理学と工学

　はやぶさは巷間「小惑星探査機」と呼ばれているが、開発時のコード名は工学試験衛星MUSES-Cである。小惑星を調べて太陽系の起源を探るのは天文学であり、理学だ。一方、小惑星探査を可能にする新しい技術を開発するのは工学である。理学と工学(サイエンスとエンジニアリング)は、はやぶさ、ひいてははやぶさを生み出した宇宙科学研究所を理解するための重要なキーワードである。

　宇宙研のルーツが糸川英夫博士が1955年に発射実験を行ったペンシルロケットにあるのは有名な話だ。ロケットは「何かをするための道具」である。「より高く打ち上げたい」とか「より遠くへ飛ばしたい」といった、自己目的的な使い方を除けば、ロケットはそれのみでは成立せず、常にユーザーを必要とすることになる。
　糸川ロケットのユーザーとなったのは、「宇宙空間を調べたい」と思った科学者たちだった。最初は東京大学の永田武が電離層観測の為にユーザーとなり、やがて京都大学の前田憲一が同じく電離層観測でユーザーに加わり、そのうちにアメリカ帰りの小田稔がX線天文学を持ち込み、とユーザーが広がっていって、宇宙科学研究所の基礎が形成された。宇宙研の工学関係者は時に「俺たちは“駕篭かき”だから」と言ったりする。これは「ユーザーとしてのサイエンスがあってのロケット」として発展してきたことを意味している。

　ところが面白いことに、これまでの宇宙研の歴史で活動範囲を広げるようなミッションを実施してきたのは基本的に工学の側なのである。これには理学と工学の「何が論文になるか」の違いが関係してくる。理学は自分たちが調べたい対象があって、そこに衛星を送り込む。論文となる対象がはっきりしているから、衛星は観測機器が先鋭化し、一方で失敗したら元も子もないから衛星本体やミッションの構成は比較的保守的になる。
　それに対して、工学は新しい技術そのものが論文になる。だから、衛星そのものが斬新なものになるし、斬新な技術が威力を発揮する舞台として「より遠くへの、より難しいミッション」を指向することになる。

　宇宙研最初の惑星間ミッションであるハレー彗星探査は、ハレー彗星を調べたい天文学者が望んだものではなく、より大きくて高性能のロケットを作りたい工学者が言い出したのだった。的川先生によれば「おい、こんど帰ってくるハレー彗星に行こうぜ」と言い出したのは糸川直系のロケット工学者の秋葉鐐二郎教授(後に所長、現名誉教授)だったという。

　次に宇宙研の活動範囲を広げたのは、工学試験衛星MUSESシリーズの初号機であるMUSES-A「ひてん」だった。ひてんは、月スイングバイによる軌道制御を目的としており、これにより宇宙研はその後のお家芸になるスイングバイ技術を習得した。ひてんで試されたスイングバイ技術は、その後理学目的の磁気圏観測衛星「ジオテイル」で使用された。工学の開発した技術が新たな理学を支えたわけだ。

　次のMUSES衛星であるMUSS-B「はるか」は、軌道上で大直径高精度のパラボラアンテナを展開する技術を試す衛星だった。アンテナを展開した以上観測しないのはもったいないので、はるかは展開試験後は電波望遠鏡衛星として運用された。

　ここで理学側が企画した観測を目的とした探査機としてPLANET-B「のぞみ」が火星に向けて打ち上げられる。理学目的とはいえ、のぞみの実現にはスイングバイを駆使した軌道計画など工学系の成果が不可欠だった。不幸なことにのぞみは５年もの苦闘の末に火星到達に失敗してしまった。

　３番目の工学試験衛星が、はやぶさだ。はやぶさの大冒険については説明の必要はないだろう。

　そして今、理学側が企画した２機目の探査機PLANET-C「あかつき」が金星に向けて順調に飛行している。あかつきの設計には、のぞみとはやぶさの成果が取り入れられ、さらにその上に工学試験要素としてセラミック製スラスターや平面高利得アンテナなどが搭載されている。

　ここまでサンプル数が少ないので断定はできないが、大まかに言って「工学が切り開いた道を理学が利用して成果を上げていく」というパターンが存在することがわかる。この循環をうまくまわすことが、日本の宇宙科学を世界最先端に押し上げていくための重要な条件ではないだろうか。

　その意味でもはやぶさ２がどうなるかは、要注目なのである。