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 「本来なら太陽電池を装備できる面には全て太陽電池を装備したかった」

 宇宙航空研究開発機構(JAXA)宇宙科学研究所教授の橋本樹明氏は、月面への着陸を断念した日本の超小型探査機「OMOTENASHI」(オモテナシ)についてこう語った。2022年11月22日にJAXAが開いた記者会見で、同探査機が太陽電池を1面にだけ装着していた点について報道陣が、「反対側の面にも太陽電池を装着していたら着陸できた可能性があったのではないか」と質問したのに対する回答だ。

太陽電池の発電試験を受けるOMOTENASHI
太陽電池の発電試験を受けるOMOTENASHI
太陽電池は直方体の本体の一面にのみ装備しており、その他の面には装備していない。(写真:JAXA)
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 OMOTENASHIが、月面への着陸を断念した。JAXAが2022年11月22日、明らかにした。米航空宇宙局(NASA)が同年11月16日に打ち上げた大型有人ロケット「SLS」(Space Launch System)*1初号機から分離した後、太陽電池に太陽光が当たらず電力を喪失。月面着陸の機会を失った。着陸に成功していれば、世界最小の月面着陸機となるはずだった。

*1 SLS:NASAの有人月探査計画「アルテミス」の最初の打ち上げとなる「アルテミスI」ミッションのロケット。アルテミスIの主目的は、「オリオン」有人宇宙船を無人で打ち上げ、月周辺空間で各種動作テストを実施した後、地球に帰還させるというもの。SLSには10機の超小型衛星が搭載されていた。日本のOMOTENASHIと「EQUULEUS」(東京大学・JAXA)の2機もその10機の中に含まれていた。月の裏側で、地球と月の重力が拮抗する2つの地球・月ラグランジュ点への飛行を目指すEQUULEUSは、2022年11月末時点で順調な飛行を続けている。

 OMOTENASHIは徐々に地球を離れていく軌道に入っており、月近傍に戻ることはない。2023年2〜7月にかけて、探査機の太陽電池に太陽光が当たるようになって、OMOTENASHIが再起動する可能性はある。プロジェクトのリーダーを務めるJAXAの橋本氏は、「主目的の月面着陸は不可能となったが今後も通信回復に努め、惑星間空間における超小型探査機運用の経験を積みたい」としている。

打ち上げに成功したSLS初号機
打ち上げに成功したSLS初号機
(写真:NASA)
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月面着陸世界最小を狙った超小型探査機OMOTENASHI

 OMOTENASHIは重量12.6kgで37×24×11cmという超小型衛星・探査機だ。10×10×10cmを1ユニット(1U)とする「キューブサット」(CubeSat)の「6U」という規格サイズに相当する*2。他の9機と共にNASAが用意した6U用衛星搭載アダプターを介してSLSの第2段と主ペイロード(積載物)のオリオン有人宇宙船を結合するアダプターの内部に搭載された。

*2 キューブサットにはさまざまなサイズの衛星放出用アダプターが存在する。そのアダプターをロケットに取り付ければ、複雑なロケット側とのインターフェースを気にすることなく、キューブサット規格の超小型衛星・探査機を打ち上げられる。
オリオン有人宇宙船内部
オリオン有人宇宙船内部
超小型探査機10機は、NASAの提供したアダプターを介して、SLSの第2段とオリオン宇宙船を結合するアダプターの内部に搭載された。(写真:NASA)
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 OMOTENASHIは、本体の「軌道モジュール」(OM)、月面着陸に必要な逆噴射を行う「固体ロケットモーター」(RM)、着陸する「表面プローブ」(SP)の3モジュールで構成される。軌道モジュールは地球から月への行程で衛星姿勢を維持すると同時に、放射線計を装備しており、地球磁気圏外側での放射線環境を計測する*3

OMOTENASHIの機体概要
OMOTENASHIの機体概要
(出所:JAXA)
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OMOTENASHIのミッション概要
OMOTENASHIのミッション概要
(出所:JAXA)
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*3 姿勢制御方式は、回転でコマのように姿勢を安定させる「スピン安定方式」ではなく、内蔵したジャイロとリアクションホイール(弾み車)で外乱を吸収し、一定の姿勢を維持する「3軸制御方式」を採用している。

 OMOTENASHIは、次のような手順で月面に着陸する予定だった。SLSからの分離時、OMOTENASHIは主ペイロードのオリオン有人宇宙船と同じ、月のすぐそばを通過する軌道に入っている。分離後、OMOTENASHIは本来、姿勢センサーで補足した太陽を基準にして太陽電池に太陽光が当たる姿勢を確立。次に、搭載した高圧ガスを噴射するガスジェット・スラスターによって最初の軌道修正「DV1」を実施。月面に衝突する軌道に入る。

 月面に近づくと軌道モジュールから結合した固体ロケットモーターと表面プローブを分離する。固体ロケットモーターの噴射「DV2」で落下速度を減殺して落下する。表面プローブは、潰れることで着地時の衝撃を吸収するクラッシャブル構造となっている。