ハヤブサMk2

はやぶさMk2 （はやぶさMark2、「ペレグリン・ファルコン・マークツー」）は、宇宙航空研究開発機構（JAXA）が提案した宇宙ミッションであり、小さな原始的な小惑星を訪れ、サンプルを地球に持ち帰って研究室で分析することを目的としたものです。これは、JAXAのはやぶさミッションおよびはやぶさ2ミッションの後継ミッションとなることが意図されていました。はやぶさMk2の最新の提案では、ターゲットは休眠中の彗星4015 ウィルソン・ハリントン（1979 VA）であり、探査機は2018年に打ち上げられるとされています。2007年から2010年にかけては、マルコ・ポーロという名前でJAXAとESA （欧州宇宙機関）の共同ミッションとしても検討されていました。現地調査とサンプル分析により、科学者は、惑星が形成された太陽系星雲の本来の組成を維持していると考えられる小さな地球近傍天体(NEO) の物理的および化学的特性に関する知識を向上させることができます。したがって、惑星形成モデルにいくつかの制約が与えられ、生命が地球にもたらされた方法に関する情報も得られます。物理的構造に関する情報は、潜在的に脅威となる天体に対する効果的な緩和戦略を定義するのに役立ちます。

太陽系形成過程の原始的な残り物の構成要素である小天体は、約 46 億年前に惑星が形成された化学混合物の手がかりを提供します。生命の起源に関する現在の宇宙生物学的シナリオでは、初期の地球に有機物が外因的にもたらされたと想定されています。炭素質コンドライト物質 (微惑星または塵の形) が、初期の地球で生化学的化合物の前生物的合成を引き起こすことができるこれらの複雑な有機分子をもたらした可能性があると提案されています。さらに、地球への NEO の衝突は、生命に一定の危険をもたらします。これらすべての理由から、そのような天体の探査は特に興味深く、緊急です。

はやぶさ Mk2 ミッションの主な科学的目的は、NEO から変化のない物質を持ち帰ることです。はやぶさ Mk2 により、地上の研究室でサンプルを分析し、ロボット宇宙船ではまだ実行できない測定を行うことができます (例: サンプルの履歴における主要なイベントの年代測定: 研究室の技術により、元素合成の終了から凝集までの時間間隔、凝集の期間、蓄積の期間、結晶化の年代、主要な加熱および脱ガスイベントの年代、変成の期間、水質変化の期間、宇宙放射線への曝露の期間を決定できます)。

さらに、このミッションにより科学者は以下のことが可能になります。

• 地球型惑星の構成要素を代表する対象天体の物理的および化学的特性を決定します。
• 対象の歴史に影響を与えた主要なイベント（凝集、加熱、水質変化、太陽風の相互作用など）を特定します。
• 対象天体の元素および鉱物学的特性と、表面の地質学的状況によるそれらの変化を決定します。
• 隕石サンプルの中にまだ知られていない太陽以前の物質を探す。
• 対象物体上の有機化合物の性質と起源を調査します。
• 前生物分子の起源を解明する可能性のある有機化合物の探索。
• 地球上の生命の起源と進化における小天体衝突の役割を理解します。

NEO は太陽系の中で最もアクセスしやすい天体の一つです。

はやぶさMk2は、実ははやぶさ2より前に提案されていました。はやぶさ2でははやぶさの設計のほとんどが再利用されましたが、はやぶさMk2ではJAXAは設計を完全に見直し、より大きな宇宙船を作ることを計画していました。これが、このプロジェクトが「はやぶさ3」ではなく「はやぶさMk2」と呼ばれる理由です。

マルコ・ポーロは、ESA-JAXA が提案した宇宙ミッションであり、小さな原始的な小惑星を訪れ、サンプルを地球に持ち帰り、研究室で分析することを目的としたものです。2007年 6 月に ESA のCosmic Vision 2015-2025 プログラムに提案され、2007 年 11 月に評価研究に選ばれました。

このNEOサンプルリターンミッションは、ヨーロッパ（ホイヘンス、フィラエ）と日本の（はやぶさ）ミッションの伝統と専門知識を活用し、双方が技術力を高めて挑戦的な目標を達成できるように計画されました。

科学的に非常に興味深い可能性のあるターゲットがいくつか選択され、2015年から2019年までの期間に打ち上げ可能な幅広い範囲をカバーしています。

• C型小惑星1999 JU3は、C（炭素質）分類型小惑星の多数の原始的な集団の代表として、また別のC型小惑星として1989 UQも検討対象になる可能性がある。

• 原始的なD型とT型に属する小惑星、すなわちそれぞれ2001 SG286と2001 SK162。

• 休眠中の彗星4015 ウィルソン・ハリントン(1979 VA)。これは、小惑星と彗星の未知のつながりについての洞察を提供する可能性があります。

• 原始的なC型二重小惑星1996 FG3。これは二重小惑星の形成過程についての知見をもたらす可能性がある。

1999 JU3 への基本ミッション シナリオには、ソユーズタイプのロケットによる母宇宙船 (MSC) の打ち上げが含まれていました。母宇宙船には、着陸船、サンプル採取装置、再突入カプセル、および科学的なペイロードが搭載される可能性があります。着陸船は軟着陸し、小惑星の表面にアンカーを固定し、サンプル採取場所付近の表面/地下物質のさまざまな現場測定を行います。サンプルは、1 つまたは複数の技術を使用して収集されます。サンプル採取と現場測定が完了すると、MSC は地球への帰路に着き、カプセルを放出して地球の大気圏に高速で再突入します。カプセルは、低緯度から中緯度の無人地域 (おそらく北半球) の地上で回収されます。適切な宇宙検疫および滅菌処理の後、サンプルはカプセルから取り出され、専用のサンプル保管施設で初期のサンプル特性評価が行われ、その後、指定された科学者に配布されて詳細な分析が行われます。

