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DESTINY+ / PLANNED MISSION計画中

深宇宙探査技術実証機「DESTINY+」の計画

DESTINY+(デスティニー・プラス)は、JAXA宇宙科学研究所が開発している探査機です。イオンエンジンで深宇宙を飛ぶ技術と、天体のそばを高速で通り抜けながら撮影する技術を確かめ、ふたご座流星群のもとになっている小惑星ファエトンを調べます。2028年度にH3ロケットで、欧州と日本のアポフィス探査機RAMSES(ラムセス)と一緒に打ち上げる予定です。まだ飛んでいないので、この記事では発表されている計画と、それをもとに計算した「予定の航路」を紹介します。

打ち上げ 2028年度(予定) ロケット H3(RAMSESと相乗り) 質量 約500 kg 目的地 ファエトン(2030年度)

予定の航路

PLANNED ROUTE

太陽を上から見た図です。赤い線がDESTINY+の予定の航路、点線は地球・アポフィス・ファエトンの軌道です。発表されているのは「2028年度に打ち上げ」「2029年2月にアポフィス」「2030年度にファエトン」という時期までなので、日付と航路は計算で決めた推定です。計算では、1年後に地球へ戻ってきてスウィングバイで向きを変え、太陽をもう1周してファエトンとすれ違います。

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DESTINY+の予定の航路(計算)
日付と航路は計算による推定 · 天体の位置は JPL Horizons

ふたご座流星群のもと、ファエトン

TARGET

毎年12月14日ごろに見ごろになるふたご座流星群は、小惑星ファエトンがまき散らしたちりの粒が、地球の大気に飛び込んで光るものと考えられています。流星群のもとはふつう彗星ですが、ファエトンは見た目は小惑星です。太陽の半径の約30倍(約2100万km)まで太陽に近づき、そのころに少し明るくなって小さな尾が見えたこともあります。どのようにちりを出しているのかを、そばを通り抜けながら撮影し、ちりを直接受け止めて調べるのがDESTINY+の科学の目的です。

約500km ファエトン(直径 約5〜6km) この縮尺では点の大きさ DESTINY+ 10秒ごとの位置 → 秒速約36km 500km 最接近のころ、カメラは 1秒に約4度ずつ向きを変える
縮尺どおりの図です。最接近の距離は以前の計画の値(約500km)で、今の計画の値は発表されていません。前後1000kmを通り過ぎるのに1分かかりません。
項目値
大きさ直径 約5〜6km(約6.1×4.4km)
軌道太陽から0.14〜2.40AU、1.43年(約524日)で1周。地球の軌道を横切る
種類炭素を多く含む、青っぽい色の小惑星(B型)
流星群ふたご座流星群のもと。仲間とみられる小惑星 2005 UD もある
予定のすれ違い2030年度、相対速度 秒速約36km(計算では2030年11月12日、秒速35.9km)
そのときの場所太陽から約1.0AU、地球から約0.56AU(計算)。地球が毎年12月14日ごろに通る場所から約480万km
秒速36km東京から大阪まで約12秒。はやぶさ2#がトリフネとすれ違った速さ(秒速約5km)の約7倍
0.14AUファエトンが太陽に最も近づく距離。水星の軌道の半分より内側
約1分前後1000kmの範囲を通り過ぎる時間。その間に追尾して撮り続ける

アポフィスとRAMSES

APOPHIS

アポフィスは直径約340mの小惑星で、2029年4月13日(日本時間14日の朝)に、静止衛星より内側の地表から約3万2000kmを通ります。これほど大きな小惑星がここまで近づくのはまれなことで、地球の引力で回り方や表面のようすが変わるかもしれません。欧州のESAと日本が作るRAMSESは、2026年11月に二重小惑星ディディモスへ着くHeraの設計を受け継いだ探査機で、DESTINY+と同じロケットで出発し、アポフィスに寄り添ってこの瞬間を間近で見届けます。DESTINY+は2〜3週間先に、アポフィスのそばを通り抜けながら撮影する予定です。

地表から約3.2万km 地球 静止衛星の高さ(地表から約3.6万km) アポフィス 秒速7.4km(地球に対して) 月はこの図の約9倍遠く 1万km
縮尺どおりの模式図です。道筋の曲がり方は形だけ示しています。
項目値
大きさ直径 約340m(約450×170mの細長い形)、約11日で1回転
地球への最接近2029年4月14日 6時46分(日本時間)、地球の中心から38,011km(JPL Horizons で計算)
最接近の後地球の引力で軌道が変わる(1年弱で1周 → 約1.16年で1周)。図の「2029年4月より前の軌道」ボタンで比べられる
RAMSESESAが作り、日本が太陽電池パドルと熱赤外カメラ、打ち上げを担当。2029年2月に到着し、最接近の前後を観測
DESTINY+2029年2月にフライバイ(RAMSESの到着の2〜3週間前、計算では2月2日・秒速1.6km)。ファエトンへの予行演習も兼ねる

計画の変わり方

HISTORY

DESTINY+は、もとは小型のイプシロンロケットで2024年度に打ち上げる計画でした。ロケットの事故が続いて打ち上げがH3に変わり、それに合わせて飛び方も大きく変わりました。

