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探査機・計画（日本）
はやぶさ (探査機)
はやぶさ（第20号科学衛星MUSES-C）は、2003年5月9日（金）13時29分25秒に宇宙科学研究所 (ISAS)が打ち上げた小惑星探査機（正式名称：工学実験探査機）である。
はやぶさは小惑星 (25143) イトカワに2005年夏に到達し、サンプルを採集して2010年に地球に持ち帰ることを目的としている。
イトカワ探査の終了後、JAXAでははやぶさ2をミッションとして立案しており、応援を呼びかけている。
打ち上げはM-Vロケット5号機で行われ、太陽をめぐる軌道に投入された。
その後、搭載する電気推進（イオンエンジン）で増速し、2004年5月に地球によるスイングバイを行って2005年夏に「イトカワ」に到着する。
約5ヶ月の小惑星付近滞在中、カメラやレーダーなどによる科学観測を行い、小型ジャンプ・ロボット「ミネルヴァ」による表面上を移動しながらの探査を行う予定であったが、これは失敗に終わっている。
そして、小惑星表面に重さ数グラムの金属球を発射し、その衝撃で発生する破片をサンプラー・ホーン（採取機）で捕まえる。
この間の操作は、片道の通信時間が数分にもなるため、すべて探査機の自律的な制御により行われる。
その後地球への帰還軌道に乗り、2007年夏、大気圏再突入操作を行ってパラシュートで降下する計画であったが、2005年12月のトラブルにより帰還は 2010年に延期された。
小惑星からのサンプルリターン計画は国際的にも例が無く、成功が期待される。
もっとも、この計画は工学試験のためのミッションであり、次のような各段階ごとに実験の成果が認められるものである。
イオンロケットエンジンによる推進実験
微小な重力しか発生しない小惑星への自律的な接近飛行制御
小惑星からのサンプル採取
大気圏再突入・回収
2009年には大気圏再突入の際のデータを、地球に衝突する小惑星の軌道予測のためのシステム開発に役立てるという新たなミッションが加わえられており、成果が期待されている。
なお、探査機との通信は、臼田宇宙空間観測所の64 mパラボラアンテナを用いて行われている。
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背景・成立経緯
後にはやぶさに至る小惑星サンプルリターン計画の検討は、日本で初めて惑星間空間に到達することになったさきがけの打ち上げが成功裏に行われ、すいせいの打ち上げを控えた1986年6月、ISAS教授（当時）鶴田浩一郎が主催して始まった。
その成果として翌1987年には1990年代を想定し、化学推進を用いてアモール群に分類される小惑星であるアンテロスを対象とするサンプルリターン構想がまとまる。
しかし、要求を満たす能力をもつロケットが存在しないなど、時期尚早であるとしてプロジェクトの提案はなされなかった。
M-Vロケット開発を受けて検討は再開され、1989年秋から1990年春にかけて行われた宇宙理学委員会においてM-V 2号機のプロジェクトとして提案された。
だが、LUNAR-A計画に敗れ採用されなかった。
その後はランデブーとホバリングによる超接近観測を目的とした工学衛星計画に方向性を改めて再検討が進められることになった。
1991年1月時点においてMUSES-C計画は光学観測による自律航行、三軸姿勢制御、ターゲットマーカーを用いた自律運用、X線分析装置と質量分析器の搭載などが検討されており、1997年5月に二段式キックモーターを装備したM-Vで打ち上げられ、1998年6月にアンテロスに到達するという計画であった。
その後も検討は進められ、1995年に現在の小惑星サンプルリターン技術実験探査機として宇宙工学委員会で選定、1996年に宇宙開発委員会の承認を経て正式にプロジェクトが開始された。
小惑星サンプルリターン計画と並行して彗星サンプルリターン計画の検討も行われていた。
1987年のハワイにおけるISY会議の席上で、低価格な彗星サンプルリターン計画SOCCERの検討をジェット推進研究所 (JPL) とISASとの合同で開始することが決定される。
M-Vによる打ち上げや、マリナーMarkII計画のCRAFとの連携を視野に入れたデルタロケットの使用も検討され、1992年のディスカバリー計画ワークショップにおいて提案されるが採用されなかった。
その後1994年にISASはMUSES-C計画に注力することを決定、SOCCER計画からはずれる。
その後JPLによって検討を続けられたこの計画はスターダストとしてディスカバリー計画に採用された。
目的地の変更
1994年に本格化した計画当初、目的地の小惑星は (4660) ネレウスであった。
しかしM-Vロケットで打ち上げ可能な探査機の能力から見て、ネレウスへ向かうことが難しいと判断され、第2候補である(10302) 1989 ML という小惑星に変更された。
しかし2000年2月10日のM-Vロケット4号機の打ち上げが失敗、2002年初頭に予定されていた打ち上げ計画が延期となって 1989 ML へ向かうことが出来なくなった。
その結果、(25143) 1998 SF36が3つ目の候補として浮上、目的地として決定することになった。
「はやぶさ」打ち上げ後の2003年8月、1998 SF36はイトカワと命名された。
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仕様
全高 : 1.5 m
全幅 : 1.5 m
全備質量 : 510 kg
電源 : トリプルジャンクション太陽電池、リチウムイオン二次電池
積載機器
