彗星ランデブー小惑星フライバイ

彗星ランデブー小惑星フライバイ（クラフト）

CRAF宇宙船がコプフ彗星の核に向けて貫通体を展開する概念図
ミッションタイプ	彗星・小惑星探査
オペレーター	米航空宇宙局（NASA）
Webサイト	このサイトについて
ミッション期間	キャンセル
宇宙船の特性
打ち上げ質量	6,360 kg (14,020 ポンド) [1]
乾燥質量	2,060 kg (4,540 ポンド) [1]
ペイロード質量	290 kg (640 ポンド) [1]
力	170 キロワット[1]
ミッション開始
発売日	1996年2月 予定
ロケット	タイタンIV(401)B /ケンタウロスT
発射場	ケープカナベラル
地球のフライバイ
最接近	1997年7月 予定
449 ハンブルガのフライバイ
最接近	1998年1月 予定
22P/Kopffとのランデブー
到着日	2001年8月 予定
マリナー マーク II

彗星ランデブー小惑星フライバイ（CRAF）は、 1980年代半ばから後半、1990年代初めにかけてジェット推進研究所が設計したNASA主導の探査ミッションの中止された計画である。この計画では、宇宙船を小惑星に送り込み、その後彗星とランデブーして3年近くその傍らを飛行する計画であった。このプロジェクトは最終的に予算を超過したため中止されたが、残った資金の大半は、議会の予算削減を乗り切るため、土星に向かう予定の双子の宇宙船カッシーニ・ホイヘンスに向けられた。CRAFの科学的目的のほとんどは、後にNASAのより小型の宇宙船スターダストとディープインパクト、およびESAの主力ミッションであるロゼッタによって達成された。

計画されていたマリナー マーク IIシリーズの宇宙船の最初の機体として設計されたCRAF は、太陽の周りを周回する軌道の一部で彗星を詳しく調査することになっていた。彗星の核に大量の機器を搭載した貫通着陸機を打ち上げ、温度や化学組成を測定することになっていた。CRAF のその他の機器は、彗星の核、コマ、塵 とイオンの雲と尾に関するデータを収集する。CRAF はまた、彗星のコマと塵とイオンの尾がどのように形成されるかを初めて詳細に観察することになっていた。CRAF とカッシーニのミッションは、NASA、欧州宇宙機関、ドイツとイタリアの連邦宇宙機関、米国空軍、米国エネルギー省の共同プロジェクトであった。

CRAFは1995年8月にタイタンIV-セントールロケットで打ち上げられる予定だったが、1991年2月の時点で打ち上げ日がカッシーニと入れ替わり、CRAFの打ち上げは1996年2月に延期された。新しい打ち上げ計画には金星の 重力補助が含まれ、これにより計画された飛行時間が8か月延長されたが、ペイロードの増加と、1996年2月の打ち上げ時期を逃した場合のより良い代替案が提供された。軌道はCRAFを小惑星帯まで運び、そこで推進操作により宇宙船を地球に向けて送り返し、重力補助を強化する。CRAFは1997年7月に地球を通過し、最終的な飛行経路をとる。重力補助を使用することで、NASAは直接飛行に必要な推力よりも少ないロケットで宇宙船を打ち上げることができる。

宇宙船は、1998 年 1 月に彗星に向かう途中で449 Hamburgaという小惑星に遭遇する予定でした。CRAF は遭遇期間中に写真を撮影し、その他の科学的測定を実施する予定でした。小惑星 449 Hamburga は直径約 88 キロメートル (55 マイル) で、炭素質タイプの小惑星であると考えられています。

CRAF が計画していた彗星ターゲットはコプフ彗星でした。これは、1906 年 8 月 22 日にドイツのハイデルベルク近郊のケーニヒシュトゥール天文台での観測中にこの彗星を発見したアウグスト コプフにちなんで名付けられました。

コップフの発見から 94 年後、CRAF は 2000 年 8 月にコップフ彗星との合流地点に到着しました。彗星と探査機は木星の軌道と同じ距離にあり、太陽に最も近づく、つまり近日点の 850 日前でした。CRAF は 2001 年 8 月に彗星に向けて貫通機/着陸機を発射し、その後コップフの横を飛行し続けました。探査機は、太陽に最も接近してから約 109 日後に再び外向きになるまで、合計 2 年と 3 分の 2 の期間にわたってデータを収集しました。 1985年に米国の宇宙船、国際彗星探査機（ICE）がジャコビニ・ツィナー彗星の近くを飛行し、1986年には数か国の宇宙船がハレー彗星に遭遇し、 1992年にはジオット宇宙船がグリッグ・シェレラップ彗星の近くを飛行したが、宇宙船が彗星と編隊飛行するのはこれが初めてであった。

彗星の接近により、科学者らが46億年前に塵とガスの雲が崩壊して太陽系を形成した際に残された、元の比較的変化のない物質であると考えている物質の研究が可能になる。科学者らは、彗星は現在、太陽系のオールトの雲と呼ばれる遠い領域に存在すると考えている。現在の理論では、太陽の近隣の星からの重力の作用により、オールトの雲から太陽に向かって落下する彗星もあると考えられている。

