宇宙からアホウドリを数える

とても魅力的なニュースがありました。

世界の民間地球観測衛星の中でも、解像度31cmという最高クラスの分解能を誇るDigital GrobeのWorldView-3衛星の画像を使って、宇宙からアホウドリの個体を1羽1羽数えようという研究です。

BBCニュースでで見つけたこの調査プロジェクト、いくら高分解能とはいえどうやって個体の数を判別するのか、なぜアホウドリなのか、報告の原文がありましたので読んでみました。

Using super-high resolution satellite imagery to census threatened albatrosses

■誰が調査したの?

英国南極研究所(BAS)の調査チームです。筆頭著者はPeter T. Fretwellさん。BBCのニュースで「調査対象のキタシロアホウドリは翼長が3mもあり、衛星画像で数ピクセル分になるので個体を数えることができる」と解説されていたのはこの方ですね。

■キタシロアホウドリって?

大型の海鳥であるアホウドリの仲間は絶滅危惧種となっている種がいくつもいます。中でも、ニュージーランド南島の東側、チャタム諸島に生息するキタシロアホウドリ(Northern Royal Albatross)は、IUCNレッドリストで「危機」(絶滅危惧ⅠB類)に分類されている大型の種類です。

繁殖地の島は、チャタム諸島の中でもフォーティーフォーズ諸島、ビッグシスター島、リトルシスター島の3つに集中しているといいます。1980年代と1990年代にキタシロアホウドリの住む島に連続して激しい嵐があり、地表の植物などを根こそぎ押し流してしまうことがありました。このため、90年代には卵が孵らずに生息数が大幅に減り、現地調査と航空機調査で確認された繁殖ペアの数は1995年に5200になってしまったといいます。その後、2002年には5800つがいまで回復しました。

■なぜ衛星から数えるの?

地球観測衛星の画像で生物の生息を調査するという試みはそれほど珍しくありません。ただ、ある動物種の生活に欠かせない植物の広がりを調べることで間接的に生息している地域を調べるとか、ペンギンのコロニーを調べることで生息数を推定するとかいった手法が中心のようです。報告によると、直接個体を数えるという試みはホッキョクグマ、アザラシ、ヌー、ミナミセミクジラなど大型の動物で小規模に、試験的に行われたことがあるといいます。なので、ツイートで世界初らしい、といったのは間違い。ただ、超高解像度(VHR)衛星の画像が利用できるようになったことで、宇宙から個体数を数える衛星画像の利用も本格的に始まってきたということなのでしょう。

今回のキタシロアホウドリの個体数観測は、生息数とその傾向を調べるためのもの。WorldView-3の画像を使った手法の正確さなの実証でもあります。比較対象として、同じく大型のワタリアホウドリも観測しています。イギリス領のサウスジョージア島のワタリアホウドリは地上からの観測で巣の数などが継続して確認されているので、衛星画像で数えた結果と比較することでその精度を確かめられるというわけです。

そもそも、キタシロアホウドリは断崖絶壁に囲まれた無人島に繁殖していて、人が容易に近づくことができません。航空機での観測は天候に左右され(雲があると見えないのは衛星画像も同じですが)、かつニュージーランド本島からかなり距離があるためにかなりコストもかかって頻繁な観測が難しいそう。

利用できる衛星画像が進歩した、という事情もあります。2015年、アメリカで商用地球観測画像の解像度が50cm制限から30cmとなり、より高解像度の画像を利用できるようになりました。VHR衛星画像を利用しやすくなったことで、科学的な利用への期待も高まったといいます。中でも、DigitalGlobeの運用するWorldView-3(ボール・エアロスペース製、2014年打ち上げ)は31cm(直下)という商用衛星では最高の超高解像度を誇っています。1平方mあたり、50cm解像度の衛星ならば4ピクセルとなるところ、31cm解像度なら2倍以上の10.4ピクセルに。宇宙から動物を数えられる可能性が飛躍的に高まったといいます。

そしてキタシロアホウドリの繁殖期にあたる2016年の2月にチャタム諸島を撮影した衛星画像と、前年の2015年12月のアーカイブ画像を2009年の地上観測写真と比較することになりました。また、過去の地上観測地には巣の位置と不可能成功/失敗を記録済みだといいます。

■実際のところ、どうだったの?