マルコ・ポーロの提案は、世界中の400人以上の科学者によって支持され、欧州と日本の合同グループによって準備されました。

このミッションは、2009年秋にESAで行われた次の選定フェーズに向けて、他のいくつかの提案と競合していました。2010年2月、ESAは、ユークリッド、ソーラー・オービター、PLATOミッションを定義フェーズに入れることを決定し、マルコ・ポーロはSPCによるさらなる検討対象には選ばれなかったと発表しました。^[1]マルコ・ポーロが選ばれていたら、少なくとも2011年10月まで検討が続けられ、その時点でSPCは2つのミッション（ソーラー・オービターとユークリッド）を実施対象として選択していました。

マルコ・ポーロの拒否を受けて、マルコ・ポーロに関するJAXAとESAの協議は終了し、共同サンプルリターンミッションの実現は見込み薄となった。JAXAはこの探査機の研究を継続し、名前を元のはやぶさMk2に戻した。一方、ヨーロッパ側でマルコ・ポーロのために働いていた科学者たちは、マルコ・ポーロ向けの設計を再利用して、NASAとの協力も視野に入れた新しいミッション、マルコ・ポーロ-Rを提案した。^[2]この提案は、コズミック・ビジョンM3の募集に提出された。マルコ・ポーロ-Rは最終的に拒否され、代わりにPLATOミッションが選ばれた。

はやぶさMk2ミッションで使用する予定の技術の中には、宇宙空間でテストされたことがないものもあります。このプロジェクトのリスクを軽減するために、はやぶさMk2専用の技術テストミッションがいくつか提案されています。

DESTINYは、惑星間航行のための宇宙技術実証実験の略で、SLIM （Mクラス1）に続くJAXAの2番目の「競争的選定中型集中ミッション」の候補である技術実証衛星です。選定された場合、DESTINYは2020年にイプシロンロケットで打ち上げられます。^[3]その主な目的の1つは、はやぶさMk2とSolar-Dミッションで使用することを意図したμ20イオンエンジンをテストすることです。^[4]

はやぶさMk2の帰還カプセルは14km/sを超える速度で大気圏に突入するため、宇宙航空研究開発機構（JAXA）宇宙探査センター（JSPEC）ではDASH-IIと呼ばれる技術実証機が提案された。^[5] DASH-IIは2002年に開始されたが失敗に終わったDASH（極超音速大気圏再突入システム実証機）プロジェクトの後継機であり、はやぶさMk2再突入カプセルに不可欠な耐熱システム（TPS）を実証するために使用される。カプセルにかかる空力熱負荷は、浅い突入飛行経路角を選択した場合でも非常に高い（少なくとも20MW/m2）と推定される。TPS開発のための地上加熱施設は、熱流束、流動エンタルピー、化学組成、動圧、輻射などの飛行環境量を同時に再現することは決してないため、実際の飛行実験が必要になると思われる。このミッションの主な目的は、将来の惑星探査や高速再突入ミッションに関連する再突入/突入技術の取得と実証である。^[6] DASH-IIは、中止されたASTRO-G宇宙船をサブペイロードとして搭載し、同じH-IIAロケットで2013年に打ち上げられる予定だった。 ^[7] 2008年、DASH-IIはプレフェーズA（ワーキンググループ活動）の段階にあった。

MSC の科学ペイロードには、高解像度画像システム、可視・赤外線・中間分光計、LIDAR、ダスト モニターが含まれている必要があります。これらの機器は、科学目的、着陸地点の選択、地表付近での操縦中の宇宙船の安全のために、接近、ホバリング、降下フェーズで操作されます。着陸機には、その場での測定の特性評価のための独自のペイロードが搭載されます (例: クローズアップ カメラ、パノラマ カメラ、電子顕微鏡、X 線回折計、揮発性検出器、微量天秤、質量分析計)。着陸機の機器は、自動および/または地球からのコマンド シーケンスによってその場で操作されます。これらの機器により、サンプル採取場所の位置と表面環境の特性評価も可能になります。ミッションの科学的目的は、次の特性評価と返送されたサンプルの分析を組み合わせることで達成されます。

1. 形態学的表面特性;
2. 環境条件（例：ほこり、重力場など）
3. 質量、体積および嵩密度。
4. 鉱物組成;
5. 表面（および場合によっては地下）の鉱物学および熱物理的特性（熱慣性、伝導性、拡散性、物質の凝集性など）
6. 表面の元素組成と分布;
7. 全体的な内部構造特性。
8. 地球の地形;
9. 不安定な豊かさ。

はやぶさMk2ミッションは革新的であり、以下のことに大きく貢献するでしょう。

• 新しい技術開発のテスト：再突入カプセル、サンプリング技術、搭載人工知能、通信、現場エネルギー、惑星保護ツール....;
• 地球外サンプル分析のための次世代実験施設の準備。
• 高重力天体からのサンプルリターンの先駆者となり、その後は小惑星資源を利用して人類の探査や宇宙開発を促進する有人ミッションの先駆者となる。

• 「小惑星探査機はやぶさMk2/マルコポーロ」。2014年7月15日時点のオリジナルよりアーカイブ。2012年5月27日閲覧。{{cite web}}: CS1 maint: unfit URL (link)
• 隼Mk2の画像ギャラリー 2017年1月30日アーカイブ ウェイバックマシン
• DESTINYミッションのウェブサイト