CRAF 宇宙船は、彗星の核に極めて接近し、10 キロメートル (6.2 マイル) 以内の距離を飛行します。この接近探査は、コマと尾が形成され始める前に行われ、太陽の光が強くなり、核が活発になり、軽い元素が蒸発してコマと尾を形成し始める様子を観測します。その後、宇宙船はコマと尾の間を行き来して、その特性とそこで起こる複雑なプロセスを調査し、宇宙船で詳細な分析を行うために塵のサンプルを収集します。

2002 年 12 月、探査機と彗星は太陽に最も接近しました。その後、再び外向きに進み、木星の軌道に近い遠日点に向かいました。2003 年 3 月 31 日、マリナー マーク II の最初の主要ミッションである彗星ランデブー小惑星フライバイが終了しました。その時点で、2 番目のマリナー マーク II 探査機を搭載したカッシーニミッションは土星周回フェーズに入っていました。

JPL が NASA 向けに開発したマリナー マーク IIクラスの宇宙船は、NASA の太陽系探査委員会が提唱した新しい設計アプローチであり、1990 年代に外惑星や彗星や小惑星などの原始天体への飛行を目的としていました。

CRAF は、マリナー マーク II の最初のミッションとなる予定でした。2 番目のミッションは、土星探査機タイタン プローブ、または SOTP (後のカッシーニ - ホイヘンス) と呼ばれ、土星の環を持つ惑星の最大の衛星タイタンの大気圏に突入するように設計された探査機を搭載した土星探査機でした。CRAF と SOTP は、同一のマリナー マーク II 宇宙船を使用する予定でしたが、それぞれが独自の科学機器を搭載することになりました。

彗星に関連するすべての現象は、CRAF の機器によって調査される予定だった。また、計画されていたランデブーの期間はほぼ 3 年と長期間に及ぶため、この奇妙な天体に関する科学的理解における大きなギャップの多くを埋めることが期待されていた。

このミッションの科学的搭載物は 1986 年 10 月に選定されました。これには以下のものが含まれることになっていました。

• カメラは、コプフ彗星の核、コマ、尾、そして太陽の周りを周回する際に起こる変化を撮影する。写真は科学者が彗星の大きさや構造、極の位置、自転速度、地質構造を判断するのにも役立つだろう。
• コプフの核に打ち込まれる表面貫通着陸機。貫通着陸機に搭載された機器は、彗星の氷のサンプルを採取し、加熱されたときにどのように変化するかを調べ、氷から放出されるガスの化学分析を行う。貫通機は、彗星の表面から最大 1 メートル (3 フィート) 下に、最大 20 種類の化学元素の存在量を測定するガンマ線分光計を含む先端を埋める。貫通機には、コプフの表面強度と貫通に対する耐性を測定する加速度計と、表面下の温度を測定する温度計が搭載される。貫通着陸機は、調査結果を宇宙船に無線で送信し、宇宙船はそれを地球に中継する。
• 原子核から放出されるガスと原子核を取り囲むプラズマ雲（イオン化ガス）の組成を研究するための質量分析計。
• 彗星の塵のサンプルを採取し、機内で調査するための塵カウンター、収集器、分析器。得られた情報は、科学者が塵や氷を構成する化学元素を特定するのに役立ちます。さらに、個々の塵粒子の質量、大きさ、形状、組成も測定されます。
• コマと核の表面の化学組成が時間とともにどのように変化するかを調べるための可視および赤外線マッピング分光計。
• 太陽から流れ出る荷電粒子とコマとの相互作用を測定する磁力計とプラズマ波分析装置。また、磁力計は、彗星に固有の磁場（存在する場合）も測定します。

• 宇宙船が訪れた小惑星と彗星のリスト
• ディープインパクト（宇宙船）（彗星フライバイおよび衝突探査機、完了）
• ロゼッタ（彗星着陸機および探査機、2016年完成）
• シャンポリオン（宇宙船）（中止された彗星着陸ミッション）

• NASA/スペースリンク — ファクトシート: CRAF

•  Draper, RF (1987 年 5 月)。彗星ランデブー小惑星フライバイ:私たちの始まりの探求。カリフォルニア州パサデナ、米国: NASA / JPL。ASIN B002U9XY6Q。

• Neugebauer, M.; Draper, RF (1987). 「彗星ランデブー小惑星フライバイミッション」.宇宙研究の進歩. 7 (12): 201–204. doi :10.1016/0273-1177(87)90218-3. hdl : 2060/19900007323 . ISSN  0273-1177.

• 太陽系探査委員会 (1983)。2000 年までの惑星探査: 科学的根拠(PDF) (レポート)。ワシントン DC、米国: NASA 諮問委員会。

• 太陽系の始まりを探る: 彗星ランデブー/小惑星フライバイミッション。第 400 巻。NASA / JPL。1985年 5 月。

• 始まりへの外へ: CRAF とカッシーニのミッション。NASA / JPL。 1991 年 6 月。ASIN B00010NF1A  。

• NSSDCからの CRAF 情報
• 「CRAF ミッションの計画された科学的内容の評価」Wayback Machineに 2004-08-10 にアーカイブ、Robert O. Pepin 博士と DM Hunten 博士 (それぞれ米国科学アカデミーの惑星および月探査委員会の委員長と元委員長) 、1985 年
• 「CRAF ミッションの計画された科学的内容の評価」米国科学アカデミー、1987 年、Wayback Machineで 2004-08-10 にアーカイブ
• 「再構築された CRAF 科学ペイロードの科学的実現可能性について」米国科学アカデミー、1990 年、Wayback Machineで2004-08-10 にアーカイブ