろう。NHK水野:噴出物はSCI衝突点付近から直径何メートルにあるといった言い方はできるか渡邊:距離に応じて少なくなる。厚さは衝突点から離れるほど薄くなっていく。衝突点から30メートルなら、十分均質な砂地に落ちた場合にはものが飛んでいくような目安になるだろう。リュウグウの表面は単純な砂地ではないので、そういった場合にどうなるかは精査が必要。場合によってはある方向に飛ぶ量が変わっていたりするかも。今回はDCAM3で、噴出物が飛び出していく様子の画像を得られている。水野:今後の3回の近接運用で、噴出物の厚さも確認できるのか渡邊:リュウグウの表面は10センチサイズの石がゴロゴロしている。隣にきれいなテーブルがあると考えてみてほしい。砂をまいたとき、テーブルの上の砂なら厚さはすぐわかる。10センチの石があるところへミリメートルクラスの厚さの砂をまいても見づらい。それをリモートセンシングで見る。噴出物がたくさんあっても見つけづらい表面状態。破片が飛んでいても厚さを事前に知るのは難しい。衝突点に近いところは10センチの石を隠すくらい噴出物が積もっているが、そこから離れても画像で確認できないから噴出物がないという結論にはならない。水野:S01エリアであればある程度積もっているだろうという感触?渡邊:均質に積もっているなら十分期待できる距離。当初計画でもそう見積もられていた。現実のリュウグウの上で実際どうなのかを検討する必要がある。それによって最終的な判断ができるだろう。水野:もしS01にターゲットマーカを落とす近接運用をした結果、S01にタッチダウンできないとわかったら、C01やL14にピンポイントタッチダウンはできるのか。前回、ターゲットマーカがいくつも見えるとピンポイントタッチダウンしづらくなると聞いた。津田:1回目の近接運用ではS01を狙うが、2回目以降の近接運用でC01やL14を狙う可能性は十分ある。その場合ターゲットマーカを落としたいと思っているが、ご指摘の通りあまり近い位置にターゲットマーカがあると探査機が混乱してしまう。それも含め、S01にターゲットマーカを落とした結果に応じてターゲットマーカをどこに落とすか、または落とさないかを考えていく。C01とS01が想像以上に近く、当初想定しなかった悩みだが少なくとも一点はターゲットマーカで着陸できる領域を残すために、2回目以降の近接運用ではターゲットマーカを落とすかどうか判断することになるだろう。水野:ターゲットマーカどうしがどのくらい近いとよくないのか津田:カメラの視野にターゲットマーカが入るかどうかという話なので...まずはやぶさ2は、ターゲットマーカが3個まで視野に入っても着陸できるように設計されている。一方で、1回目のタッチダウンがうまくいったので2回目もその手法を踏襲したいと考えている。新たな技術チャレンジになるよりも、(すでに実績がある)1個のターゲットマーカで着陸する方法でやりきりたいと考えている。視野にターゲットマーカが1つしか入らない方法にしようと試みている。今のシーケンスで着陸しようとすると、ターゲットマーカどうしは...うーんそうですね、少なくとも30メートル以上離れていてほしいと考えているが、視野に入るかどうかはどの高度でターゲットマーカを見るのかというかねあいにもなるため絶対的な数字ではない。30メートルという数字は目安と考えてほしい。ライターあらふね:PPTD-TM1でターゲットマーカを落とそうと狙うのは、S01のどのあたり?津田:今回の資料ではS01の中のどこというのは載せていませんね。上の図でいうとS01エリアの中心から少し北東側です。生成されたクレーターに近くしたい。イジェクターはクレーターに近いほど濃いと思われるため。西側にある大きな岩を避けたいという理由も。あらふね:2回目や3回目の近接運用でどこを目指すかはPPTD-TM1でターゲットマーカが落ちた場所による?津田:はい。すごく北側に落ちてしまったらC01に近くなる。C01に近接運用するならターゲットマーカを落とすかどうか考える。