で、実際に衛星から撮影された画像がこちら。

キタシロアホウドリは白い羽根にところどころ黒い模様が混じった姿をしており、緑や茶色の植物の上では白く目立ちます。身体の大きさは107~135cmほどとのこと。WordView-3の画像を拡大しても、ちゃんと白いピクセルになって写っているんですね! ところどころ、やや大きい白いドットが写っているのは、地上で羽根を広げている(ディスプレイ中または飛ぼうとしている)とのこと。


そして、こちらは2016年2月に撮影されたリトルシスター島(a)とフォーティフォーズ島(b)での営巣地の衛星画像。あ……白い点がいっぱい見える……というだけで、なんだか新時代という感じがします。

ただ、キタシロアホウドリの白い点が多く見えるフォーティーフォーズ島に比べ、リトルシスター島はなんだかまばらに見えます。個体数のまとめ表によると、2009年の航空機観測とくらべるとフォーティーフォーズ島はやや減少、という程度ですがビッグシスター、リトルシスター島での減少が大きいとのこと。1990年代にキタシロアホウドリの環境に大きな影響を与えた島の植物の減少は、フォーティーフォーズ島ではだいぶ回復したものの、ほかの2つの島では回復が遅れているため、キタシロアホウドリの繁殖の成功率にも影響しているのではないかといいます。

今回の観測でキタシロアホウドリの将来が心配されるものの、衛星画像による観測の有効性はかなり高く、ほかの継続的なモニタリングが必要な絶滅危惧種にも応用できそうだと報告書は述べています。応用するとしたら、2ピクセル以上になる身体の大きさが62cm以上で、身体の色が白や黒など周囲とコントラストが高い動物なら行けそうだとのこと。たとえばほかのアホウドリやカツオドリ、ペリカンやハクチョウなどなど。航空機よりも低コストで、人が行くよりも安全な観測手段のオプションが広がる期待ができそうです。

 

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ドナルド・トランプ大統領と火星への道のり

2016年11月9日、アメリカ大統領選挙に共和党のドナルド・トランプ氏が当選し、第45代米大統領となることが決定しました。米大統領戦に勝利するには政党が結束していることが必要だと思っていたので、共和党大物議員が次々と不支持を表明したトランプ候補が当選したことにはとても驚いていますが、選挙結果は選挙結果です。

決まったからには、トランプ新大統領がどのような宇宙政策を主導するのか、その方向性について考えてみたいと思います。

困ったことに、候補者であったときからトランプ氏は宇宙政策についてほとんど具体的な案を示していません。Scientific AmericanSpaceNewsなどいくつかのメディアが大統領選の最中に質問していますが、トランプ氏は抽象的かつ短い回答をしているにとどまっています。例えば有人宇宙政策はどうするのか、NASA予算は拡大なのか縮小なのか、といったことには「現状の問題については答えられない」としています。2020年代に小惑星へ、2030年代に火星へ、という現在の目標に対する回答は「就任後は、宇宙計画について包括的なレビューを行い、議会と共に宇宙ミッションとその優先度を決定する」と答えているのみ。クリントン、トランプ両氏の宇宙政策に関するメディア記事をまとめたForbesの記事によれば、要するにトランプ氏のこうした態度は「宇宙への関心の欠如を示しているのではないか」としています。

とはいえ、大統領に就任するからには、宇宙政策を放置、NASAは勝手にやって、というわけにもいきません。また、「アメリカを再び偉大にする」と打ち出しているからには、世界の宇宙開発を主導していると考えるアメリカの立場を積極的に放棄するということも考えにくいです。「ビジネスマンとして」とコメントしていることからも、産業と科学技術の分野で後退すると受け取られる施策も取りにくいでしょう。ただ、コストとベネフィットを勘案して、最大の効果が上がるようにするとはいっています。

情報や手がかりがない中で予測するのはあまり良いことではないかもしれませんが、あえてこの「関心は特にないが、後退しているようには見られたくない」ということを実現しようとした場合、どんなことをするのか考えてみたいと思います。

そこで考えられるのが、4年の任期終了後に設定されているような大目標には手はつけないが、その道程に計画されていることには手をいれる、という方法。アメリカがいま抱えたり検討している大きな宇宙プログラムには、2030年代の有人火星探査、2020年代の有人小惑星探査、木星の衛星エウロパの無人探査、ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡(JWST)、国際宇宙ステーション(ISS)の2024年までの維持と民間宇宙輸送の推進、などがあります。

この中で、火星有人探査が最大規模の目標であることは間違いないと思いますが、ここには手を付けないのではないかと思うのです。「火星にアメリカ人が一番乗り」はとてもわかりやすい目標ですし、火星をやめてどうするのか、という問題もあります。ここで月をもう一度有人探査の目標にしてしまうと、ルナ計画を再開して月面基地計画を進めるというロシアや中国との競争になってしまうのです。

