太陽系探査科学の
ロードマップ
中村正人
太陽系探査とは何か

人類の活動領域は地球近傍からその範囲を
拡大し、月及び太陽系内と拡がりつつある。
宇宙探査の目的は、知の創造とともに、人類
の活動領域を拡大することであるが、その推
進には、先進的工学研究を含め、宇宙科学
の知見が極めて重要であり、宇宙科学と宇宙
探査活動が共同歩調をとり、両者の協調的
発展を目指すことが必要である。
惑星探査は今、発見の時代から真の意味での探
査の時代へ移ろうとしている。過去30年の探査に
よって、すでに我々はガイドブックを手にすることが
できた。これからは太陽系の起源と進化の研究に迫
る物的証拠を求めて過去の重大事件を記憶した
種々の化石を探し出し、先鋭的な観測で惑星・衛星
構造を精査し、ダイナミックに変動する惑星圏環境
を解明すべきである。
太陽系科学ミッションのロードマップより
太陽系探査科学の定義

太陽、地球、惑星、始原天体及び太陽系空
間環境を多様な手段で調査し、太陽系諸天
体の構造と起源、惑星環境とその進化、宇宙
に共通な物理プロセス等を探るとともに、太
陽系惑星における生命発生、存続の可能性
及びその条件を解明する。
• 現時点で考えられるものは全てやってよろしい




惑星の進化と多様性の解明
太陽系の起源の実証的解明
生命の発生、進化に必要な環境の解明
宇宙プラズマ物理過程の根源的理解
(1)惑星の進化と多様性の解明
なぜ地球以外の惑星に生命存在に適した海洋・大
気が存在しないのか、惑星の気候変動の究極的な
原因は何なのか、惑星の磁気はどのようにして発生
し消滅するのか、地殻やマントルを駆動するエンジ
ンは惑星によってどのように変わるのか、など現在
の環境と惑星誕生以来の45億年間の歴史を解明
することがその目標である。このためには、惑星大
気の組成、運動、変化の他に、惑星そのものの内
部構造の解明、表面の地形と組成などを明らかにし
ていく事が必要である。
惑星の内部、表面探査

月の内部探査
• 1990年代にスタートしたペネトレータ開発-地震計・熱流量計による月の内
部構造探査
• SELENEによる電波サウンダー探査、裏側を含む重力探査という、月全球の
内部構造探査
• 日本が将来の月ミッションとして、内部構造探査を行うことが有効

月の表面探査
• 月面にはクレーターなどで掘り起こされた深部物質が露出
• 未踏査の地点に着陸して表面の探査を行い、将来的には月面からのサンプ
ルリターンから月の起源と進化過程の解明を目指す


月探査で培った探査技術を月以外の惑星探査(特に火星)に展開
水星
• ESAとの共同ミッションBepi Colombo計画を遂行し、水星表面や地質構造、
重力場等の探査を目指す。

さらに将来の金星、水星、木星探査
• 輸送技術や高温耐性技術が確立を待ち、苛酷な環境である水星や金星表
面への着陸探査を行い、内部構造や表面地質を調べる
• 木星探査計画において、氷衛星の地質構造、イオの火山活動の探査、非氷
衛星の表面組成測定を行う。
惑星周辺環境科学

地球の気候や大気運動、気象現象との比較研究の
ため、金星や火星など地球型惑星の大気観測を主
要なターゲットとする
• 2010年に打ち上げられるPLANET-C金星オービター計
画を進め、金星大気大循環の解明を目指す。
• このミッションの成果を受け、将来的には金星バルーン計
画や金星エントリープローブにより金星大気・表面の直接
観測を目指す。
• 火星軌道投入に失敗した“のぞみ”で目指した惑星周辺
環境科学を極めるため、このリカバリーミッションも視野に
入れる。
• 厚い大気をもつ天体のダイナミクスの研究のため、将来
木星探査においても、大気力学変動探査を重点的に観
測する。木星型惑星の探査については、惑星間航行など
の新たな探査機技術の開発が必須であり、その具体的
検討と基礎開発が進められている。
(2)太陽系の起源の実証的解明
原始太陽系星雲から惑星がどのように形成されてき
たかを解明する。この為には太陽系の初期の記録
を残した始源的天体を探査し、原始太陽系で起きた
さまざまな物理・化学的過程を明らかにしていくこと
が必須である。

始原天体からのサンプルリターンは重要な意味を持
つため、シリーズ化して継続的に行う
• 「はやぶさ」は、小天体探査においても、詳細リモートセン
シングが大きな科学成果を挙げることを実証した



「はやぶさ」は内惑星領域に多い揮発性物質の欠乏
するS型小惑星イトカワから重要な情報を得た
次は、揮発性物質に富む最も始原的な小惑星や彗
星からサンプルを回収し、分析する
ソーラー電力セールなどを利用した火星以遠の探査
が実現される場合には、フライバイ等による始原天
体の探査の可能性をも視野に入れる。
(3)生命の発生、進化に必要な環境の
解明
地球外の生命を探索することは、生命科学を
地球の生命科学からさらに普遍的な宇宙生
命科学に変える可能性を持っている。これら
はまた、太陽系外の知的生命の存在につい
てもヒントを与えてくれるものである。始源的
天体の有機物の探査、火星や外惑星の衛星
であるエウロパ、タイタンなどにおける地球外
生命探索を行うことは、人類にとって大きな意
味をもつ課題である。
(4)宇宙プラズマ物理過程の根源的
理解
太陽系空間という人類が「その場」で観測することの
出来る唯一の宇宙空間で宇宙プラズマ現象を明ら
かにし、惑星磁気圏の統一的理解を深める。
この為には太陽圏や地球以外の惑星磁気圏での
「その場」観測とともに、地球磁気圏における超精密
な観測から宇宙プラズマダイナミクスの本質に迫る
ことが必要である。

