さきがけ・すいせいの旅路

太陽を上から見た図です。2機は地球とほぼ同じ面を、地球と同じ向きに太陽を回ります。ハレー彗星は、この面に対して約18°傾いた軌道を逆向きに回っていて、1986年2月9日に太陽に最も近づきました。その1か月後、太陽に近い側から帰っていく彗星と、2機はほぼ正面からすれ違いました。白い線がハレー彗星、赤がすいせい、黄色がさきがけです。

ハレー彗星に近づいた6機の、核からの最接近距離を比べた図です。ヨーロッパのジオットは核から約600kmまで飛び込んで核の写真を撮り、ソ連のベガ1号・2号は約8,000〜9,000kmを通りました。日本の2機は、彗星のまわりに広がる水素の雲や、彗星と太陽風がぶつかるところを、遠くから調べる役目でした。4つの宇宙機関は「IACG」という会議をつくって観測の計画を分担し、ベガが測った核の位置で、ジオットの狙いを絞り込みました(パスファインダー計画)。

1. 1985年1月8日 4時26分

   さきがけ打ち上げ

   鹿児島県の内之浦から、新しいM-3SIIロケットの1号機で打ち上げられました。地球の重力を振り切って太陽を回る軌道に入った、日本で最初の探査機です。名前の通り、ロケットと探査機の試験も兼ねた「先駆け」でした。1月10日と2月14日に軌道を修正し、2月には磁場を測るための長さ2mのブームとアンテナを伸ばしました。

2. 1985年8月19日 8時33分

   すいせい打ち上げ

   M-3SIIロケット2号機で打ち上げられました。同じ日、管制は東京・駒場から長野県・臼田の64mアンテナへ移りました。太陽のまわりを約282日で回る軌道で、ハレー彗星との待ち合わせ場所へ向かいます。

3. 1985年11月14日〜

   水素の雲を撮る

   すいせいは、紫外線のカメラで、彗星の核から出た水が分解してできる水素の雲(水素コロナ)を撮り始めました。雲の明るさが2.2日ごとに変わることや、12月16日の大きな増光をとらえました。同じ日に軌道修正も行い、最接近の距離を21万kmから15万kmに近づけています。

4. 1986年2月9日

   ハレー彗星が太陽に最も近づく

   太陽から8780万km(0.587天文単位)のところを通過しました。地球からは太陽の向こう側で、観測しにくい時期でした。

5. 1986年3月8日 22時05分

   すいせい、15万1000kmを通過

   彗星の太陽側を、秒速約73kmで通り抜けました。水の分子がイオンになって太陽風にとり込まれるようすや、彗星のまわりで太陽風が減速するようすを観測しました。最接近の12分前と20分後には、ちりの粒が当たって回転の軸がわずかに傾きましたが、観測は続けられました。

6. 1986年3月11日 13時18分

   さきがけ、699万kmを通過

   彗星から離れた太陽風の中で、磁場とプラズマの波を測りました。彗星がつくるキロメートル波長の電波を見つけています。このあと3月14日には、ジオットが核のそば約600kmまで飛び込みました。

7. 1987年4月

   すいせい、地球へ戻る軌道へ

   小さなエンジンを15回噴射して秒速65m加速し、1992年に地球のそばを通る軌道に乗りました。燃料は1991年2月に尽きました。

8. 1992年1月8日 23時08分

   さきがけ、地球スウィングバイ

   地球の中心から8万8997kmを通り、地球の重力で軌道を変えました。日本の探査機として初めての地球スウィングバイです。その後も1993年と1994年に地球のそばを通りました。

9. 1992年8月20日

   すいせいの運用終了

   地球のそばを通過して、運用を終えました。燃料がないため、計画していた別の彗星(1998年のジャコビニ・ツィナー彗星など)への旅はあきらめました。

10. 1995年11月15日・1999年1月7日

    さきがけの運用終了

    1995年に観測データの受信が途絶え、そのあとは電波の信号だけを受けていました。燃料が足りず、1996年のホンダ・ムルコス・パイドゥシャコバ彗星、1998年のジャコビニ・ツィナー彗星への接近もあきらめ、1999年1月に運用を終えました。

