宇宙航空研究開発機構（JAXA）は7月6日、小惑星探査機「はやぶさ2」が前日夕方に実施した小惑星「トリフネ」のフライバイ探査について、結果の速報を発表した。望遠カメラ「ONC-T」は最接近の約1秒前まで撮影に成功。ほかの3つの機器による観測もすべて成功し、得られた成果は非常に大きい。まさに想定以上の大成功だったといえる。
想定を覆すコンタクト・バイナリの姿
はやぶさ2は約5.3km/sという超高速ですれ違いながらトリフネを撮影。もともとランデブー探査用に開発されたはやぶさ2には回転して追尾するカメラがなく、超近接フライバイというリスクを伴う挑戦を行ったが、小惑星表面の岩までしっかり見える鮮明な画像を取得することに成功した。
はやぶさ2拡張ミッションチームの三桝裕也チーム長は、「鳥肌モノだった。自分たちでやったことだが、こんなことができるんだと」と振り返る。「今までたくさん試験してきた中でも、ここまで近く精巧な画像が撮影できたことはなかった」と、本番に強い探査機を褒めた。
フライバイ前、トリフネは長径800m、短径400m程度の細長い形と推測されていた。実際には、ふたつの小惑星がくっついたような形で、コンタクト・バイナリ（接触二重小惑星）と呼ばれる形態だった。中央が事前に推定された形とまったく違い、吉川真准教授は「一見するとイトカワに似ているが、くびれがより深い」と指摘。比較的若い段階のコンタクト・バイナリである可能性を示唆した。イトカワには中央の低地に砂地があったが、トリフネはまだふたつの小惑星が合体してから日が浅く、表面の砂があまり低地に流れていないと考えられる。
初代はやぶさが探査した小惑星「イトカワ」にあまりにも似ていたため、三桝チーム長は「間違えてないか確認した」と笑った。過去に探査された小惑星の中にも「アロコス」「ディンキネシュ」の衛星、「ドナルドジョハンソン」などコンタクト・バイナリと見られる天体は多い。地上からの観測で細長いと考えられている小惑星では、むしろコンタクト・バイナリの方が“普通”である可能性すら出てくるかもしれない。吉川准教授は「まだ研究者によって、いろいろな考え方がある。今回、新たなサンプルが加わったので、面白くなる」と今後の解析に期待した。
秒単位で合わせたフライバイタイミングと全機器観測成功
今回、トリフネの姿を横側から観測できたことで、コンタクト・バイナリであることが一目で分かった。もし縦側からだったら少し分かりにくかったかもしれない。吉川准教授はこれについて「狙い通りだった」と明かす。トリフネは地上からの観測で明るさが変化することが分かっており、自転によって見え方が変化するため、明るく見えるタイミングでフライバイを行えばトリフネが大きく見える。サイエンスチームはこれを狙っていた。
検討の結果、フライバイのタイミングは7月5日18時30分に決定。探査機がその時刻にトリフネの横を通過するよう、数カ月前からイオンエンジンによる軌道制御を行い、さらにフライバイ10日前に実施したRCS（化学エンジン）による微調整で秒単位でぴったり合わせた。
ONC-T以外の観測機器では、中間赤外カメラ「TIR」がフライバイ10秒前から1秒前まで撮影に成功。近赤外分光計「NIRS3」はフライバイ20分前から5分前と、4秒前から2秒前にかけてデータを取得した。注目はレーザー高度計「LIDAR」での計測にも成功したことだ。LIDARでの測距のためには対象にレーザーを当てる必要があり、三桝チーム長も「できない」と思っていたが、フライバイ4秒前と3秒前の2回で約20km、約15kmという測距値を取得した。吉川准教授は「小惑星フライバイでLIDAR計測に成功したのはおそらく世界初。そのくらい画期的なこと」とし、「小惑星との距離を直接計測できたので、サイエンスデータの解析が精度良くできる」と喜んだ。
今後の目標と厳しい運用状況
今回、はやぶさ2はトリフネ中心から距離800mでのフライバイを計画していたが、実際の距離はまだ解析中。トリフネの大きさも同様で、解析が終わり次第発表される。フライバイで取得したデータはまだ一部しか地上に伝送できておらず、今後運用の合間にダウンロードを進め、完了は2026年末になる見込み。
次の目標は2027年12月の地球スイングバイ。それに向け7月9日にRCSによる軌道制御を行い、その後イオンエンジンの運転も開始。さらに2028年6月の地球スイングバイを経て、2031年7月に最終目的地の小惑星「1998 KY26」に到着する計画だ。
しかし現状はかなり厳しい。はやぶさ2はまもなく打ち上げから12年。設計寿命を大幅に超え、特にイオンエンジンの劣化が顕著になっている。“奥の手”の「Neut-off」モードなども駆使し、限界を超えて頑張っている状態だ。イオンエンジンは地球帰還までの通常ミッション時に1308m/sの増速（ΔV）を実施。1998 KY26への到着までにはそれとほぼ同じΔVが必要で、現在その半分ほどが完了した。しかし現在使えるイオンエンジンは4台中残り1台のみ。地球スイングバイまでにあと218m/sのΔVが必要で、チャレンジングと言わざるを得ない。そこから1998 KY26へのランデブーにはさらに376m/sが必要で、「どこまで行けるかは正直未知数」（三桝チーム長）だ。
現在推進剤を多めに噴射するなどの延命策を実施しているが、もしそれでもダメならプランBとして、1998 KY26へのランデブーをフライバイに変更する検討案がある。三桝チーム長によれば、ランデブーをフライバイに変更すれば、地球スイングバイ以降に必要な376m/sのΔVが1桁小さく済むが、それでもRCSで達成できる増速量ではない。1998 KY26は大きさが約11mと推定され、非常に興味深い。今回のトリフネフライバイの成功で、1998 KY26の探査もますます面白くなってきた。まずは次の地球スイングバイを達成できるよう、全力を尽くして欲しい。
