宇宙航空研究開発機構（JAXA）は、小惑星探査機「はやぶさ2」が7月5日に実施した小惑星「トリフネ」のフライバイ探査の成果を、同月30日に発表した。分析の結果、最接近時の距離は小惑星の中心から約744m、表面からは約400mだった。これはフライバイ探査として世界で最も小惑星に近づいた記録で、これまで最接近だった中国の「嫦娥2号」による約770m（JAXA調べ）を大幅に更新した。
はやぶさ2は、トリフネ中心から距離800mのフライバイを計画していた。実際の通過位置は、その目標から約120m離れた地点だった。電波が届くのに5分かかる遠方の深宇宙で、誤差がわずか120mというのは極めて高い精度といえる。
複数回の軌道制御とオンボード制御で実現
はやぶさ2は、複数回の軌道制御（TCM）により最接近地点を段階的に目標点へ近づけた。フライバイ4日前のTCM-Bでは、目標点までの距離は16.1kmと推定されていたが、実際の位置は推定より遠く、TCM-B後の実際の距離は目標から9.58kmとなった。
フライバイ1日前のTCM-Cでは9.58kmから2.14kmへ、フライバイ3時間前のTCM-Dでは2.14kmから950mへと接近。いずれも軌道制御を正確に実施しても、制御開始時の位置に誤差があるため、その影響が最後まで残ってしまっている。
ここまでは地上からの指令による制御で行われた。その後、はやぶさ2は望遠カメラ（ONC-T）に写るトリフネの位置を見ながら、自らの判断で軌道を修正するオンボード制御を実施。その結果、最接近地点を目標からわずか約120mまで近づけることができた。オンボード制御の最後の10分間ほどはデータを取り込めない状態だったため、最後まで制御できていればさらに近づけていた可能性もある。
世界初のLIDAR測距とトリフネの大きさ
フライバイ分析の結果、トリフネの推定される大きさは長径約840m、短径約340m。フライバイ前の予想は長径800m程度、短径400m程度だったので、それにかなり近いことが分かった。
特筆すべきは、レーザー高度計「LIDAR」による測距に成功したことだ。LIDARは光の往復時間から距離を計測するため精度が高く、撮影画像と組み合わせれば、トリフネの大きさも高い精度で計算できる。今回、最接近の約4秒前と約3秒前にデータを取得した。探査機の軌道は高精度に分かるため、複数の時刻で測距データを取得できれば、天体の位置と速度の両方を精度よく求めることができる。フライバイ前には49.5kmあったトリフネの位置誤差は、フライバイ後には0.78kmまで縮小した。
小惑星のフライバイでLIDARによる測距に成功したのは世界で初めて。しかも、LIDARはもともとランデブー探査用に開発されたため、本来想定していた使い方ではなかったが、それでも計測できたことはプラネタリーディフェンス（地球防衛）の観点から大きな意義がある。
プラネタリーディフェンスへの貢献
将来、地上からの観測によって地球に衝突する可能性がある小惑星が発見された場合、なるべく早く探査機を送って調査する必要がある。新たに開発して打ち上げるのでは時間がかかるが、すでに宇宙空間を飛行している探査機を向かわせることができれば、時間を短縮できる。その探査機は、はやぶさ2のように本来は別目的で開発されたものかもしれない。今回のフライバイは、そのような探査機でも小惑星の緊急調査が可能であることを実証したといえる。また、軌道の制約から日陰側からのフライバイになる場合でも、LIDARならデータを取得することができる。
今回のフライバイ探査により、トリフネの軌道もより高精度に分かるようになった。地球への衝突可能性が高いと判断された場合の対策の一つが、探査機を小惑星に衝突させて軌道を変えるインパクト法だ。目標点からの誤差がわずか約120mでフライバイに成功したことは、トリフネほどの小さな天体であっても命中させられる能力を示している。
次なる目標は2027年12月の地球スイングバイ
今回のフライバイでは、ONC-TとLIDARのほか、近赤外分光計「NIRS3」と中間赤外カメラ「TIR」での観測にも成功している。トリフネ近傍で取得した重要な観測データはすでに地上にダウンロードできており、残る遠方からの観測データは年末にかけて運用の合間に伝送する予定だ。
はやぶさ2の次なる目標は、2027年12月の地球スイングバイ。それに向け、イオンエンジンの運転を7月9日から開始している。イオンエンジンは劣化の状況が気になるところだが、まずは地球スイングバイが無事にできるかどうか注目したい。