エウロパの無人探査については、目標にはあえて手を付ける必要もないし、議会と協調して予算を理由に実現を先延ばししてもどちらでもよいというところではないでしょうか。ISECGの国際宇宙探査ロードマップ(もうすぐVer.3が発表されるとのことですがそれにしても)を見ても、木星をターゲットにした大目標をもっている国はアメリカ以外になく、ジュノー(木星)、ニュー・ホライズンズ(冥王星とカイパーベルト天体)の実績を持つアメリカ以外の国が、トランプ大統領の任期中に彗星のように抜き去っていく、ということはちょっと考えにくいからです。

ISSについては、すでに民間へ宇宙輸送を委託するCOTSが始動していることから、産業育成の点からいっても民間移譲の流れでこのまま進めていくと思われます。また、JWSTは完成まで押し詰まっており、予定通りならば任期真ん中の2018年打ち上げです。任期中にハッブル宇宙望遠鏡の後継機として世界最高性能の宇宙望遠鏡打ち上げに立ち会う大統領、という立場を捨てる理由もないでしょう。

と、いうわけで米大統領としてトランプ氏は現在の宇宙政策を拡大路線で進めて行くようにも思われますが、ここで考えたいのが、2030年火星有人探査という目標を実現する、その方法です。つまり、Space Launch System(SLS)とOrion宇宙船の開発です。

SLSは実現すればアポロ宇宙船を打ち上げたサターンVを超える世界最大級のロケットになる予定ですが、予算超過と計画の延期が何度か問題になっています(JWSTもたびたび延期しましたが、こちらは完成間近)。無人モジュールEM-1を搭載した試験機初打ち上げは2018年末に予定されていますが、上段を改良しての実用機の打ち上げは早くとも2021年以降。アメリカで人気の天文学者フィリ・プレイトさんもこの問題を取り上げたことがあり、「一宇宙ファンとしてはSLSはエキサイティングだけれども」としながらもその実現に疑問を呈しています。

ここで、もしもトランプ大統領と議会がSLS計画の見直しを打ち出し、火星有人探査の目標はそのままに、手段をSLS以外のもっと費用対効果の高いものにする、といえば、かならずしも「宇宙(科学)オンチの大統領の暴挙」というよりも、英断と評価される可能性もあると思うのです。

しかも、SLSを推進するNASAの中にも、SLS反対派がいます。現在はNASAを離れていますが、元NASA副長官のロリ・ガーヴァーさんはSLS中止を主張する論者で、元宇宙飛行士であり有人宇宙探査協力推進派のチャールズ・ボールデン現長官とは異なる立場をとっています。

NASA長官は米大統領が任命するので、ここでボールデン長官の後にガーヴァーさんをNASAへ呼び戻すとしたらどうでしょう? もともとガーヴァーさんもオバマ大統領が任命した人ではあるので、応じるかどうかはわかりません。ただ、NASAを率いるだけの実績を持つ人の中にも、SLS中止の側に立つ人はいるわけです。また、アメリカ政府機関の中でも世界的に知名度、人気の高いNASA長官に女性を登用すれば、女性に人気がないともいわれるトランプ氏にとってはひとつの評価点になるかもしれません。

では、SLSをやめて火星はやめないとすれば、どうやって火星へ行くんだという疑問は当然でてきます。ここから先は憶測の上に憶測を重ねるようなことになりますが、COTSで有人輸送技術を手にした後に、火星有人探査を目標としている民間企業がありますね、とは思います。

もう一つ懸念があるとすれば、SLS/Orionでの火星探査の前に、その前段階として予定されている小惑星探査(Asteroid Redirect Mission)ですが、これは大きな後退を余儀なくされるということです。せっかく日本の「はやぶさ2」と同時期に小惑星探査機OSIRS-RExを打ち上げているアメリカがそうなってしまったら残念なのですが、先行きに対するヒントは、まだ見つかりません。

人工衛星が捉えたISILの破壊活動 亜硫酸ガスの広がりは宇宙からどのように“見える”のか

2016年10月、イラクの化学工場火災に伴う亜硫酸ガスの噴出を観測した、Aura衛星のイメージ。Nimbus7やMeteor3などの気象衛星に搭載されたTOMSを継承するオゾン監視装置“OMI”を搭載する。Credit:NASA

2016年10月、イラクの化学工場火災に伴う亜硫酸ガスの噴出を観測した、Aura衛星のイメージ。Nimbus7やMeteor3などの気象衛星に搭載されたTOMSを継承するオゾン監視装置“OMI”を搭載する。Credit:NASA

■2016年、イラクの化学工場火災

10月27日付けのABCニュースによると、イラク北部で人為的に発生した二酸化硫黄(亜硫酸ガス)が広がっており、NASAの運用する人工衛星から被害が観測できる事態になっているとの報道がありました。これは、イラク北部でISILが支配するモスルに近く、硫黄の化学工場があるアル・ミシュラクで発生したもので、ISILの破壊活動によって炎と煙に含まれる二酸化硫黄ガスが付近一帯に広がっているというものです。

