第三段階 セクション別分科会

議事録

["日時"]

1. 2012年9月14日（金）10:00から19:00
2. 2012年9月15日（土）10:00から17:00

["開催場所"]

東京大学理学部3号館 320号室

["出席者"]

のべ40名

（1）月惑星の構造と進化の比較学 セクション

1. 挨拶：並木

2. 第三段階の方針：渡邊

• 第三段階委員紹介
• 惑星探査を取り巻く厳しい状況
• 宇宙政策委員会の考え方（秋山演亮さんからの提言）
• コミュニティとしてのビジョン・人的リソースの配分・合意形成
• 第三段階の位置づけ＝中期ビジョンとミッションコンセプトの作成
• 中期ビジョン(MRV)の定義＝20年後までのロードマップ
• ミッションコンセプト(MC)＝論理性，具体性，説得力
• 第一工程：セクション別分科会
• 第二工程：MRVとMCの一次案
• 第三工程：MC二次案
• 最終工程：ワーキンググループ化へのアドバイス
• その後：SGEPSSとのすりあわせ，宇宙科学全体での位置づけ，宇宙工学との連携，国際協力，若手育成
• セクション別検討会（2日間）のイメージ紹介
• 惑星探査の困難（再確認）
  • "フラグシップミッション"の定義を明らかにしておこう．規模はISASミッションなら中型程度で，コミュニティを代表するミッションである．
  • 新しい宇宙政策委員会の元で科学衛星の枠を増やすには産業指向のミッションを科学が提案しなければならない（科学を超えるプロジェクトのアイデア）．ただし，その方向は望ましくはない．
  • ISASの小型シリーズは先行き不明だが，ここでいう小型ミッションは現状のシリーズには限定せずに議論したい．小型探査だからといって予算を抑えるのは困難である．
  • 技術開発は定常的に進めなければならない．これも今日の議題に加えたい．
  • むしろ本日の中心的課題であるかもしれない．日本の武器を持たなければならない．
  • 必要があれば，技術開発のための討論会を別途設けることも可．他分野の状況を聞くことも参考になる．
  • 第三段階委員からも技術開発の専門委員会を立ち上げることが推奨されている.
  • 次の次，まで考えると，すでに技術開発のキックオフを検討開始すべき．そのために小型ミッションも視野に入れて考えるべきだろう．
  • 本日の議論の出口は，「フラグシップミッション」（コミュニティを代表するミッション）の候補が出されること（そのためのコンセンサスに至ること）である．
  • 現在すでに立ち上がっているWGがすんなり進む保証はない．将来計画の前提とはしない方が良い．

