方へJAXAサイトへイベント・シンポジウム施設見学JAXA'sカウントダウンクリエイティビティライブラリツイートいよいよ小惑星探査機「はやぶさ2」の打ち上げが迫ってきました。はやぶさ2に関係する実験をして出発を応援しましょう。今回は数あるはやぶさ2の実験の中でも目玉の一つ、小惑星でのサンプル回収をやってみます。はやぶさ」・「はやぶさ2」の「サンプラーホーン」について、詳しくはこちらの記事をご参照くださいはやぶさ2のサンプル回収装置は様々な改良が加えられていますが、基本的な部分ははやぶさと同じです。タッチダウンの瞬間に小惑星表面に向けて弾丸(プロジェクタイル)を発射し、舞い上がったサンプルをキャッチャと呼ばれる採集容器に集めるというしくみです。材料はこんな感じです。ホーンの部分は中が見やすいようにアクリルパイプで作ります。サンプルを回収する採集容器は、模型などを飾るためのアクリルボックスを流用します。弾丸(プロジェクタイル)の発射装置はBB弾を発射するエアガンを使います。空気も重力もない小惑星と地球の上ではずいぶん条件が違うので、サンプルは色々な粉を用意してどれがうまくいくか試してみることにします。舞い上がるためには軽いほうが良さそうですよね。アクリルボックスの底に穴を開けてそこにアクリルパイプを取り付けます。その真上にプロジェクタイルを打ち込むためのちいさな穴を開けます。これだけでは寂しいので、少しそれっぽくします。ようにするためのダストガードをパイプの端に取り付けます。テープでサンプラーホーンを伸ばすためのバネの模様をつけましょう。さあこれで完成!いよいよ実験です。順番にサンプルを試しましょう。それっぽい鉄粉からいきましょう。サンプルの上にサンプラーホーンをおいて、上からプロジェクタイルを発射します。3、2、1、発射!...なんにも起きません。重い鉄粉では再現できないようです。次は一番軽そうな片栗粉で試します。3、2、1、発射!...ぽす?あれ?全然舞い上がらない。うまく舞い上がらないのかもしれません。気を取り直して、上新粉にいってみましょう。3、2、1、発射!...ぽす。えええ、こちらも全然舞い上がりません。見ると少しだけ舞い上がってはいるんですが、ぜんぜん採集容器に届いていません。期待していた片栗粉と上新粉が失敗です。うーん、不安になってきた。3、2、1、発射!あっ!とれてる!わずかにひと粒だけですが、たしかに砂糖の結晶が採れています。やった!じゃあ最後に塩を試しましょう。砂糖がうまくいったということは塩もうまくいくかも。3、2、1、発射!サラサラふわふわした片栗粉や上新粉がうまくいかず、つぶの大きな砂糖や塩がうまくいったのは意外な結果でした。はやぶさ2が行く小惑星では重力も空気もありません。上新粉や片栗粉のような小さな粒はもっと上まで舞い上がります。つぶの大きな砂糖や塩のような塊ももっとたくさん飛び散るはずです。さあ、いよいよ新型のサンプラーホーンを搭載したはやぶさ2が種子島宇宙センターから打ち上げられます。楽しみに待ちましょう。宇宙実験室ノート「はやぶさ」と「はやぶさ2」のサンプル回収装置は基本の構造は同じですが、多くの改良点があります。(1)ホーンの部分に返しをつけてサンプルを採取できる可能性を高めるはやぶさの小惑星イトカワへの着陸ではプロジェクタイルは発射されなかったものの、着地した衝撃でイトカワ表面のダストが舞い上がり、ダストのサンプルを回収することができました。これにヒントを得て、ホーンの先の内側に小さな返しをつけました。JU3への着陸ではこの返しに表面のダストを引っかけることができるため、さらにサンプル採集の可能性が高まります。(2)採集容器の中を3部屋に分けて、着陸地点ごとにサンプルを分けるはやぶさでは、採集容器は2室しかありませんでした。着陸は2回予定されていたので一部のサンプルは別の場所で採集したものが混じってしまう前提でした。はやぶさ2では採集容器を3室に分け、異なる場所で採集したサンプルを区別できるようにします。(3)容器の気密性を上げてサンプルから出るガスも採集できるようにするはやぶさのカプセルは、ふたと本体の間は樹脂製のシールで密閉されていましたが、はやぶさ2ではこれを金属製に変えました。これにより希ガスなど、サンプルから揮発するガスも地球に持ち帰ることができます。JU3に向けて、サンプル回収用のものよりずっと大きくて強力な弾丸を打ち込み、小惑星表面にクレーター状の穴を開けます。そこに着陸してサンプルを回収することで、小惑星内部のサンプルを採集しようという計画です。はやぶさの成果から小惑星表面は太陽などにさらされることで組成などが変化している事がわかりました(宇宙風化)。小惑星内部のサンプルが採集できれば、宇宙空間に直にさらされていないフレッシュなサンプルが採集できます。これを表面で採取したサンプルと比べることで小惑星がどのように変化してきたかが分かるかもしれません。