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【9月12日は宇宙の日】「はやぶさ」と「はやぶさ2」は何を持ち帰った?小惑星が教えてくれる地球と生命の起源

9月12日は宇宙の日 科学とテクノロジー
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はじめに:9月12日は「宇宙の日」

9月12日は「宇宙の日」です。1992年(平成4年)のこの日、宇宙飛行士の毛利衛さんが、アメリカのスペースシャトル「エンデバー」に乗って、宇宙へと飛び立ちました。日本人がスペースシャトルに搭乗したのは、これが初めてのことでした。この出来事を記念して、宇宙の日が定められました。

それから30年あまり。日本の宇宙開発は、大きな成果を上げてきました。中でも、世界から注目を集めてきたのが、小惑星探査機「はやぶさ」と「はやぶさ2」の活躍です。

この記事では、小惑星とはどのような天体なのか、なぜ小惑星を調べるのか、そして、はやぶさとはやぶさ2が成し遂げたことと、これからの宇宙探査について、わかりやすくご紹介します。

第1章:小惑星とは

小惑星は、太陽の周りを回っている、岩石や金属などでできた小さな天体です。多くは、火星と木星の間にある「小惑星帯(メインベルト)」と呼ばれる領域を回っていますが、中には、地球の近くを通る軌道を持つものもあります。

小惑星の大きさは、数メートルほどのものから、数百キロメートルを超えるものまでさまざまです。これまでに見つかった小惑星は、100万個を超えています。

第2章:なぜ小惑星を調べるのか

小惑星は、「太陽系の化石」とも呼ばれます。およそ46億年前、太陽系が生まれたころの材料が、ほとんど変化しないまま残っていると考えられているからです。

地球のような大きな惑星は、内部が熱で溶けたり、表面が風や雨で削られたりして、生まれたころの姿が大きく変わってしまっています。一方、小さな小惑星には、太陽系ができたころの情報が、そのまま保存されているかもしれません。小惑星を調べることで、太陽系や地球がどのようにしてできたのか、地球の水や、生命のもとになった物質がどこから来たのか、といった大きな謎に迫ることができるのです。

第3章:初代「はやぶさ」の挑戦

2003年(平成15年)に打ち上げられた初代「はやぶさ」は、小惑星「イトカワ」を目指しました。イトカワは、長さ約500メートルほどの、ラッコのような形をした小さな小惑星です。

はやぶさは、イトカワに着陸して、表面の物質を採取することに挑戦しました。その後、エンジンの故障や、通信が途絶えるなど、数々のトラブルに見舞われましたが、運用チームの粘り強い努力によって、2010年(平成22年)6月、地球に帰還しました。カプセルの中からは、イトカワの微粒子が見つかり、世界で初めて、小惑星の物質を地球に持ち帰ることに成功しました。

第4章:「はやぶさ2」とリュウグウ

初代はやぶさの経験を生かして、2014年(平成26年)に打ち上げられたのが「はやぶさ2」です。目指したのは、小惑星「リュウグウ」。直径約900メートルの、そろばんの玉のような形をした小惑星です。

はやぶさ2は、2018年(平成30年)にリュウグウに到着し、2回の着陸に成功しました。さらに、金属の弾丸を撃ち込んで人工のクレーターをつくり、表面から掘り出された、宇宙の風や光にさらされていない地下の物質を採取するという、世界初の挑戦も成し遂げました。そして、2020年(令和2年)12月、リュウグウの物質が入ったカプセルが、オーストラリアの砂漠に無事に届けられました。

第5章:リュウグウの物質からわかったこと

はやぶさ2が持ち帰ったリュウグウの物質は、約5.4グラムでした。わずかな量ですが、世界中の研究者が、この貴重な試料を分析しています。

分析の結果、リュウグウの物質には、水を含む鉱物や、生命のもとになるアミノ酸など、さまざまな有機物が含まれていることがわかりました。地球の海の水や、生命の材料の一部は、こうした小惑星が、はるか昔に地球に運んできたのかもしれない。そんな仮説を支える、重要な手がかりが得られたのです。

第6章:はやぶさ2の旅は、まだ続いている

はやぶさ2は、リュウグウの物質を地球に届けたあとも、宇宙の旅を続けています。カプセルを切り離したあと、本体は地球に戻らず、新たな小惑星を目指す「拡張ミッション」に挑んでいるのです。

2026年(令和8年)7月には、小惑星「トリフネ」のそばを、秒速5キロメートルを超える猛スピードで通過しながら、表面から約400メートルという近さまで接近し、撮影に成功しました。そして、2031年には、高速で自転する小さな小惑星「1998 KY26」に到着する予定です。打ち上げから17年近くにわたる、長い旅になります。

第7章:小惑星から地球を守る

小惑星の研究には、もう一つ大切な目的があります。それは、小惑星の衝突から地球を守る「プラネタリーディフェンス(惑星防衛)」です。約6600万年前、直径10キロメートルほどの小惑星が地球に衝突し、恐竜の絶滅の原因になったと考えられています。

2022年(令和4年)には、アメリカの探査機「DART(ダート)」が、小さな小惑星に体当たりし、その軌道を変えることに成功しました。将来、地球に衝突する危険のある小惑星が見つかったときに、その進路を変えられるかを確かめる、世界初の実験でした。はやぶさ2の拡張ミッションで得られる、小さな小惑星についての知識も、こうした取り組みに役立つと期待されています。

