宇宙輸送工学研究系教授 國中 均氏

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■通信に往復30分、イトカワへの着陸

大気圏に突入した小惑星探査機「はやぶさ」が、オーストラリアの上空で最後の輝きを放ったのは2010年6月13日のことだった。

投下されたカプセルには、地球から3億キロ離れた小惑星イトカワの砂が入っていた。

その打ち上げからの7年間の軌跡を振り返る時、イオンエンジンを担当したJAXAの國中均・宇宙輸送工学研究系教授は「一番のハイライトはやはりイトカワに着いた時です」と話す。05年8月27日、「はやぶさ」はエンジンを切り、秒速9メートルでイトカワに近づいていった。

「最初は単なる点に過ぎなかった写真が、日を追うごとに大きくなっていくんです。誰も見たことのない小惑星に着き、これまで見えなかったものの姿が鮮明になっていく。僕たちはフロンティアに立ったんだ、と胸がいっぱいでした」

「はやぶさ」は「工学実験探査機」と呼ばれる。その名の通り、機体は宇宙工学における最先端技術の固まりだった。

日本の技術を結集した小さな機体からソーラーパネルを広げ、地球から遠く離れた小惑星に着陸し、砂などのサンプルを持ち帰る――「はやぶさ」に課せられたミッションを成功させる上で、國中教授の専門グループが担当するイオンエンジンは極めて重要な技術の1つだった。

1960年、彼は愛知県に生まれた。東京大学工学部から宇宙科学研究所に入って以来、「電気推進」の研究に半生をささげてきた。「はやぶさ」のプロジェクトが始まった時、彼は「この船を逃したら、もう僕らの技術の発露はない」と思った。彼にとってプロジェクトチームに加わることは、研究者としての岐路そのものであった。

「最初は海外からイオンエンジンを買うというアプローチもありえたはずでした。そのなかで、僕は『これこそ日の丸でやらないと意味がない。鎖国してでもうちのエンジンを使うべきだ』と言ってきた。失敗すれば、宇宙工学者としてのキャリアも失われる覚悟もしていました。2年間かけてイトカワに着いた時は、ようやくその思いが報われた気持ちだったんです」

國中教授のグループがイオンエンジンをオフにしてから、「はやぶさ」は2週間かけてイトカワに接近した。

研究者たちの前に姿を現したイトカワは事前の予想を見事に裏切っていた。大きさは約500メートル。表面は岩だらけで、着陸に適した平坦な場所がほとんど見つからない。

この頃、久保田孝・宇宙探査工学研究系教授は緊張の最中にあった。数日前、彼の所属する自律航法誘導グループは、イオンエンジングループから大きなカードを渡されていた。「次はお前たちだぞ」というメッセージの込められた「バトン」の意味があったという。

「はやぶさ」との通信は、往復で約30分以上もの時間がかかる。よってイトカワへの着陸に際して、探査機を地球から操縦することはできない。そこで使われるのが自律航法誘導で、イトカワから500メートル圏内に入った「はやぶさ」は、自らの位置を自ら判断して着陸する仕組みになっていた。

「でも、イトカワの姿を見た時は困りました。いままでに見た小惑星と全く違った」

どこに降りようか? それが彼らの第一声だったという。

「我々が想定していた小惑星の大きさは1キロから10キロ。それが500メートルしかなかった。着陸に適した平らな場所も、いままでの小惑星探査の知見から考えれば100メートルはあるはずだったんです。それがイトカワには約30メートルしかない。でも、諦めて帰るわけにはいきません。必死でした」

自律航法誘導グループはイトカワの分析を続け、「ミューゼスの海」と名付けた場所を着陸地に選ぶ。3度の降下試験の後、ターゲットマーカーを発射。1度目の着陸を試みた後(このとき「はやぶさ」はイトカワの表面に横たわっていた)、05年11月26日の2度目の着陸には成功し、運用室は喜びに包まれた。このときサンプル採取も行われている。

イトカワを離れた「はやぶさ」は、順調にいけば2年後に地球へ帰還するはずだった。しかしそれまでの2年間の航海と着陸で、姿勢を制御するために必要なリアクションホイールはすでに2基が壊れ、重ねて発生した燃料漏れによって正しい姿勢を維持できなくなっていた。

そして着陸成功から約半月後、「はやぶさ」と地球との通信は完全に途絶えることになる。

■18の専門班をチームにまとめる

「はやぶさ」が大気圏で燃え尽き、カプセルを落としてからしばらく後のことだ。神奈川県相模原市にあるJAXAの展示室には、カプセルを一目見ようと2000人が行列を作った。プロジェクトマネージャーの川口淳一郎教授が姿を現すと、子供たちは憧れの表情を浮かべて彼の周りに集まった。人々が「はやぶさ」に関心を抱いたのは、小惑星の「砂」を世界で初めて持ち帰った、というニュース性だけが理由ではなかったはずだ。イトカワからの帰還に際して、機体は幾度か深刻なトラブルに見舞われた。05年12月の通信途絶、そして09年のイオンエンジンの全停止……。しかしプロジェクトチームは「はやぶさ」に残された力を絞り出すようにして、地球への帰還を果たした。多くの人たちはその経緯に触れ、「はやぶさ」に思いを寄せたに違いなかった。彼らはなぜ、繰り返し訪れる絶望的な困難を乗り越えることができたのだろうか。

