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惑星探査の歴史に大きな一歩!金星探査機「あかつき」を支える最先端テクノロジー

金星探査機「あかつき」が金星の周回軌道投入に成功

(C) 宇宙航空研究開発機構(JAXA)

日本時間の2015年12月7日 9時20分、金星探査機「あかつき」(PLANET-C)は、金星に近づきながら減速制御を行い、日本の惑星探査史上初めて金星の周回軌道投入に成功しました。

「あかつき」は、火星探査機「のぞみ」(PLANET-B)に続く日本による惑星探査機で、金星の大気の謎を解明することが大きな目的です。金星は、その大きさや太陽からの距離が地球と似ていることから、地球の「兄弟星」と呼ばれています。その金星を探査することで、地球の誕生や気候変動を解明する手がかりを得ようというのが「あかつき」の主なミッションです。

2010年5月に種子島宇宙センターから打ち上げられた「あかつき」は、実は一度、金星の周回軌道への投入にチャレンジしましたが、メインエンジンの故障により、軌道に入ることができなかったという経緯があります。その後、太陽を周回しながら、姿勢制御用の小型エンジンを使って少しずつ軌道を修正し、このたび金星の周回軌道に入ることに成功しました。

「軌道決定システム」など3つの役割を富士通が担当

「あかつき」のミッションには、宇宙航空研究開発機構(JAXA)をはじめ、多くの日本企業が関わっています。富士通は、「軌道決定システム」「軌道制御のリアルタイムモニタシステム」「衛星との通信のための地上データ伝送システム」の3つの重要な役割を担当しています。

「軌道決定システム」は、探査機がどこを飛んでいるのか、その位置と速度を推定するための地上データ処理システムです。この結果に基づいて探査機の飛行計画が決定されるという大変重要な役割です。富士通は、打ち上げ前の検討から金星周回軌道運用に至るまで、ミッションの遂行に必要不可欠な軌道データを提供するためのシステム開発/構築と運用を行っています。JAXAでは、このシステムに基づき、軌道決定運用の自動化は敢えて行わずに、探査機とアンテナが通信した結果得られるデータを日々丁寧に確認しながら、データ処理を行っています。

「軌道制御のリアルタイムモニタ(マヌーバモニタ・注1)システム」は、軌道制御時の探査機の速度変化をリアルタイムでモニタリングし、情報を提供するものです。「あかつき」の金星周回軌道投入においては、このマヌーバモニタの結果に基づいて、追加の軌道制御を実施すべきかどうかの判断がなされています。

「地上データ伝送システム」は、「あかつき」と宇宙科学研究所の衛星管制センターとの通信を行うための地上局との間を結ぶ地上データ伝送システムです。富士通は、神奈川県相模原の衛星管制センターと、鹿児島県の内之浦宇宙空間観測所及び長野県の臼田宇宙空間観測所の間のデータ伝送システムの開発と運用を担当しました。

(注1)軌道修正作業において、2-way ドップラー(地球-衛星間を往復した信号の周波数のずれ)の予想値と瞬時計測値の差を実時間で表示する表示装置。微弱な加速量を高い精度で計測処理することが可能。

あかつき、はやぶさ2、水星探査機…最先端の宇宙科学をICTで支える

「あかつき」が金星の雲の下の大気や地表の様子を観測することによって、地球の誕生や気候変動など、数々の謎の解明につなげることが期待されます。また、これまで確証のつかめなかった金星での雷の放電現象や、火山活動の有無等を調査することもミッションに含まれています。

富士通は、日本の宇宙開発の黎明期から現在に至るまで、月惑星探査機ミッションにおいて軌道決定システムの開発・運用に携わってきた実績があります。今後も「あかつき」だけにとどまらず、先日、地球スイングバイを成功させた「はやぶさ2」、現在計画中の水星探査プロジェクト「BepiColombo(ベピコロンボ)」など、先端宇宙科学をICTの力でサポートしていきます。

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