はやぶさ2、着陸トラブル対策完了 [158879285]

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はやぶさ2は先月、衝突装置(SCI)運用を実施、リュウグウ表面に人工クレーターを作ることに成功していた。衝突時には、イジェクタ(噴出物)が周囲に飛散。
それを採取するための準備として、今回のPPTD-TM1では、着陸候補地点の1つである「S01」エリアに向かい、ターゲットマーカーの投下と、低高度からの接近観測を行う予定だった。

ホームポジションからの降下は、15日12:31に予定通り開始。探査機は順調に降下していたが、翌16日11:25、高度50m付近で前述の問題が発生、探査機の自律判断により降下を中断し、上昇に転じていた(アボート)。
計画していたレーザーレンジファインダ(LRF)の動作テストや、ターゲットマーカーの投下は行えなかった。

はやぶさ2は降下時、LIDARでリュウグウからの距離を計測している。今回は、高度50m通過時に受信感度を下げる設定にしていたところ、切り替えのタイミングでノイズが発生。
本来は50mのはずが、一瞬だけ6kmという計測値を出力したという。探査機の誘導制御系コンピュータが異常と判断し、そこでアボートした。

LIDARは、レーザー光のパルスを出し、地表で反射して戻ってくるまでの時間から、距離を調べる装置。
運用上、数10km～数10mという広いレンジで使う必要があるのだが、距離が3桁も変化すると、光量はその2乗で6桁も変わることになる。
その変化に対応するため、LIDARには口径の違う2種類の望遠鏡と、感度を2段階に切り替える機能があった。

昨年9月のリハーサル運用(TD1-R1)では、やはりLIDARの問題により高度600mで降下を中止したことがあったが、このときは望遠鏡の切り替えだった。しかし今回はそれではなく、受光感度の切り替えが原因。
1回目タッチダウンなど、これまではオートで感度を切り替えていた。低高度でシーケンスにより感度を切り替えるのは、今回が初めてだった。

実績ある方法を変更したのには、当然ながら理由がある。じつは1回目タッチダウンのときに、LIDARのレーザー光が、ターゲットマーカーに命中した形跡があったのだという。
ターゲットマーカーは反射率が極めて高いため、受光量が一気に増え、LIDARが混乱する恐れがある。それを避けるため、シーケンスで感度を下げておこうという対策だった。

当初、はやぶさ2の着陸精度は50mと想定していたため、直径10cmのターゲットマーカーにレーザー光が命中する確率は極めて低く、全く考慮していなかった。
しかし、1回目はピンポイントタッチダウンにより、わずか1mという精度での着陸に成功。想定以上の精度だったために、命中する確率も無視できなくなり、対策の必要性が生じたというわけだ。

ただ、今回の問題もLIDARのハードウェアに異常があったわけではなく、「切り替え方の問題」(津田雄一プロジェクトマネージャ)だったという。すでに対策は完了しており、次回以降は同じ問題は起きない見込みだ。

候補地点はS01とC01が有力か？
今回、予定通りの降下はできなかったものの、「良い方の想定外があった」(同)という。アボートになると探査機は上昇するのだが、そのときにも撮影は行うよう設定していたそうだ。
タイミングによって、探査機がどちらの方向に上昇するかは運任せだったが、今回はたまたま人工クレーター側に飛行、高度500m付近からの撮影に成功した。

「上昇経路が絶妙に斜め」(同)だったため、今回の目標だったS01のほか、同じく候補地点である「C01」「L14」エリアの撮影にも成功。また斜めに飛行したため、視差を利用した立体情報も得られたという。
予定では高度10mまで接近するはずだったので、それよりは遠かったものの、得られた画像の解像度は5cm程度と、解析には十分使えるレベルだ。

今回の立体情報から、タッチダウン成立性の解析を一部行ったところ、人工クレーター周辺のC01エリアについても、タッチダウンできる可能性があるというポジティブな結果が得られたという。

次のタッチダウンまでに、降下するチャンスは最大であと2回。
今回得られた情報から、今後どのように運用するのがベストか検討し直した結果、5月28日～30日に実施する次の降下運用(PPTD-TM1A)では、C01にターゲットマーカーを投下することを目指すことになった。
3回目の降下運用(PPTD-TM1B)については、2回目の結果を見て判断する。

https://news.mynavi.jp/article/20190523-829048:amp/