あらふね:資料24ページ。LRFは計測はするが制御に使わないことについて、もう少し詳しく知りたい津田:低高度でしか使わない機能のうち、光学系が曇ったかもしれないという話の関係でいうと、LRFともう一つカメラがある。LRFは高度計測に使い、カメラはターゲットマーカの追尾に使う。どちらもピンポイントタッチダウンに重要な機器。今はどの高度でどういう性能で使えるのか確信がない状態。試験的にスイッチを入れてみて実際に低高度で計測することでどのくらいの性能が出るかを知りたい。ノイズが大きいとか感度が低いなどだと、その情報を制御に入れると探査機がきちんと動かないかもしれない。そのため計測はするがその情報を制御には使わない。あらふね:カメラだけでなくLRFにも性能の低下がある?津田:確証は得られていない。底面にある光学系なので疑いをかけている。NHKはるの:津田さん。今後の運用方針について。S01に着陸することを念頭に降下運用を行うのか。S01が着陸に適さないとわかったら別の場所を狙う?津田:ここから先は時間と、情報の精度との勝負。時間との勝負という意味では毎回ここにタッチダウンするというつもりで情報収集に行く。PPTD-TM1はそこにタッチダウンするのに必要な情報をすべて集めるつもりで。:S01エリアがタッチダウンに一番よいと判断している?津田:まだわからない。準備ができている範囲内で期待値がそれなりに高いという判断。:LIDARで10メートルまで下りるとのことだが、プレスキットでは30メートルまでとあったと思う津田:当初計画はそうだった。1回目のタッチダウンではリュウグウの反射率が低いため当初より少し低い高度で使っている。今回はさらに少し低いところまで行く。LIDARは高高度でも使っていて性能の素性がわかっている。曇っているわけではなさそうともわかっている。低高度での挙動の情報も十分あるのでこのシーケンスが成立すると考えている。副クレーターのサイズと個数は渡邊:クレーターに限らず地形変化が確認できたところを赤く示している。これも網羅はしておらずもっと多く見つかっている。クレーターはひと声1メートルくらいの大きさ、メインは10メートル。(今村註:いずれも直径と思われる)共同通信すえ:2回目のタッチダウンではクレーターの中には着陸せずその周囲を目指すのか津田:これ、できることならやっぱりクレーターの中に行きたいですよね。クレーターの中にはクレーターのものがあると決まっているのでできるなら目指したいが、探査機の性能限界やタッチダウンの現実的な成立性を考えると冷静に判断しなければならない。C01の3つの円のうち右下の2つはクレーター内。ここが選ばれればクレーターの中へ着陸することになるが、これは低高度で実際に見てみて本当にできるか判断する。リュウグウの破片が副クレーターを作ったわけではない?渡邊:そこは重要で、月などでもクレーターから外れたところに「二次クレーター」を作ることがある。S01領域にも二次クレーターかもしれないものが見つかっている(精査中)。二次クレーターは中心の黄色い矢印の比較的近くだけで、赤く示した副クレーター候補のような遠いところまでリュウグウの物質が飛んできてクレーターを作った可能性は非常に低い。中心点から円状に広がっていることから、SCIの破片が衝突してできたものと考えている。SCIの破片でできた「副クレーター」は、天体表面の物質で作られる「二次クレーター」とは区別している。すえ:上の図で青い円の大きさは渡邊:いま正確な数字は出ないが100メートルくらいだと勘でいえる。詳しい数字はのちほど。はてなブログProフリーランスで編集や執筆、DTP制作をしています。yimamura最近の注目記事はてなブログをはじめよう!Imamuraさんは、はてなブログを使っています。ブログを報告するスターをつけました引用をストックしましたストック一覧を見る閉じる引用するにはまずログインしてくださいログイン閉じる引用をストックできませんでした。再度お試しください閉じる限定公開記事のため引用できません。