はやぶさ (探査機)
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6.はやぶさの軌跡
6.2.イトカワの観測・着陸
(時刻はすべてJST
2005年9月4日、点状ながら初めてイトカワの形状を撮影。イトカワの自転周期が予想通り約12時間であることを確認。さらに、レーザー高度計の送信試験に成功。9月10日の撮影では、イトカワの細長い形状をはっきり捉えた。
9月12日:イトカワと地球を結ぶ直線上で、イトカワから20kmの位置(ゲートポジション)に到達した。これにより公式にイトカワとのランデブー成功となった。イトカワの観測結果によって着陸候補となる場所が見当たらないほど岩ばかりのゴツゴツした表面であることが判明した。
9月30日:イトカワから約7kmの位置(ホームポジション)まで接近し、近距離からの観測モードに移行した。
10月2日23時8分:y軸のリアクションホイールが停止した。残ったRWはz軸の1基だけであり、RCSを併用して姿勢制御を行う必要に迫られた。RCSの液体推進剤は往路を終えたこの時点で約2/3がまだ残っていたので、直ちに推進剤不足となる不安はあまり無かったが、精密な姿勢制御が行えなくなったことで、HGAによる地球との高速データ通信が不可能になり、MGAによる通信に切り替えられた。この時点で、地球から3億km遠方に居るはやぶさとの通信は、34分の往復時間がかかった。
10月28日:帰還用推進剤の確保のために消費削減が求められていたが、RCSの噴射を精度良く制御する目処が立った。これにより予定通りサンプル採取実施が決まった。
11月4日:1度目のリハーサル降下を行った。着陸前の準備としてイトカワへ接近しながら航法や探査といった各種機能を試験する着陸リハーサルであったが、自律航法機能を使って700メートルまで接近したところで予定の軌道を外れはじめたため、リハーサルは中止された[94]
11月9日:2度目のリハーサル降下によって高度75メートルまで接近した。時間をかけてゆっくりと降下するため、日本の臼田局だけでなくマドリードの通信所との連携作業も試され、うまく通信の切り替えが行えた。ミッション関係者の名前が入ったターゲットマーカーが正常に分離され、予定通り虚空に消えた。フラッシュランプもテストされ、良好な結果を得た。また、画像も撮影したため、地球側で受信後、ウーメラ砂漠ではなくミューゼスの海に2回の着陸を試みることが決まった。
11月12日:3度目のリハーサル降下を行い、高度55メートルまで接近した。探査機「ミネルバ」を投下した。搭載機器は順調に機能していたが、重力補償のためのスラスタ噴射の途中で分離してしまったため探査機は上昇速度を持ち、イトカワへの着陸は失敗した。このリハーサルでは、降下誘導にLIDARが使えず、自律的な画像認識による誘導も機能しないため、新たに「地形航法」という手法を考案して試してみた。また近距離レーザー光度計 LRF の動作確認も行った。何より大きな違いは、太陽発電パドルに太陽光の圧力を受けることで降下速度を時速100メートルほどとごく低速にしたことだった。ミネルバの投下失敗は、元々太陽光による圧力やイトカワの引力ではやぶさが降下している間に分離が行われる予定でいたが、指令コマンドの順番をミネルバの分離命令の直前に、降下速度を抑えるためのRCS噴射命令を入れて送信してしまうという人為的ミスによって、はやぶさが上昇をはじめた直後にミネルバを分離してしまったことで起きた。
11月20日:高度約40メートルで88万人の名前を載せたターゲットマーカーを分離した。マーカーはイトカワに着地した。予定通り1回目のタッチダウンに挑戦した。はやぶさは降下途中に何らかの障害物を検出し自律的にタッチダウン中止を決定して上昇を開始したが、再び秒速10cmで降下を始めた。はやぶさは2回のバウンド(接地)[95]を経て、約30分間イトカワ表面に着陸した。このときは受信局の切り替えでビーコンが受信できない時間帯であったため、地上局側は着陸の事実を把握できておらず、通信途絶が長すぎることを不審に思った管制室の緊急指令で上昇、離陸した[96]。地球と月以外の天体において着陸したものが再び離陸を成し遂げたのは世界初であった。タッチダウン中止モードが解除されないまま降下したため弾丸は発射されなかったが[99]、着陸の衝撃でイトカワの埃が舞い上がり、回収された可能性があるとされた[100][101]
11月26日:2回目のタッチダウンに挑戦。新たにマーカーを投下すると2つの目印を見て混乱する可能性があるため新たなマーカーの投下を止め、また前回のマーカーも確実に検出できる保証はないので、マーカーによる制御はせず記録モニターのみの設定とした。降下中に前回投下した署名入りターゲットマーカーをイトカワ表面上に確認[102]。日本時間午前7時7分、イトカワに予定通り1秒間着陸し、即座にイトカワから離脱した。なお、地球に帰還したカプセルの中身のうち、2010年11月16日までにイトカワ由来と断定されたおよそ1500個の微粒子はこのとき回収されたものである[103]。2回目離脱後の9時過ぎ、スラスタ噴射によりイトカワから5kmの位置で静止した。この時、B系2番スラスタから燃料のヒドラジンが探査機内部に漏洩していることが判明した。弁を閉鎖し漏洩は止まった。
11月27日:化学推進スラスタの噴射を試みたが、小さな推力が観測されただけであった。この時、燃料が漏洩したため気化による温度低下でバッテリーの機能が低下し電源が失われたために、結果として搭載システムが広範囲に再起動されたと推定されている。姿勢制御スラスターは2系統 (A/B) とも推力が低下し、はやぶさの姿勢は大きく乱れた。
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(6.1.打上げからイトカワへ)
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(6.3.交信途絶・帰還)

94. この時すでに、本来の降下誘導で威力を発揮する予定だったレーザー測距機 LIDAR の活用はあまり期待されていなかった。リアクションホイールの実質的な喪失によってLIDARのビーム方向を精度良く維持できないと判断されていた。LIDAR誘導の代替案として、光学カメラによる画像データによって自律誘導させることが試され、この日は失敗した。
95. 3回ほどバウンドしたという情報もある。
96. 矢野創. “サンプル採取の成功を信じて”. はやぶさ、地球への旅に出発 〜最後のチャレンジを達成するために〜. JAXA. 2010年8月4日閲覧。
99. 地球帰還後の2010年11月29日に弾丸発射失敗の原因がプログラムのミスだったことが正式に公表された。個々のプログラムにバグは無かったが、プログラムから別のプログラムにデータを受け渡す際の真偽の解釈が逆という、パラメータ設定の人為的なミスがあり、システム全体としては問題があった[44][45]
100. “「はやぶさ」の第1回着陸飛行の結果と今後の計画について”. ISAS/JAXA (2005年11月23日). 2005年12月17日閲覧。
101. 結局このときの接地でわずかな試料が得られた。
102. “「はやぶさ」の第2回着陸飛行の結果と今後の計画について”. ISAS/JAXA (2005年11月29日). 2010年8月8日閲覧。
103. 地球の管制室には、弾丸発射を含めた着陸シーケンスが全て正常に動作したことを示す「WCT」の表示があった。

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出典:Wikipedia
2018/06/09 10:00
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