モスル奪還に際して、ISILが手段を選ばない破壊活動をしていると伝えられていますが、その痕跡は人工衛星からどのように「見える」のか、またどのような衛星が何のセンサーを使って観測しているのか、整理してみました。

まずは報道による被害状況です。10月23日付けのアルジャジーラの報道によると、モスルの南側、チグリス川沿いのアル・ミシュラク周辺でISILが10月20日ごろに硫黄を原料とした化学薬品を製造する化学工場に放火し、付近に大量の二酸化硫黄のガスが広がっていると伝えています。イラク軍を支援する米軍は、付近のケイヤラに拠点を置いていますが、このケイヤラの病院には翌21日以降に呼吸障害や目の痛みなどを訴えて来院する人が増えており、付近の村では民間人2人が死亡したとイラク軍司令官による発表があり、1000人近くの人が被害を受けているとのことです。

ABCニュース報道では、モスルの南側およそ80kmほどの米軍の拠点では、屋外活動が制限されるレベルの化学物質が観測されており、自主的にガスマスクを着用しているといいます。また、イラク軍とクルド人部隊にはこうした装備が不足しているため、24000個の化学マスク提供を開始したとのことです。

こうした状況について、NASAの地球観測研究部門The Earth Observatoryは、10月22日に観測された衛星画像に見られる二酸化硫黄の噴煙の状況を発表しました。NASAサイトの発表から、観測の経緯を詳しく見てみます。

2016年10月20日、NASAの地球観測衛星Terra(テラ)とAqua(アクア)に搭載された同型の光学センサー“MODIS(モディス)”が、アル・ミシュラク付近で化学工場の火災が置きた際の熱を捉えました。翌日には、白煙が工場から広がり、Aura(オーラ)搭載のオゾン監視装置(OMI)とNASA/NOAA共同運用の気象衛星Suomi NPP搭載のオゾン観測装置(OMP)が観測したところ、二酸化硫黄のガスがイラク北部から中部に広がっていることがわかりました。二酸化硫黄はすぐに対流圏の最下層である惑星境界層(地上から高度1~2km程度)に広がり、風に乗ってさらに広がっているといいます。
観測にあたったミシガン工科大学のサイモン・カーン博士によると、相当な量の二酸化硫黄が対流圏の下層に広がっていると考えられるとしています。

[1]10月24日観測の二酸化硫黄観測結果を地図に重ねたもの。Credit:NASA

[1]10月24日観測の二酸化硫黄観測結果を地図に重ねたもの。Credit:NASA

NASAが発表した2点の画像の内、[1]は10月24日にOMPが観測した噴煙の広がりを地図に重ね合わせたもの。[2]は10月22日MODISセンサーが撮影した光学画像で、硫酸塩のエアロゾルが光を反射するため、白っぽく見えるものです。二酸化硫黄の噴出量は相当なものと見られ、カーン博士は「仮にこの二酸化硫黄が火山の噴火で噴出したものだと考えると、2016年最大の噴火が起きたことになる」とツイートしています。

[2]2016年11月22日撮影、MODISセンサーによるアル・ミシュラクの火災。上の白い噴煙が硫黄の工場からのもの。Credit:NASA

[2]2016年11月22日撮影、MODISセンサーによるアル・ミシュラクの火災。上の白い噴煙が硫黄の工場からのもの。Credit:NASA

このように、火災と二酸化硫黄の状況が衛星を観測した事例は、実はこれが初めてではありません。どころか、13年前にほぼ同じ状況で、同じ化学工場の火災を人工衛星から観測した事実があり、これが今回の発表につながっているのです。

■2003年、人工衛星から見えた亜硫酸ガス

2003年6月、同じアル・ミシュラクの化学工場で1カ月近くにわたって国営化学工場での火災が続いた事件がありました。総量で600キロトンにもおよぶ二酸化硫黄が大気中に放出され、人為的な二酸化硫黄源としては史上最大級となっているのです。

人工衛星(Nimbus7やMeteor3などの気象衛星)に搭載されたオゾン全量分光計TOMSは、1980年代から大気中の二酸化硫黄を観測してきた実績があります。オゾン層を観測するためのTOMSがなぜ二酸化硫黄を観測できるのかというと、二酸化硫黄を含んだ気体は、TOMSがオゾン量を測定するために使っているのと同じ波長の紫外光を吸収するからです。。ちなみに、同型のセンサーは日本の地球観測プラットフォーム技術衛星「みどり(ADEOS)」にも搭載されていました。

