宇宙航空研究開発機構(JAXA)は2月6日、小惑星探査機「はやぶさ2」に関する記者説明会を開催し、タッチダウン運用計画の詳細を明らかにした。タッチダウンの日時は2月22日の8時頃。場所は「L08-B1」と「L08-E1」の2カ所が候補になっていたが、3カ月間の検討の結果、より狭いL08-E1の方に挑むことになった。

https://news.mynavi.jp/article/20190207-768756/images/001.jpg

■ピンポイントタッチダウン方式とは？

L08-B1は当初から考えられていた場所で、幅は12m程度。一方、L08-E1は前回の記者説明会で初めて発表された場所で、こちらの幅は6m程度と小さい。広さだけ見るとL08-B1の方が有利だが、L08-E1は降下の目印となるターゲットマーカーに近く、エリア内がより平坦で安全だという利点もある。

https://news.mynavi.jp/article/20190207-768756/images/002.jpg

津田雄一プロジェクトマネージャ(JAXA宇宙科学研究所 宇宙飛翔工学研究系 准教授)によれば、最初は両にらみで検討を進めていたものの、解析を進めるにつれ、「明らかにL08-E1が有利なのが見えてきた」という。着陸精度を満たせるのはL08-E1だけであることが分かり、会議でもチームの総意としてすんなり決まったそうだ。

しかし狭いL08-E1に着陸するためには、±3mの精度が必要。もともとの想定では、タッチダウンは±50mの精度で考えられていたため、精度を10倍以上に高める必要があった。これを可能にするのが、はやぶさ2に搭載された新機能「ピンポイントタッチダウン」である。

はやぶさ初号機の従来方式は、分離して落下するターゲットマーカーを追尾し、水平方向の相対速度をゼロにして着陸するものだった。探査機はターゲットマーカー付近に降下することになるため、ターゲットマーカーの投下精度で着陸精度が決まっていた。

ピンポイントタッチダウン方式では、投下済みで、事前に正確な位置が分かっているターゲットマーカーを使用。このターゲットマーカーに対し、指定した相対位置に着陸することが可能だ。たとえばターゲットマーカーの北に2m、東に1mというように指定(オフセット)できるので、着陸精度はターゲットマーカーの投下精度には影響されない。

https://news.mynavi.jp/article/20190207-768756/images/004.jpg

しかしいくらピンポイントタッチダウンとはいえ、そのままでは直径6mの円内への着陸は難しく、さらなる工夫が必要だった。

1つめは小惑星モデルの高精度化。より正確に検討できるよう、サイエンスチームが降下地域の岩の1つ1つの高さや形まで見直しを行った。また重力の影響も、より詳細に分析。降下する赤道付近には尾根があり、この質量により探査機の軌道が曲げられてしまうので、高精度な重力モデルを作成した。

2つめは自律制御のチューニング。着陸精度を高くするためには、探査機の位置制御や姿勢制御も、より細かく正確に行う必要がある。そのため、スラスタの噴射パターン、姿勢制御のパラメータ、ソフトウェアのタイミングなど、すべてをL08-E1への降下のために最適化したという。

3つめは着陸安全余裕の拡大。従来は、真上から水平姿勢で降下する方法だったが、L08-E1は東側に岩が多い地形であることが分かっている。あえて西側(サンプラーホーン側)を下に傾け、東側(イオンエンジン側)を浮かせた「ヒップアップ」姿勢を採用することで、岩を回避し、安全に着陸できるようにした。

https://news.mynavi.jp/article/20190207-768756/images/005.jpg

これらの対策により、現在の着陸精度は±2.7mと見込まれているそうで、「工学的な意味では成功すると考えている」と津田プロマネ。「最初は方法から議論し、どうやって実現するか検討してきたが、今はもう着陸方式が決まり、数字も固まってきた。それを間違いなくやるために、頭の温度を下げてクールにできるようにしたい」と述べた。

https://news.mynavi.jp/article/20190207-768756/images/006.jpg

続きはソースで

マイナビニュース
https://news.mynavi.jp/article/20190207-768756/