可視分光撮像カメラ (AMICA)、望遠光学航法カメラ (OCN-T)、広角光学航法カメラ (OCN-W)、レーザー測距機 (LIDAR)、近赤外分光器 (NIRS)、X線蛍光分光器 (XRS)、スタートラッカ、ターゲットマーカー、ロボット着陸機 "MINERVA"、サンプル採取機などを搭載している。
当初はNASAの探査ローバーMUSES-CNも搭載する予定であったが計画中止となり（後述）、当初の打ち上げ予定時期直前まで本体左太陽電池パドル下の同ローバー搭載予定箇所には穴が開いていた。
CPUとしてSH-3 (SH7708) プロセッサを三重化、OSとしてはμITRONを積んでいる。
ハイゲインアンテナ (HGA) は火星探査機のぞみのHGAと同等品であるが、地球公転軌道より内側にあたるイトカワ公転軌道近日点での熱環境を考慮して白色に塗装されている点が異なる。
ターゲットマーカーは重力の小さなイトカワ上で弾まずに確実に接地できるよう、お手玉のアイデアをもとに東京の町工場の技術によって作られた。
回転防止のために複数の爪がつけられており、表面は「はやぶさ」のフラッシュを再帰反射するための反射材（民生品）で覆われている。
主推進機としてマイクロ波放電式イオンエンジンμ10を4機搭載。
4機は同一のテーブル上に配置され、テーブルのジンバリングにより推力の中心を重心からずらすことでリアクションホイールのアンローディングを行うことが可能となっている。
再突入カプセルは直径40cm、質量17kgで、アブレータと耐熱材が大部分を占める。
地球帰還後は高度200,000kmで分離、迎え角0度、秒速12.2kmで再突入し、大気による空力加熱によって摂氏10,000度に加熱される。
減速加速度の立ち上がりによって高度10kmでパラシュートを開傘、UHF帯でビーコンを発しながら緩降下し、ウーメラ砂漠に着地する予定となっている。
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着陸探査機
MUSES-CN
NASAのDSNを利用する対価として搭載される予定だった質量1kgを目標とした小型ローバー。
重量過多と開発費の高騰によって2000年11月3日に開発は中止された。
カメラや近赤外分光器の搭載を予定していた。
MUSES-CN仕様 寸法 縦 140mm × 横 140mm × 高さ 60mm
質量 1.3kg
電力供給 太陽電池：2.9W
通信機器 Orbiter-Mounted Rover Equipment (OMRE)
搭載センサ 0.9-7.0mm帯域赤外線分光計
MINERVA
川口淳一郎プロジェクトマネージャーが日本独自の子探査機を搭載することを提案し、開発されたのがMINERVAである。
名称は "MIcro/Nano Experimental Robot Vehicle for Asteroid" の略。
カウンターバランスの代わりに搭載することが前提となっており、分離機構を含めた質量を1kg以内に収めることが条件となっていた。
JPLによってMUSES-CNの開発が進められていたことから正式なプロジェクトとしては扱われておらず、開発費は技術研究費用から捻出された。
民生品や宇宙仕様品の廃棄部位の使用、宇宙仕様品のメーカーによる無償提供などで開発コストが大幅に削減されている。
当初は正4面体の頂点にハエタタキのような構造を取り付け、それをモーターで駆動するという方式が考えられたが、駆動部位の露出や消費電力の面で問題があり、最終的には機体内部のトルカを駆動して、その反力でホップするという方式に決定した。
打ち上げ後2年を経て2005年11月12日に探査機から分離されたが、分離時に探査機が上昇中であったため、イトカワに着陸することはできず、史上最小の人工惑星となった。
分離後の状態は良好であり、探査機の太陽電池パネルを撮影した他、通信可能限界距離を越え通信が途絶するまで18時間に渡ってデータを送信し続けた。
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はやぶさを支える声
はやぶさは88万人の署名入りターゲットマーカーを積んでいたことで、投下成功のニュースには多くの励ましのメールがJAXAに届けられた。
また、管制室の様子がインターネットで中継されたり、ブログによる実況がされたことにより、ネットでの注目を集め、はやぶさを擬人化したキャラクターや、はやぶさをテーマにしたフラッシュが作られた。
ファンによるペーパークラフトも存在する。
二度目の着陸の際、栄養ドリンク「リポビタンD」の空き瓶が管制室の机にどんどん増えていく様子がブログを通して紹介され、日本国外でも話題になった。
後にブログの更新担当者のもとには大正製薬関係者からリポビタンDが2カートン贈られたという。
はやぶさ以降の小天体探査
はやぶさ (MUSES-C) の打ち上げ以前からMUSES-C後継機の構想はあり、小天体探査フォーラム (MEF) では後継機の任務について、同じ小惑星族（コロニス族またはニサ族）に属する複数の小惑星を探査する案や、スペクトルが既知の地球近傍天体 (NEO) 複数を探査する案など、多数の案が検討された。
2008年現在、具体化しているのは2013年から2014年にはやぶさの改良機「はやぶさ2」を打ち上げ、1個のNEOを探査するというものだけで、それさえも実現できるかどうか危うい情勢にある。
「はやぶさ2」以降の探査機としては、より大型・高性能な「はやぶさMk.II（マーク2）」、「はやぶさMk.II」をヨーロッパ宇宙機関と共同開発するという「マルコ・ポーロ」、ソーラー電力セイルと組み合わせた木星・トロヤ群探査機などの構想がある。
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