地球周辺プラズマ環境を精密に理解し、また、普遍的宇宙空
間物理学の基盤とする
• 電磁場構造を数機の衛星編隊によって観測する
• 同時にエネルギー範囲・時間分解能を向上させた粒子計測を行ない、
高エネルギー粒子の発生過程等、多様な空間スケールにわたって展
開する宇宙空間現象の本質的理解
• JAXAのSCOPE計画として検討されてきたが、ESAとの共同ミッショ
ンCross Scaleとしての実現を目指す
• さらに、これらを補完する一連の小型衛星による地球磁気圏の探査
も継続的に行う。

惑星ミッションとしての水星探査計画Bepi Colombo
• 磁気圏探査用オービタMMO(Mercury Magnetospheric
Orbiter)の開発
• 表面探査用オービタMPO(Mercury Planetary Orbiter)への観測
機器の参加

火星大気・プラズマの観測
• 「のぞみ」で達成されなかった科学目標は、未だに諸外国でも同様の
計画が成功していないため、復活を目指す

将来の木星探査
• ソーラー電力セールなどの深宇宙探査技術が成熟した暁には、巨大
粒子加速器としての側面を持つ木星磁気圏の本格的探査を目指す
まとめ(1)
太陽系諸天体の構造と起源を探る

今後5年程度の目標
• 工学実験探査機「はやぶさ」により、S型小惑星サンプルリターン及
び試料分析を行う。
• 月探査衛星「セレーネ」により、月の内部・表層探査及び精密全球表
面物質・重力場観測データベースを構築する。
• 「はやぶさ」後継機により、C型小惑星の探査及びサンプルリターンを
行う。
• 「セレーネ」後継機に向けた月表面着陸技術の研究開発を行う
• 「ベピ・コロンボ計画」による水星の内部・表層・磁場研究の準備、
ソーラー電力セイル等による木星及び以遠到達へ向けた技術基盤
の確立を図る。

20年先を視野に入れた今後10年程度の目標
• 「はやぶさ」及び「はやぶさ」後継機により取得した小惑星物質を分析
し、太陽系の初期状態の解明に資する。
• 「セレーネ」後継機による惑星表面着陸技術を確立し、月の起源・進
化過程を解明する。多様な始原天体、月・惑星の探査とその実現に
必要な研究を行う。
まとめ(2)
太陽と地球・惑星環境を探る

今後5年程度の目標
• 太陽観測衛星「ひので」により、太陽磁気活動の解明を行う。
• 磁気圏観測衛星「あけぼの」、磁気圏観測衛星「ジオテール」、小型
副衛星「れいめい」により、プラズマ素過程を解明し、宇宙天気の研
究に貢献する。
• 金星探査機「PLANET-C」により、金星大気運動を解明する。
• 「ベピ・コロンボ計画」による水星の大気・磁気圏研究に向けて準備を
行う。
• また、地球大気化学研究のために国際宇宙ステーション「きぼう」に
搭載する「SMILES」によって観測を行う。
• この他、小型衛星による観測研究や海外の探査機への観測機器提
供等を行う。

20年先を視野に入れた今後10年程度の目標
• 編隊衛星群観測により、宇宙プラズマの普遍プロセスを解明する。火
星等を対象とした継続的な近地球惑星環境探査を行う。木星を対象
とした国際大型探査計画について検討し、その開発において主導的
な貢献を行う。この他、次期太陽観測計画の策定と研究開発等を行
う。
技術的キーワード(1)

地球周辺とは異なる環境での探査技術開発と足並みをそろ
えなければ、科学は成り立たない。
• 航行技術の確立

速く、遠くへ行く
• 遠距離通信技術の確立

光通信など
• 高度な熱設計

太陽からの熱輻射が航行の間で変化する
• 深宇宙における電力問題の解決


太陽電池の大型化
原子力の技術
• 精密な測距のための技術

デルタDOR
• シリーズ化

定期的な惑星間航行の実施
技術的キーワード(2)

探査機打ち上げ手段の確立
• 現状のH-IIAは2段ロケットであり、惑星探査機の打ち上
げには最適化されていない
• LEOに打ち上げる能力

H-IIAはM-Vの4-5倍
• 例えば金星探査機(P-C)の打ち上げ能力は

M-V 500kg VS H-IIA 600kg
• H-IIAを使うのであれば安価で信頼性の高いUpper
Stage(ソユーズの上にフレガットを載せる類)の開発が
急務
• 新固体ロケットを使うのであれば、M-V以上の搭載能力
と打ち上げ環境の改善が必要
技術的キーワード(3)

地上系の整備が急務
• UDSCだけでは運用が危険
• サンチァゴに新たな深宇宙アンテナ
• 国内のアンテナの設備更新
ダウンロード

探査ロードマップ (懇談会)