「電波を失った時は、さすがに無理かな、という気持ちが芽生えました」と久保田教授は話す。

「はやぶさ」からの通信が途絶えた後、チームが弱気にならなかったわけではない。

1人、また1人と人が減り、多い時は10人ほどいた運用室には、当番のスタッフだけが残された。返事のない信号を送り続けるしかない部屋の様子は、やはりどこか寂しさに覆われていたという。

軌道計算を担当した吉川真・宇宙情報・エネルギー工学研究系准教授は、「はやぶさ」プロジェクトがそれでも最終的に成功した要因をこう指摘する。

「プロジェクトチームは非常にモチベーションの高い人たちの集まり。しかし最先端の研究者が集まると、各々が自分の分野ばかりに集中して、全体がばらばらになってしまう恐れもある。その意味で今回の成功は、個人がレベルの高い研究をしながら、同時にチームとしてもまとまっていたところにありました」

プロジェクトには18の専門グループがあり、ミッション期間中には各分野の研究者50人が働いていた。彼らは専門分野だけではなく、運用室での日々の作業など、自分たちの研究とは直接関係のない地道な仕事をそれぞれ持ち回りでこなしていった。そんななか、全く異なる研究対象を持つグループ同士の気持ちが最後まで繋がっていたのは、川口プロジェクトマネージャーの存在も大きかったと久保田教授は指摘する。

「音信不通になって2、3日後、朝のミーティングで、川口先生は『はやぶさ』にコマンドが届き、1年以内に電源をオンできる可能性が6〜7割あるという計算結果を発表したんです。チームが絶望しそうになっていた時、すぐに可能性を計算してくれたことで、まだ希望はあるんだと思い直しました。論理的に確率があるなら、諦めるわけにはいかない、と」

それに――と彼は続ける。

「機体に搭載された機器には、多くの中小メーカーの技術が込められていました。構想、開発、運用までメーカーと大学の研究者と宇宙研が一体になってやってきたのが、『はやぶさ』というプロジェクトだったわけです。日本の技術の総力を結集したからには、1つでも望みがあるなら、それに僕らは懸けなければならない」

通信機が壊れていなければ、いずれ機体が回転し、太陽電池パネルが太陽の方向を向く。そうすれば電源が復旧し、電波が発せられる。その可能性を示す川口教授の言葉を聞きながら、久保田教授は「結束があらためて固まるのを感じた」と言う。

■「世界初」に白けたルーチンの仕事

國中教授は次のようにも振り返る。

「普通に考えれば、はるか宇宙の彼方で行方不明になった探査機が見つかる、ということはまずありえない。誰もがそう思います。だからこそ、川口さんがすぐに確率を計算したことは確かに大きかったですね。ただ確率が示されて何より重要だったのは、ルーチンの仕事が次々に作られていったことでしょう。例えば電波を送る人、コマンドを作る人、それをビデオに撮って確認する人、見つかった後のプランを作る人、というふうに。目の前にやるべき仕事が生み出されたことで、チーム全体の心が繋ぎとめられたように見えました」

また、吉川准教授は「『はやぶさ』に設定された目的が極めてチャレンジングであること」が、こうした困難に直面した際、各グループ同士の横の連携をスムーズにしたとも付け加える。

イオンエンジンによる地球スウィングバイ、自律航法誘導による小惑星への着陸、サンプル採取と帰還後の分析……。「はやぶさ」は様々な最先端技術の実験の場だった。そして1つの「世界初」は次の「世界初」への条件だった。自らの専門グループが「1番」を目指すために、他の分野の仕事に対しても協力を厭わないのは当たり前のことだった。久保田教授がイオンエンジングループからカードを手渡されたように、そこには受け渡された責任と受け渡す責任があった。彼らはそのなかで自らの研究成果が、自分だけの力では決して得られないことを常に意識し合っていたのだ。

通信が途絶えて以来、「はやぶさ」からの信号を見逃さぬよう、ビデオに撮ったデータを辛抱強く見直す日々が続いた。

「はやぶさ」からの弱い電波が届いたのは46日後のことだ。運用室には歓声が上がり、活気が取り戻された。地球帰還のための作業が急いで行われる。「1ビット」の通信を積み重ねることで「はやぶさ」の状況を解明し、約3カ月後には位置や速度を特定。帰還の予定日を2年遅らせ、地球へ帰還するスケジュールが組み直された。