とはいえ、通常は二酸化硫黄は成層圏や対流圏の上層で観測されることが多く、火山性でない二酸化硫黄の放出を捉えたことはあまりありませんでした。人為的な放出で最大級のものは、ロシアのノリリスクにあるニッケル鉱山からの放出で、冬期の地上が雪で覆われて反射率が高まった時期に、十分な紫外線があれば観測できる、というものでした。

ところが2003年の6月24日以降、アル・ミシュラクの硫黄を精製する国営化学工場が放火され(燃え始めたのは6月25日とされています)、1カ月近くにわたる火災で硫酸や硫酸アルミニウムの原料となる推定5億トンもの硫黄が燃える事件がありました。火災の炎は、当時打ち上げから間もないTerraとAquaのMODISセンサーから捉えられ、続いてTOMSセンサーを搭載したEarth Probe(アース・プローブ)衛星が二酸化硫黄の観測を開始しました。約20日間にわたる観測の結果、二酸化硫黄はイラク国内からシリア、イラン、トルコ、アゼルバイジャン、カスピ海南岸にまで広がったことが確認されています。6月末には、化学工場から1350km離れたペルシャ湾の南岸にまで二酸化硫黄が到達しました。

火災と煙による環境と健康への影響は周辺100平方kmに広がり、モスル上空にも到達したといいます。付近の村では、火災直後に52ppm二酸化硫黄を吸って2名が死亡したとの報告もあります。二酸化硫黄濃度が人体に及ぼす影響は「50~100ppm」が「短時間(30分~1時間)耐え得る限度」とのことですから(横浜市の環境創造局の資料による)、すぐに避難できない状況下での52ppmという数値はとても危険なレベルだということになります。

この2003年の火災のとき、衛星による二酸化硫黄観測を開始したのが、先にコメントを紹介したサイモン・カーン博士らのチームです。このときもTerraとAauaのMODISセンサーがまず火災の炎を捉えました。このとき、EP衛星に搭載されたオゾン観測装置EP TOMSがイラク上空を通過するのは、UTCの7:00~8:00(現地時間では11:00~12:00)でした。6月25日から7月15日にかけて18日間の観測が行われました。

これまで、火山から二酸化硫黄を観測してきた際の経験からすると、太陽天頂角が低いときのエラーの度合いは10~22%ほどで、二酸化硫黄を含んだ硫黄エアロゾルを光が通過するときの光学的深さが中程度だとすると、どちらかというと二酸化硫黄の量を多く見積もる方にエラーがおきるといいます。また、地表の反射率が高い場合はエアロゾルの量を判定する衛星のセンサーは敏感に働くようになるといいますが、よく晴れたイラクの砂漠の環境では、反射率はそれほど高くありません。また、火山から放出された二酸化硫黄は高度3~4km程度から上昇を開始するのが通常ですが、今回は殆どが7kmより下方にあり、7月1日には10~15kmに達することがあったといいます。このことから、通常はEP TOMSがこんなに地表に近い層での二酸化硫黄を観測することはほとんどなく、今回の推定の二酸化硫黄の量は、かなり少ない見積もりなのではないかというのです。

この説明はそのままでは飲み込みにくいので、整理してみましょう。二酸化硫黄が観測しやすい条件は火山の噴火、または冬場のシベリアの鉱山ということでした。また、二酸化硫黄は、ある波長の紫外線を吸収することから衛星のオゾン観測装置で観測できるのでしたね。

【観測しやすい条件】
・冬期のシベリア:太陽天頂角が低い(光がななめに差し込む)→紫外線が大気を通過する距離が長くなる→紫外線が多く二酸化硫黄に吸収される
・冬期のシベリア:地表の反射率が高い→衛星のセンサーがよりたくさんの情報を集められる
・火山:二酸化硫黄が放出されるスタート地点が3~4kmなので、到達する高度が高い→衛星から見えやすい

といった要素があるのだと思います。これに比べてイラクは中緯度帯に位置し、しかも夏場です。衛星が上空を通過する時間帯も昼ごろの太陽が天頂に近い時間帯で、紫外線が大気を通過する距離はシベリアより短くなります。また、砂漠は反射率が低くて捉えにくい。かつ、山の上ではない地上からの二酸化硫黄噴出、とこれまでの観測例の反対をいくような観測しにくい条件が揃っています。にもかかわらず、観測できているということから、「これは相当量が放出された」と考えてよい、ということなのではないでしょうか。

