惑星防衛ミッション「ヘラ」、軌道変更された小惑星に向かう

惑星防衛ミッション「ヘラ」、軌道変更された小惑星に向かう
2024年7月10日
欧州宇宙機関/宇宙の安全/ヘラ
ESA 初の惑星防衛宇宙船が地球を出発しました。Heraミッションは、太陽系にある 130 万個以上の既知の小惑星のうち、唯一人間の活動によって軌道が変えられた天体である特別なターゲットに向かい、軌道変更に関連する長引く謎を解明します。

ヘラは、小惑星の軌道を逸らす「運動衝撃」技術に関する科学的理解を深めることで、地球をより安全にすることを目指しています。このミッションは、地球への小惑星の衝突を完全に回避可能な自然災害にするという、より広範な野心の一環です。

ESAの宇宙安全プログラムの一環として開発され、同機関の彗星探査機ロゼッタと技術遺産を共有するヘラは、10月7日現地時間10時52分（中央ヨーロッパ夏時間16時52分、協定世界時14時52分）に米国フロリダ州ケープカナベラル宇宙軍基地からスペースX社のファルコン9に搭載されて打ち上げられ、約1時間後に太陽電池パネルが展開された。

自動車ほどの大きさのヘラは、小惑星65803ディディモス（二重天体）の初の詳細な調査を行う予定。ディディモスは、より小さな天体であるディモルフォスによって周回されている。ヘラの主な焦点は、2つのうち小さい方の小惑星に置かれる。この小惑星は、2022年にNASAの二重小惑星方向転換テスト（DART）ミッションによって、大きい方の小惑星の周りの軌道が変更され、運動エネルギーによる衝突で小惑星の方向転換が実証される。

「惑星防衛は 本質的に国際的な取り組みであり、ESAのヘラ宇宙船が地球を守るためのヨーロッパの取り組みの最前線に立つことを本当に嬉しく思います。ヘラはESAの惑星防衛への取り組みを拡大する大胆な一歩です」とESAのヨゼフ・アッシュバッハー事務局長は述べた。

ヘラは、目標の小惑星に近づくために靴箱サイズの「キューブサット」を2機展開し、最終的に着陸する前に超低重力で操縦して追加の科学データを取得するなど、挑戦的な深宇宙技術実験も行う予定。メインの宇宙船は、視覚追跡に基づいて小惑星の周りを「自動運転」で航行することも試みる。

このミッションの打ち上げと深宇宙への旅は、ドイツのダルムシュタットにあるESAの欧州宇宙運用センターから監視されている。


ヘラとそのキューブサットは衛星間リンクで接続されています
「ヘラはついにディディモスへ向かっています。今日、私たちは宇宙の歴史に新たな1ページを刻みます」とヘラのミッションマネージャー、イアン・カルネリ氏は語った。「この深宇宙ミッションは契約締結から打ち上げまでわずか4年で形になりました。これはESA、欧州の産業界、科学界、そして日本の宇宙機関JAXAのヘラチームの懸命な努力と献身の証です。」

「しかし、1機の宇宙船が小惑星に衝突し、2機目がデータを収集するという惑星防衛ミッションの基本的なアイデアは20年前に遡り、小惑星リスク監視の先駆者である故アンドレア・ミラニ教授の多大な貢献により実現しました。ミラニ教授の名前は、ヘラに搭載されている2機のキューブサットのうち1機に付けられています。」

ESA は NASA やその他のパートナー機関と連携して、危険な小惑星を特定し追跡するために空を監視しています。しかし、もし接近する天体が発見された場合、それを阻止するために何かできることがあるでしょうか?

NASAのDARTミッションは、その疑問に答えるために作られました。2022年9月26日、DART宇宙船は、人類初の小惑星の軌道変更を行いました。それは、より大きな山ほどの大きさの小惑星ディディモスの大ピラミッドほどの大きさの衛星ディモルフォスに意図的に衝突し、その軌道を変えたのです。

DART asteroid impact impresses in ESA’s view from the ground
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DART小惑星衝突、ESAの地上からの観測で印象的
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地球からの観測に基づき、DART はディディモスの周りのディモルフォスの軌道周期を 33 分、つまり当初の値の約 5% 短縮することに成功し、同時に宇宙空間に数千キロメートルの破片の柱を投げ捨てました。