「そのとき私たちが考えていたのは、イトカワに着陸して、地球に帰還するという目標を第一に考えることでした。1つのチームだけが成果を挙げても、世界から高く評価はされません。多くの分野で様々な発見があったことを示して、初めてこれはトップレベルの研究だと胸を張れるわけですから」(吉川准教授)

國中教授によれば、「はやぶさ」プロジェクトは始まった当初から、こうした「受益者負担」の感覚が徹底されていたという。

「例えばサイエンティストは、小惑星に着くまで科学的なデータは何も取れません。それでも週ごとにスーパーバイザーを決め、運用室で日々のノルマを彼らもこなしてきました。またカプセルを回収する作業も、カプセルを作ったグループ以外の人員が当然のように労働力として働いたんです」

彼には忘れられない光景がある。09年11月4日、イオンエンジンの最後の1基が停止した。結果的にイオンエンジングループは、「はやぶさ」完成の直前に4基のエンジンをダイオードで繋いでおり、それらを合わせて1基のエンジンとして使用するアイデアで2度目の危機的状況を乗り切った。

そのための対応に追われ、ほぼ徹夜続きの日々を送っていた時のことだ。

「オーストラリアのウーメラ砂漠に行くメンバーを集め、初級安全救命救急講習を受ける予定があったんです。約20人の若い研究者が受けたのですが、イオンエンジンが動かなければ、彼らの仕事はなくなる。だから2、3人は脱落するメンバーもいると思っていたのですが……」

ところが講習が始まると、現場に向かう予定の全員が集まっていた。國中教授が胸打たれたのは、重ねて彼らが「はやぶさ」の置かれている危機的状況について、分かっていながら何1つ質問をしなかったことだった。

「僕は心が折れそうな思いで、探査機を何とか生き返らそうとしていたので、状況を聞かれるとつらいわけです。でも彼らは何も聞かなかった。普段通りに講習を受けて、黙ったまま解散してくれたんです。本当にありがたかったですね」

同じく久保田教授はいま、「はやぶさ」プロジェクトに費やした歳月の長さを思う。このプロジェクトに彼が参加し始めたのは93年のことだった。帰還までにかかった7年間は彼にとって、その長い歳月の中の一部分に過ぎないという面もあった。

「最初は10人ほどの若手が集まって提案書を作ったのが始まりだったんです」

当時30代だった初期のメンバーは、プロジェクトの終盤には50歳前後になっていた。

その過程で彼らのもとには多くの若手研究者が集まり、育っていった。JAXAの中だけではない。機体の開発に関わった大手・中小メーカーでも同じように、中心的な研究者と若手がお互いにサポートし合いながら仕事を進めてきたという。

いわば長年に渡った「はやぶさ」プロジェクトは、若手への技術継承の現場であり、世代交代の現場でもあり続けたのだった。「世界初」を合言葉に横の連携を行う研究グループの中では、それぞれ世代間の縦方向の継承もまた同時に行われてきた。チームの主要メンバーが懸命に「はやぶさ」を帰還させようとしていた時、その後ろでは多くの若手研究者が彼らの奮闘を目に焼き付けていたのだ。

そうして網の目のように結束したチームが成功に導いた「はやぶさ」プロジェクトは、さらに14年度に打ち上げ予定の「はやぶさ2」プロジェクトへ受け継がれることになっている。

「『はやぶさ2』の立ち上げに関わっていると、それが世代を超えた計画であることを実感するんです」と吉川准教授は気を引き締める。

「いま中学生や高校生である若い世代が、いずれプロジェクトの中心で活躍することになる。最先端の技術革新というものは、そのような様々な連なりを通してしか生み出されないんですね。『はやぶさ』が辿った長い歳月は、そのことの重みを表しているように思うんです」

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宇宙輸送工学研究系教授 國中 均
宇宙輸送工学研究系教授。1988年東京大学大学院工学系研究科博士課程修了、宇宙科学研究所(現JAXA)に着任。専門は電気推進・プラズマ工学でイオンエンジン(写真)を担当。

宇宙情報・エネルギー工学研究系准教授 吉川 真
宇宙情報・エネルギー工学研究系准教授。1989年東京大学大学院理学系研究科博士課程修了。通信総合研究所を経て、98年宇宙科学研究所へ。現在に至る。写真は小惑星イトカワの模型。

宇宙探査工学研究系教授 久保田 孝
宇宙探査工学研究系教授。東京大学大学院工学系研究科博士課程修了。富士通研究所を経て、1993年宇宙科学研究所へ。自律航法誘導制御と探査ロボット「ミネルバ」(写真)を担当。

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(稲泉 連=文 門間新弥=撮影(人物) JAXA=画像提供(はやぶさ))