第8章:これからの日本の宇宙探査

日本の宇宙探査は、これからも続いていきます。

  • 火星の衛星の探査:火星の衛星「フォボス」から物質を持ち帰る計画が進められている。
  • 月の探査:2024年(令和6年)には、日本の小型月着陸実証機「SLIM」が、ねらった場所へのピンポイント着陸に成功し、日本は世界で5番目に月面着陸を果たした国となった。
  • 国際宇宙ステーションと月:日本人宇宙飛行士の活躍や、国際的な月探査計画への参加も進められている。

第9章:はやぶさを支えた「イオンエンジン」

はやぶさやはやぶさ2が、何十億キロメートルもの宇宙の旅を続けられたのは、イオンエンジンという特別なエンジンのおかげです。

イオンエンジンは、キセノンというガスに電気の力を加えて、とても速いスピードで噴き出すことで、推進力を得るエンジンです。一度に生み出す力は、1円玉を持ち上げられるかどうかという、ごくわずかなものですが、少ない燃料で、長い時間にわたって動き続けることができます。わずかな力を、何年も積み重ねることで、探査機は、遠く離れた小惑星までたどり着くことができたのです。

第10章:遠く離れた探査機との通信

はやぶさ2がリュウグウを探査していたとき、地球からリュウグウまでの距離は、およそ3億キロメートルもありました。光の速さでも、電波が届くまでに片道約20分かかります。つまり、地球から指令を送っても、その結果がわかるのは、40分ほどあとになるのです。

そのため、着陸などの重要な場面では、探査機が自分で状況を判断して動く、自律的な制御の技術が欠かせませんでした。遠く離れた探査機からの、かすかな電波を受け取るために、日本には、大きなパラボラアンテナを備えた地上局が設けられています。

第11章:宇宙開発は、暮らしの中にも

宇宙開発は、遠い世界の話のように思えるかもしれません。けれど、宇宙のために開発された技術は、私たちの暮らしの中にも、たくさん生かされています。

  • 天気予報:気象衛星「ひまわり」が、宇宙から雲の様子を観測している。
  • 位置情報:スマートフォンの地図やカーナビは、人工衛星からの電波を使って、現在地を知る仕組みを利用している。
  • 防災:人工衛星からの観測は、災害の被害状況を把握するのにも役立っている。
  • 身近な製品:宇宙で使うために開発された素材や技術が、断熱材や医療機器などに応用されている。

第12章:子どもと一緒に宇宙を楽しもう

宇宙への関心は、子どもの「なぜ?」「知りたい!」という気持ちを育ててくれます。

  • 国際宇宙ステーションを見る:国際宇宙ステーションは、条件がよければ、明るい光の点として、肉眼で夜空を横切る姿を見ることができる。JAXAのホームページなどで、見える日時を調べられる。
  • プラネタリウムに行く:季節の星空や、宇宙の不思議について、わかりやすく学べる。
  • 科学館を訪ねる:探査機の模型や、宇宙に関する展示を見る。
  • 本や映像にふれる:はやぶさの旅を描いた本や映像は、子どもにも人気がある。

第13章:「あきらめない」ことの大切さ

初代はやぶさの旅は、トラブルの連続でした。着陸のときの問題、燃料の漏れ、通信の途絶、エンジンの故障。何度も、「もう地球に帰ってくることはできないのではないか」と思われる場面がありました。

それでも、運用チームは、限られた条件の中で、知恵を出し合い、工夫を重ねて、はやぶさを地球に連れ帰りました。7年、60億キロメートルにおよぶ旅の末に、カプセルを地球に届けたはやぶさの姿は、多くの人に感動を与えました。困難に直面しても、あきらめずに工夫を続けること。はやぶさの物語は、私たちにも、大切なことを教えてくれます。

第14章:宇宙は、すべての人に開かれている

近年は、民間の企業による宇宙開発も盛んになり、一般の人が宇宙へ旅行する時代も始まりつつあります。また、障がいのある人が宇宙飛行士の候補に選ばれるなど、宇宙に挑戦する人の多様性も広がっています。

宇宙は、特別な人だけのものではありません。夜空を見上げて、星や月を眺める。宇宙のニュースに耳を傾ける。それだけでも、私たちは、広い宇宙とつながることができます。

よくある疑問(Q&A)

Q1. 小惑星が地球にぶつかる心配はありますか?

小さな隕石は、毎日のように地球に落ちてきていますが、そのほとんどは大気中で燃え尽きます。大きな被害をもたらすような小惑星の衝突は、非常にまれです。世界中の天文台や研究機関が、地球に近づく小惑星を常に監視しており、危険のある小惑星を早く見つけるための取り組みが進められています。

Q2. はやぶさの物質は、見ることができますか?

イトカワやリュウグウの物質は、ごくわずかなため、研究用に大切に保管されています。ただ、各地の科学館などで、模型や、関連する展示が行われることがあります。また、JAXAの施設では、はやぶさの帰還カプセルの実物などが展示されることもあります。

まとめ:小さな天体が教えてくれる、大きな物語

小惑星は、太陽系が生まれたころの記憶を残した、「太陽系の化石」です。はやぶさとはやぶさ2は、その小さな天体から物質を持ち帰り、地球の水や生命の起源に迫る、貴重な手がかりをもたらしました。

宇宙の日には、夜空を見上げて、遠い宇宙を旅し続けている探査機に、思いをはせてみてはいかがでしょうか。小さな天体の中に、私たちがどこから来たのかという、大きな物語が隠されているのです。

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