化学工場の火災が増加する二酸化硫黄源だとすると、1日当たりの放出量は活発な火山の噴火に相当するといいます。28日間の累計の二酸化硫黄放出量は600キロトンと考えられ、エラーを考慮しても464~655キロトンの範囲で、1日あたりの量は21キロトンになります。EP TOMSによる二酸化硫黄の推定放出量とMODISによる熱赤外のデータを重ねたグラフを観ると、7月7~8日ごろまで大きかった放出量はその後減り始めています。これは、地上での消火活動が進んで7月8日ごろにはある程度まで鎮火してきた、という当時の報告と一致します。さらに後になって、事態がほぼ終息したころには、TOMSでの検出も限界に近づいています。

こうした13年前の経験があって、今回のアル・ミシュラクの化学工場火災でも、新たに衛星が二酸化硫黄の観測を行うことができたのだと思われます。地球の環境を調べるためにオゾンを観測する人工衛星が、同じセンサーを使って人災を観測し、被害を減らす方向に活躍できているとすれば、科学技術が設計当初とは違う目的ではあるけれども役立っているわけで、「あってよかったでしょう」と言いたい気持ちはあります。ただ、13年前と同じ場所、同じ工場で同じ放火による被害が起きているわけで、どうみても、「硫黄の工場に放火すると大きな被害が起きる」ことをISILが過去の経験から悪い方に学んでやっているわけですよね。火山の噴火のように、人為的にはコントロールできない大きな地球の活動に際して行うのであればともかく、今回の件に関しては、観測しているNASA、ミシガン工科大学をはじめとする科学者の方々も、内心手放しで喜べないと感じているのではないかと思わずにはいられません。

MASCOT/はやぶさ 2とフィラエ/ロゼッタはどう違うの?

DLRよりトラミ・ホーさん(左)とJAXA 宇宙科学研究所の吉川真先生

DLRよりトラミ・ホーさん(左)とJAXA 宇宙科学研究所の吉川真先生

8月31日、JAXA 相模原キャンパス(宇宙科学研究所)にて「はやぶさ2」のフライトモデルが報道関係者に公開されました。私も参加してレポートをかきました。

早ければ12月に宇宙へ!『はやぶさ2』フライトモデルの機体公開(週刊アスキーPLUS)

「はやぶさ2」のミッション内容が詳しく紹介された中で、今回は欧州・ドイツ航空宇宙センター(DLR)とフランス国立宇宙研究センター(CNES)よりランダー「MASCOT」についても紹介がありました。わずか10kgのボディの中に4つの観測機器、ミッション機器の重量比が3割(これはすごいことなのだそうです)もあるというMASCOT。はやぶさ 2から小惑星 1999 JU3の表面に投下され、広角カメラや近赤外分光器での観測を行います。

MASCOTには、欧州挙げてこの11月に挑む彗星着陸探査「Rosetta」の着陸機「Philae」といくつもの共通点があります。Philaeの開発の中心がDLRだという点もそうですが、Philaeに関わった研究者で、MASCOTを共通して担当している人もいるということです。

彗星と小惑星の違いはあっても、同じ太陽系の小天体に着陸して探査を行うPhilaeとMASCOT。いずれ、67P/ チュリュモフ・ゲラシメンコ彗星(Rosettaの目的地)と1999 JU3(はやぶさ2の目的地を比較した成果が出てくるかもしれない、と今から勝手に楽しみにしています。

MASCOT/はやぶさ 2の公開に際して、欧州からDLRよりトラミ・ホーさん、CNESよりミュリエル・ドゥルーズさん、両プロジェクトリーダーが来日されました。この機会に、ふたつのランダーの違いと共通点は? とうかがってみました。

CNESよりミュリエル・ドゥルーズさん

CNESよりミュリエル・ドゥルーズさん

-フィラエとマスコット、両者の違いと共通点はどんなところでしょうか?

トラミ・ホーさんより;
「MASCOTは、フィラエの10分の1の大きさで、フィラエが100kgあるのに対し、MASCOTは10kgしかありません。フィラエが彗星に着陸する際には、アクティブランディングを行います。”アクティブ”とは、小惑星や彗星の表面に着陸する際にGNC(誘導・航法・制御システム)を使用するということです。MASCOTの場合は、はやぶさ 2から切り離された後は、落下するだけになります。わずか100mの高さから落下し、ひっくり返ります。カメラやMicrOmegaなどの観測機器が下を向いていたとしても、姿勢が上向きか下向きか決めることはできません。そこで、MASCOTの間違った方が下を向いてしまった場合には、ひっくり返って、機器は下を向くというわけです。フィラエの場合、脚を持っており彗星ではその上に着陸しますから、すぐに活動を開始することができます」