項目以前の計画今の計画
ロケットイプシロンS(+キックステージ)H3(24形態)、RAMSESと相乗り
打ち上げ2024年度 → 2025年度2028年度
地球からの出方地球を回る軌道に入り、イオンエンジンで時間をかけて高度を上げ、月スウィングバイで地球を離れるロケットで直接、太陽を回る軌道へ
寄る天体ファエトン(2005 UD も候補)アポフィス → ファエトン → その後も毎年1つずつ小天体(2024 YR4 も検討)
技術の目標らせん状の軌道上昇、月スウィングバイ、フライバイ地球スウィングバイを使って、約1年ごとに次々と小天体をフライバイ
  1. イプシロンロケット6号機の打ち上げ失敗

    イプシロンを改良したイプシロンSの開発に影響しました。

  2. イプシロンSの第2段モーターの試験で爆発

    能代ロケット実験場の真空燃焼試験棟が焼けて使えなくなり、DESTINY+の打ち上げは2025年度に変わりました。

  3. 種子島での試験で再び爆発

    第2段モーターの地上燃焼試験で、ふたたび爆発が起きました。

  4. H3ロケットへ、2028年度へ

    イプシロンSの計画に合わせると2027年1月までに打ち上げる必要があり、間に合わないため、ロケットをH3に変えて2028年度の打ち上げとしました。ファエトンに着く時期(2030年度)は変わりません。

  5. 計画変更の審査

    H3でRAMSESと相乗りし、惑星間軌道へ直接投入する形になりました。らせん状の軌道上昇をやめたかわりに、いくつもの天体を次々とフライバイすることを目標に加えました。

  6. ESAとJAXAがRAMSESの協力の取り決めに署名

    惑星防衛(地球に近づく小天体への備え)の協力の覚書とあわせて署名しました。RAMSESとDESTINY+の同時打ち上げに向けて開発が進んでいます。

確かめる技術

TECHNOLOGY
01

イオンエンジンで深宇宙を飛ぶ

はやぶさ・はやぶさ2と同じ系統の「μ10(ミューテン)」イオンエンジンを4台積み、合わせて秒速4km分の速度の変化を生み出します。小さな力で長い時間加速し続けて、軌道を少しずつ思いどおりに変えます。

02

地球スウィングバイで次々と

太陽を約1年で回る軌道は、1年後にまた地球のそばへ戻ってきます。そのたびに地球の重力で向きを変えれば、少ない燃料で別の小天体へ向かえます。この記事の計算でも、イオンエンジンでの調整は合計秒速0.07kmほどで、アポフィスからファエトンへつながりました。

03

高速フライバイで撮り続ける

秒速36kmですれ違う天体を見失わないよう、鏡を動かして天体を追いかける望遠カメラ(TCAP)で撮影します。最接近のころは、カメラの向きを1秒に約4度ずつ変え続ける必要があります。

同じように小天体のそばを高速で通り抜けたのが、はやぶさ2#のトリフネのフライバイです。超小型探査機のPROCYONも、地球スウィングバイで小惑星へ向かう計画でした。

この記事の計算

METHOD
計算のしかた
太陽の重力だけで飛ぶとして、区間ごとに2点を結ぶ軌道(ランベール解)でつなぎました。アポフィスとファエトンの位置はJPL Horizons(2026年10月25日に取得)の値、地球の位置はAstronomy Engine。 JAXAの実際の航路とは違う可能性があります
打ち上げ
2028年5月10日0時(世界時)と仮定しました。RAMSESの打ち上げ時期(2028年4月中旬〜5月中旬)の中です。 地球を離れる速さは秒速3.61km。同じ日に出発して2029年2月中旬にアポフィスに着く軌道(RAMSESに相当)も、ほぼ同じ速さ(秒速3.5km)でした
アポフィス
2029年2月2日に通過(相対速度 秒速1.58km)。 発表の「RAMSESの到着の2〜3週間前」に合わせて、2月下旬までの範囲で調整の少ない日を選んだ。通過の距離は発表されていないので描いていない
地球スウィングバイ
2029年5月12日、地表から約4万2000kmを通過(計算)。 地球に対する速さ 秒速3.57km、向きを46度曲げる
ファエトン
2030年11月12日に通過、相対速度 秒速35.9km(発表「約36km/s」)。 アポフィスの後の調整は合計秒速0.07km。スウィングバイの後に太陽を1周する解
アポフィスの軌道
2029年4月13日の最接近の前と後で、JPL Horizons の値から別々に計算しました。

諸元

SPECIFICATIONS
名称
深宇宙探査技術実証機 DESTINY+(デスティニー・プラス) Demonstration and Experiment of Space Technology for INterplanetary voYage with Phaethon fLyby and dUst Science の略
開発
JAXA宇宙科学研究所 望遠カメラは千葉工業大学 惑星探査研究センター、ダストアナライザはドイツ(DLR・シュツットガルト大学)
打ち上げ
2028年度(予定) 種子島宇宙センター、H3ロケット(24形態)、RAMSESと相乗り
質量
約500kg(推進剤を含む)
推進
μ10イオンエンジン 4台 速度の変化 秒速4km分、最大推力40mN、比推力3000秒
電源
太陽電池パドル(設計寿命の終わりで2100W以上)
観測装置
追尾望遠カメラ TCAP、マルチバンドカメラ MCAP、ダストアナライザ DDA
設計寿命
6.2年

出典

SOURCES

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