ハレー彗星

国際ハレー彗星監視計画(IHW)の軌道(JPL 軌道 No.61)で、日付ごとに一番近い時期の軌道要素を使っています。 元の予報との差は角度で約1秒。太陽に最も近づいたのは1986年2月9日、太陽から0.587天文単位

すいせい

打ち上げ(1985年8月18日23時33分 世界時)から最接近(1986年3月8日13時05分49秒 世界時)までを、エンジンを使わない軌道(ランベール問題の解)でつなぎました。最接近は、彗星の太陽側15万1000kmを、相対速度に直角な向きに通るとしています。 計算: 太陽のまわりの周期285日(発表 約282日)、地球を離れる速さ 秒速2.96km、彗星との相対速度 秒速73.0km。1985年11月14日の軌道修正は含めていません

さきがけ

宇宙科学研究所(DARTS)が公開しているさきがけの位置の記録(1985年2月〜1986年2月の13日分)と、発表された最接近(1986年3月11日4時18分 世界時、699万km)の両方にいちばん合う軌道を求めました。 記録との差は16万〜90万km。周期319日(発表 約319日)、彗星の太陽側を通過、相対速度 秒速75.3km(計算)

1992年の地球スウィングバイ

ハレー彗星のあとの軌道は、太陽を6周して1992年1月8日14時08分47秒(世界時)に地球の中心から8万8997kmを通る軌道でつなぎました。 1986〜91年の軌道修正は最初にまとめて入れています(合計 秒速130m)。地球の重力で約42°曲がる向きは、発表されたその後の軌道(0.924〜1.132天文単位、約381日)に合うように選び、計算では0.925〜1.132天文単位・381日

含めていないもの

打ち上げ直後と1985年11月の軌道修正の細かい経過、惑星の重力による乱れ、すいせいのハレー以後の航路

名称

ハレー彗星探査試験機「さきがけ」(MS-T5)、ハレー彗星探査機「すいせい」(PLANET-A)

打ち上げ

さきがけ 1985年1月8日 4時26分、すいせい 1985年8月19日 8時33分(日本時間) 鹿児島宇宙空間観測所(内之浦)、M-3SIIロケット1号機・2号機

形と質量

直径1.4m・高さ70cmの円筒形、さきがけ138kg、すいせい140kg 回転しながら姿勢を保つ(ふだんは毎分6.3回転)。太陽電池で約100W

観測装置

さきがけ: プラズマ波、太陽風イオン、惑星間の磁場 / すいせい: 紫外線カメラ(水素の雲)、太陽風の電子とイオン

最接近

すいせい 1986年3月8日 15万1000km、さきがけ 1986年3月11日 699万km

運用

すいせい 1985年8月〜1992年8月、さきがけ 1985年1月〜1999年1月

• さきがけ(JAXA宇宙科学研究所)打ち上げ、質量・形、周期約319日、運用の終了
• すいせい(JAXA宇宙科学研究所)打ち上げ、太陽を回る軌道、運用の終了
• 上杉邦憲 ほか「ハレー彗星探査機の軌道と運用」(宇宙科学研究所報告)すいせいの最接近の時刻と距離、ちりの衝突
• Suisei and Sakigake(NASA PDS)形と質量、回転、観測装置
• Kaneda et al., Nature 321(1986)すいせいの紫外線観測、水素の雲
• Oya et al., Nature 321(1986)さきがけのプラズマ波観測
• IAU Circular 4155水素の雲の2.2日周期、12月16日の増光
• The Halley Armada(The Space Review)各探査機の最接近、軌道修正
• MS-T5 Sakigake / PLANET-A Suisei(Gunter's Space Page)地球スウィングバイ、中止された彗星への計画
• さきがけ 軌道データ(DARTS)さきがけの日ごとの位置
• International Halley Watch ephemeris(NASA PDS)ハレー彗星の軌道要素
• 宇宙科学研究所の沿革(JAXA)臼田宇宙空間観測所(1984年)
• Astronomy Engine地球・惑星の位置計算