しかし、この出来事については多くの未解明な点が残っており、科学者は、この「運動衝撃」による小惑星の方向転換法を、十分に理解され、確実に繰り返し可能な惑星防衛技術に変えるために、その解明に努める必要があります。DART の衝突によって残されたクレーターの大きさはどれくらいだったのでしょうか。あるいは、小惑星全体が再形成されましたか。ディモルフォスの鉱物学、構造、正確な質量はどのようなものでしょうか。

直径約 1.6 メートルの立方体形の本体と、両側に 5 メートルの太陽翼を備えた Hera 宇宙船は、この国際的な惑星防衛協力に対する ESA 独自の貢献です。2 年後にディディモス連星小惑星に到着すると、ミッションは「墜落現場調査」を詳細に実施し、不足している必要な知識をすべて収集します。

「ヘラが小惑星のターゲットを綿密に調査する能力は、まさに運用上の惑星防衛に必要なものとなるでしょう」と、ESA の惑星防衛局長リチャード・モイスルは説明する。「偵察ミッションが迅速に派遣され、その後の軌道変更が必要かどうかを評価するシナリオが想像できます。私たちは、 2029 年に地球に接近するアポフィス小惑星とランデブーする惑星防衛ミッションの提案であるラムセス宇宙船で、このことをすぐに再び練習することになるはずです。」


ヘラとそのターゲット小惑星のサイズガイド
18 の ESA 加盟国にわたる約 100 のヨーロッパの企業と機関が Hera ミッションの開発に携わっています。OHB System AG は、宇宙船の設計、開発、組み立て、テスト全般の責任を含む産業コンソーシアムを主導しました。


ヘラは、これまでで最も詳細な連星系小惑星探査を行う予定だ。連星系は既知の小惑星全体の 15% を占めるが、これまで詳細に調査された小惑星は 1 つもない。さらに、ディモルフォス小惑星は宇宙探査ミッションがこれまでに訪れた中で最も小さい天体であり、ディディモスはその大きさの割に高速で回転しており、その大きさを考えると構造的安定性の限界に近づいている。

イタリアの企業が率いるティヴァク・インターナショナルがESA向けに開発したミラニ・キューブサットは、ディモルフォスとその周囲の塵の鉱物組成を調査する。一方、ルクセンブルク主導のGOMspace傘下のコンソーシアムが製造したジュベンタス・キューブサットは、小惑星の地下をレーダーで探査する初の試みとなる。6か月に及ぶ小惑星探査の後半には、ヘラは表面の特徴を監視しながら小惑星の周りを自律的に航行できる実験的な自動運転モードもテストする予定だ。

ESA ヘラ・ミッションの科学者マイケル・クッパーズ氏は次のようにコメントしている。「ヘラ・ミッションの終了までに、ディディモスのペアは歴史上最もよく研究された小惑星となり、地球を接近する小惑星の脅威から守ることに貢献するはずです。」

Hera の主任研究員であり、 CNRS /コート・ダジュール天文台研究ディレクターのパトリック・ミシェル氏は次のように付け加えています。「DART の衝撃は、宇宙の冒険の第一話のようでした。宇宙空間で見られた壮大な閃光は、科学者たちに『次に何が起こったのか』という疑問を残しました。」

「次のエピソードでは、ヘラが出発します。DARTミッションが私たちに送信したディディモス小惑星の短い映像を詳細な調査に変え、私たちが知っている太陽系を形成する主なメカニズムの1つである惑星衝突プロセスに関する新たな洞察が得られると期待されています。」

Protecting Earth from asteroid impacts: HERA - the planetary defence mission 遊ぶ$ビデオ.データマップ.短い説明.コンテンツ
ディディモスへのヘラの軌道
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本日の打ち上げにより、ヘラは地球から直行する軌道に乗り、2年間の巡航フェーズが始まりました。来月予定されている軌道変更に続いて、2025年3月に火星スイングバイが行われ、これにより探査機は最終的にディディモスと合流するまでの速度が増します。火星の重力アシスト中、ヘラは火星の衛星デイモスの調査を行い、初めて科学的な使用のために機器を展開します。

ディディモスへの到着は2026年秋と予想されており、このとき小惑星探査ミッションは主要な科学技術実証段階に入る。
ESAの宇宙安全プログラムについて
ESA の宇宙安全プログラムは、宇宙ゴミ、宇宙天気、危険な小惑星による宇宙および地上の重要なインフラの混乱からヨーロッパとその経済を保護し、ヨーロッパの宇宙部門における新たな商業機会を促進することに専念しています。