「フィラエは太陽電池を持っており、長時間活動することができます。MASCOTは一次電池だけですから、活動時間は16時間です」

「サイエンスの観点からいえば、フィラエとMASCOTにはいくつもの共通の機器があります。MASCOTのMicrOmegaは鉱物学の調査を行うもので、似ているものとしてフィラエのCIVA、これも彗星の鉱物学の調査をおこないます。どちらの機器も(彗星や小惑星の)表面の性質を調査するものですが、フィラエが10の観測機器を持っているのに対し、MASCOTは4つ。サイズがとても小さいのです。MASCOTはホップできますが、フィラエは直立したまま、片側に観測機器がついています」

ということで、想像以上に兄弟のような関係なのですね。それでは、MASCOTと、そしてまずはPhilaeの活躍を祈ります。

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※インタビュー書き起こし

-Would you tell me compare and comparison between Philae and MASCOT?

MASCOT weight 10 times smaller than Philae. Philae has 100 kg and MASCOT has only 10kg.When Philae is landing on the comet, it will do active landing. “Active”, it has got GNC to land asteroid surface and comet surface. As MASCOT will be separate from Hayabusa 2, but it will fall. So it falls from altitude only 100 m fall downs. And it will just tumbles down, it will not determine attitude, it be raised up or down, because you have got instruments like camera, which has looked down in MicrOmega, So MASCOT have wrong side, the MASCOT will flip, so instruments will see down. As Philae has got legs, Philae come down on the legs on the comet, and it can operate immediately. Philae has solar panels, it will survive very long. MASCOT has only primary batteries, will survive only 16 hours. And then from a scientific point of view, a lot of instruments which are similar on Philae and MASCOT like you have MicrOmega is determined of mineralogy. Similar to, for example, CIVA on Philae, which is also determine of mineralogy of the comet. Also the property of surface investigated by both, but Philae is carrying about 10 instruments, and MASCOT only 4. So size is small. MASCOT can hop, but Philae is stand, only investigate one side.

※GNC:Guidance, Navigation & Control system

音声からの書き起こしですので、文章にあいまいなところもあるかと思いますがご容赦ください。

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エクアドル超小型衛星、驚異の兄弟衛星コンステレーションで機能回復と発表 [仮訳]

昨年5月、打ち上げ直後のエクアドルの超小型衛星がスペースデブリと衝突し、通信できなくなるという事件がありました。

エクアドル初の超小型衛星NEE-01 旧ソ連ロケット由来のスペースデブリと衝突事故

エクアドル宇宙庁EXA衛星復旧計画発表(仮訳) [5月28日付]

など。

その後、復旧計画がうまくいかなかったとのことで、昨年8月にNEE-01の運用終了、11月にはドニエプルロケットで2号機NEE-02 クリューサーオールの打ち上げが行われたとのこと。ペガソについてはもうあきらめられたものと思っていたのです。
それが、本日付のEXA エクアドル宇宙機関の発表では、ペガソとの通信を回復するため、クリューサーオールが通信を中継するオペレーションを行い、成功したとのニュースが。
アンテナが明後日の方を向いてしまったペガソですが、中継によって音声の一部が受信できたとのこと。今後は映像の送信機能も回復させ、情報を取得してデブリ衝突事故の詳細解明にあたるとのこと。もしも衝突事故周辺の映像が残っていたらすごいことですが、どうなることか続報を見守りたいと思います。
EXAは、クリューサーオール経由でペガソと通信が回復した瞬間のオペレーション映像も公開しています。

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EXA、NEE-02″クリューサーオール”によってNEE-01″ペガソ”を修復

2014年1月27日 グアヤキル
エクアドル宇宙機関 EXAは、NEE-02″クリューサーオール”の軌道上中継によって、NEE-01″ペガソ”の機能を部分的に取り戻したと発表しまた。

SEN-02″クリューサーオール”が、1月25日にサンボロドン・ECU911の宇宙飛行コントロールセンター(CCVE)からオペレーションを行っている間、NEE-02に搭載されたPERSEOモジュールが10時5分に起動し、10時5分50秒にNEE-01 ペガソの音声の一部を中継しCCVEで受信しました。すべての機能は予定通り起動し、中継オペレーションは成功です。大統領はすみやかに国営TV中継に直接に知らせを送りました。

NEE-01 ペガソは、軌道上の物体SCC-15890と側面衝突を起こして以来、地球上からEXAが信号を送って機能回復を試みたものの失敗。その後の数か月後の2013年8月に、運用停止を宣言していました。

この数カ月、EXAの宇宙運用チームはNEE-01の弱い信号の幾何学面を分析し、11月21日にロシアから打ち上げられたNEE-02 クリューサーオールのマイクロ中継器を配置する代替案を策定しました。衛星とPERSEO 中継モジュールの幾何学面を利用する設計とミッションは完全に秘密裏にされてきました。

