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はやぶさ2が行う小惑星サンプルの採取方法は?





リュウグウ wikipedia

リュウグウ wikipedia

 

日本のJAXAの「はやぶさ2」探査機が小惑星「リュウグウ」に到達し、このほど特殊な方法でサンプルの回収を行いました。

「はやぶさ2」特殊なサンプル採取の方法とはいったいどのようなものなんでしょうか?

 

 

人工クレーターからサンプル採取をする予定

小惑星探査機「はやぶさ2」 wikipedia

小惑星探査機「はやぶさ2」 wikipedia

 

日本の宇宙航空研究開発機構・JAXAの小惑星探査機「はやぶさ2」が、2019年2月22日に小惑星「リュウグウ」の第一回目の着陸に成功しました。探査機「はやぶさ2」は、リュウグウについてから1年半の間にこの天体の調査を行いますが、最大の目的はリュウグウのサンプルリターンです。

 

そして先日、「はやぶさ2」がリュウグウのサンプルを回収するために、弾丸を撃ち込んだということが発表されました。

 

予定では、2019年の4月中に弾丸を撃ち込んだことでできたと思われる人工クレーターの観測を行い、5月からは2回目の地表への着地、可能の場合は人工クレーターからのサンプル採取を行うとされています。

 

 

サンプル採取のため地球で実験

地球と月 f

 

小惑星リュウグウのサンプルを採取する方法は、昨年2018年の年末に試験が行われていました。はやぶさ2は金属の弾丸が出る「プロジェクタ」という装置を使い、サンプルを放出させて、「サンプラホーン」から受動的にサンプルを採取するという方法です。

 

リュウグウの地表面は、平らな地形はほとんど発見されず、そこらじゅうに岩塊がゴロゴロしているというデータが「MASCOT」「MINERVA-II1」などの観測で判明しています。これは予測と違っていたため、探査機が安全にタッチダウンするためにかなりの時間を使って検討がなされました。

 

炎 爆発 f

 

またサンプラとしても、小惑星の表面からサンプルを出させることができるか再検討されました。ここで、リュウグウの表面を再現したモデルに、同じ弾丸を撃ち込んだらどうなるかの試験となりました。

 

リュウグウと同じの「C型小惑星」の破片と言われる炭素質コンドライト隕石の組成を精密に複製した「礫」を、着陸機が撮影した画像をもとに積み上げてモデルを準備。ここに同じ弾丸を同じ条件で撃ち込む実験を行いました。

 

結果、炭素質コンドライト隕石のような大きな岩も、約秒速300m・質量5gの金属製のプロジェクタイルが衝突することで砕かれ、サンプルが採取できることが確認されました。リュウグウ表面での試料採取も、このモデルに似た地形であれば、微小重力ということも加わるためさらに多くのサンプルが採取できると予想されたのです。

 

 

戦車も破壊できる強力な砲弾

地球に隕石が衝突 f

 

しかし、はやぶさ2はただの弾丸を打ち込むわけではありません。はやぶさ2には特殊な砲弾が詰め込まれています。これは発射されると同時に金属が変形して、弾の形になりながらターゲットを破壊するという「鍛造」弾頭です。

 

これはクラスター爆弾にも使われている、戦車も破壊できるという強力な代物です。はやぶさ2に搭載されている弾頭は、兵器レベルほどではないものの大きいクレーターが作れるほど強力なものです。

 

この成形炸薬弾の一種は、普通の弾丸より効率的に金属を高速で飛ばすことができます。初代「はやぶさ」は弾丸の打ち込みには失敗しましたが、着陸時に舞い上がったイトカワ表面の粒子が微量ですが装置に入っていたため、回収としては成功できました。

 

今回の「はやぶさ2」の本体は数百キロあり、銃弾の発射によってバランスが崩れることもありませんでした。

 

 

初代から改良されています

 

サンプル採取の方法ですが、サンプリングの装置は先代のそれとほとんど同じになっています。象の鼻のような長いノズルで、飛び散った粒子を吸い込むようにして採取するという方法です。さらに、はやぶさ2の装置では初代はやぶさよりも改良が加えられ、複数のサンプル採取が可能になりました。

 

そのため、人工クレーター以外にもそのほかの場所でサンプルの採取ができます。子機である「ミネルバ」の全3機がどこかよい場所を見つければ、その場所のサンプル採取を行うとことがあるかもしれません。

 

前回のはやぶさのように、銃弾が発射できないという不慮の場合でも、ノズルの先端に返しを付けることで、サンプルを引っ掛けられるようになりました。つまり、万が一の場合には、ノズルを地表に差してから引き上げることで、サンプルが採取できるということです。

 

小惑星の微重力のため、引き上げているときに急停止すれば、ノズル先端に引っかかっているサンプルが勢いで回収ボックスに入るという方法です。初代の「はやぶさ」も万が一の対策をいろいろととっていましたが、、「はやぶさ2」も2代目だけあってそれを引き継いでいますね。

 

リュウグウのサンプルリターンが目標

 

はやぶさ2のサンプル採取の方法についてでした。初代の「はやぶさ」は実験機、「はやぶさ2」は実用機ということもあって、確実にサンプルリターンをするための技術が考えられていますね。

 

なぜ、このような方法をしてサンプルを採取しなければならないのかというと、リュウグウの表面のサンプルでは、太陽光・風化・ほかの天体の物質などの条件で変質しているかもしれないため、それよりも純粋な状態である地下の物質のサンプルがより貴重になるからです。

 

このサンプルリターンが実現すれば、宇宙についての新しい知見の手がかりになると期待されています。

 




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