私たちが情報を入手してから、ナノ衛星の運用におけるこうしたタイプのオペレーションは初めてのことです。

EXAは、NEE-01の動画伝送機能の一部を回復するため活動を継続します。また、NEE-01とNEE-02が構成する衛星コンステレーションを、昨年5月に起きた特定事象の調査とこうした事象の一般的性質の調査を拡充するために割り当て、世界の科学コミュニティの利益となるよう報告書を発表する予定です。

EXAは、プロジェクト成功を手助けしてくれたMinistry of Inteligence(SENAIN)とMinistry of Security Coordinator (MICS)、わけても大統領の力強い支援、プログラム初期に協力してくれたエクアドルの人々の支援を高く評価します。

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※例によって、スペイン語プレスリリース→英語→仮訳としています。

おはようロゼッタ 冬眠開け通信成功!

日本時間2014年1月21日午前3時18分、ESAの彗星探査機ロゼッタからの冬眠開け通信が届きました。

ESOC中継をずっと見ていました。予定では午前2時に探査機は通信を始めるはず。午前2時30分に通信ウィンドウが開いて、電波が届くのに45分。予定では2時45分以降に探査機の第一声が聞かれるはずなのです。

なかなか表れない……。通信を担当しているのはNADAのDSNで、ゴールドストーン局からのモニターにピコーンと波形が立つはず。ツイッターで「音声がないようですが」との質問があったくらい、ESOCのみなさんはずっと息をひそめてモニターを見守っておられました。

最初のウィンドウ開始から48分、心配になってきたころ画面から歓声と拍手が。ロゼッタ運用マネージャのAndrea Accomazzoさんがガッツポーズをしていて、やった! という感じ。こういう時の様子に国の違いはあまりなくて、「うちの子がやったよ!」感にあふれていたように思います。

探査機のミッションをリアルタイムで見守って、達成を分かち合う機会というのはそうしょっちゅうある機会ではありません。見ていてよかった。楽しかった。

おめでとう、ロゼッタ冬眠からお目覚め。彗星到着、そして初の彗星探査もきっと見守ります!

ロゼッタからの通信が届いた瞬間。

ロゼッタからの通信が届いた瞬間。

エドウィン・ハッブルと猫のコペルニクス

 

ハンティントン・ライブラリー収蔵。1953年撮影の天球儀とエドウィン・ハッブル、猫のコペルニクス

 

1年ほど前のことです。ディスカバリーチャンネルの番組「科学は歴史をどう変えてきたか:宇宙」を観ていましたら、ハッブル宇宙望遠鏡(HST)にその名を残す天文学者エドウィン・ハッブルが紹介されました。天球儀を前にしたハッブル晩年の写真です。しかし……膝の上に天球儀より目をひくものが。ぽっかり浮かぶ目が見えて、明らかに黒猫を抱いています。

「クロネコだっこしてる!」

ハッブルが猫好きだとはついぞ知りませんでした。

探してみると、写真はハッブルの論文や遺筆を収蔵したハンティントンライブラリーに収蔵されているものです。ハンティントン・ライブラリーblogの「ハッブルとコペルニクス」によると猫の名前はニコラス・コペルニクスといい、もちろん天文学者からつけられた名前だそう。記事ではThe part-Persian leviathanということなのでペルシャの血が入っていて、わりとやりたい放題していたようです。

ハッブルは、歳とってから飼いはじめたコペルニクスを奥さんともどもとても可愛がっていたそう。「すべての猫には専用ドアがなくてはならぬ」と主張して専用ドアを用意してやり、パイプクリーナーで遊び(モール状のブラシでじゃらしてやったわけですね)、書き物をしているハッブルの机の上にコペルニクスが長々と寝そべっても「手伝ってくれてるんだよ」と目を細めていたとか。

コペルニクスはわりとワイルドな猫でトカゲやら鳥やらネズミやらをせっせと捕ってはハッブルにプレゼントしていたとか。「天文学者と同じで、夜中のランチが好きなのです」とハッブル夫人グレースさんは書き残しているそうです。お客さんがあまり好きではなかったようで、「マクベス」を読みに訪れたオルダス・ハクスリーが爪の犠牲になったと……大丈夫でしょうか。しかしエドウィン・ハッブルとオルダス・ハクスリーには親交があったのですね。

ハッブルはかなり歳をとってから猫を飼い始め、コペルニクスより先に亡くなっています。窓際の席でずっと帰りを待っていたコペルニクスは、それから9年後のクリスマスイブまで生きていたということです。