3. サイエンスロードマップ

• 資料説明（並木）

4. 本日の討論項目の頭出し

• SELENE-2が地質探査となった経緯＝Geophys観測は期間が長くなるので不利だった．
• 波及効果を考えるとGeol観測よりもGeophys観測が効果的だろう．一方，Geol観測は将来サンプルリターンにつながる．
• バラ色の未来（20台の月地震計設置）やハイリスクハイリターンを目標設定するのは，現状ではほぼ不可能だ．
• ここ10年の日本（or JAXA or ISAS）の状況はリスクを許容しない．
• とは言いつつも，Curiosityはリスクを背負って実現した．惑星探査は一定のリスクを背負わなければ実現しない．
• リスクは後の段階で評価すればいい．今は着実なステップをとることを約束するに留めて，科学議論に進もう．
• 技術開発が進んでいる機器は何か？探査機会がどれほどあるか（含む政策，有人）？の二つの視点が必要だ．
• 工学は有人・政策ミッションに対して受け身である．
• 天文にもISSや月での観測への誘いは頻繁にある．だしに使われる心配があるので，これまでは断ってきた．
• 論文を書くのは十分な数の解析研究者がいなければならない．できること，ニッチをねらうだけは論文は増えないだろう．
• 将来を考えて育英会・人材育成を進めるべきだ．
• まず第一に，本当にサイエンスが重要なら若い人はついてくる．甘い観測は後で痛い目にあう．
• はやぶさ，スターダストは多くの隕石研究者が解析者となった．
• NASAは解析者に研究資金を配分している．だから解析者が一過的に増える．日本と単純な比較は意味を成さない．
• ずるいやり方だが，なかなか解決しない大問題（生物学なら癌）を看板にするの方が良い．
• 諸田提案（月年代決定シリーズ）をたたき台に議論をはじめよう．
  • 時間軸を入れることが目的．年代決定の応用は広い．
  • 観測点は何点必要か？と問われれば，最低1点でも可．
  • 衝突してくるのはメインベルトからの小惑星とは限らない． 小惑星/彗星比も知りたい．
  • 波及効果は？ → 後期重爆撃期の存否がニースモデル（形成論）の検証となる．
  • 一般の方に訴える看板として，「現在の地球環境に大きな影響を与えた時期の大イベント（地球の水の起源，など）に関係している」
  • 系外惑星探査は多様性，統計的解析はできるが，「この太陽系」の形成は惑星探査でしか得られないので系外惑星探査と相補的観測である．
  • 月をターゲットとする理由は衝突履歴のスタンダードを確立すること．
  • サンプルリターンに対する優位性は他惑星への応用ができること，サンプル選択でのばらつきが少なくなること，履歴を明らかにするには複数点が必要となること．
  • 精度だけならサンプルリターンの方が良い．得られた年代の意味を理解するのは産状や鉱物組成などの状況証拠も重要となる．
• 地球上の生命誕生（38億年前）より重爆撃期が早いか遅いかがアストロバイオロジーには重要．要求精度は±1億年．
• 衝突天体のサイズ分布は（ある程度は）太陽系内で一定であるので，月で重爆撃があれば，太陽系内に普遍的にあったと考えるのは妥当だろう．
• 月高地サンプルリターンもフラッグシップとして自薦する．
  • バルク組成を知りたい．それによってGiant Impactの検証をしたい．
  • 挙げられている課題の一つ一つはフラッグシップになり得るほどの重要課題だ．
  • アノーソサイト地殻がMOからの初生的であるか，二次的であるか，をおさえたい．マントル酸化還元状態の評価に大きく影響する．
• 月の科学に閉じずに，宇宙惑星科学のグラウンドデザインにどれくらい影響を与えるか不明．
• 生命誕生には地球の初期環境を知ることが重要だが，月の初期状態とは直接に関連しないように思える．
• 有機物供給に関する地球上での証拠は，生物学的にはない．他の情報が必要だ．
• 元素の供給が重要か否かは，意見が分かれる．
• 内部と表層環境のinteractionという意味で，月より火星が面白い．
• ビッグサイエンスを一点突破できる希望はあるか不明．
• 初生のアノーソサイトがある，という確信にもとづいた提案である．不安．
• イトカワ再探査
  • 惑星形成過程の実証的観測ができる．無重力での衝突実験でアンカーを打つ．
  • 再探査は「行ってみなけりゃわからない」の心配がない．
  • 再探査先はイトカワに限定されない．
  • 微惑星のアナログ天体としてラブルパイルの強度を知りたい．
  • 基礎物理を理解するという目的であっても地球周辺空間での実験は困難．自己重力がない．
  • 大テーマは微惑星を知りたい.
• 形成論では微惑星が作れない．大問題として残っている．しかし，どのようなパラメータを調べれば良いのか，形成論と探査のコミュニケーションが成されていない．
• 天体スケールの衝突にまで外挿できないのでは？ギャップを埋めるプランがあるのか，不明．
• 小惑星科学は収集，分類ができるレベルにまで達していない．今はサンプルを増やす方が良いという考え方もある．
• イトカワは地形他が分かっているので，事前にシミュレーションすることが出来る．
• 107P-WH/Phaethon探査
  • 有機物の合成という点で枯渇彗星は興味深い．
  • 系外惑星観測と結びつくアンカーポイントとなりうる．
• 遠くの物質を追うのがトレンドとなっているが，地球材料物質という観点では，氷よりもシリケイトが重要かもしれない。
• 火星ペネトレータ：
  • 比較的浅いところに焦点を絞っている．波及は地球-月-火星の比較惑星学への貢献．
  • INSIGHTは現在の火星の地震活動度を調べるのが第一目的．インパクトの衝撃を拾うのが第二の目的（上部マントル〜？）．
  • 火星ペネトレータの震源は自然地震（断層，火山など）を想定している．
• MELOSに組み込むという選択肢も検討されるべきだ。
• 火星の内部構造・探査は世界のどこでも重要と考えるはず．
• 観測機器提案（広域地震計）：ネットワーク観測や長周期地震計など応用は広い．
• 観測機器提案（K-Ar年代測定）：海外には先行しているチームもあるので技術開発を急いでいる．
• 観測機器提案（LIBS）：機器開発の観点からは打上機会が多いのが望ましい．
• 手段としての気球望遠鏡の重要性．宇宙望遠鏡より2桁安い．
• 南極周回気球（7日〜50日）という手もある．
• 機器開発：フィールドで使うなど，惑星探査に限定せずに，アプリケーションを広げて開発戦略をたてるべき．
• 機器開発のペーパーを書くと思わぬところから声がかかることもある．
• 開発経費のソースは搭載機器開発経費，科研費？
• 天文衛星では冷却器の開発に戦略的開発経費を充てた．
• 将来の惑星探査に必須な技術開発をどうやって進めていくかというWGをつくろう．将来計画委員会の下に．
• データアーカイブについても検討WGをつくりたい．

5. 今後の進め方

• マージできるグループはマージしてMCの準備を進めて欲しい．
• 年内にMCについての議論を行う．MC提出は会の2週間前．
• 議論はフラグシップのミッションに集中する．
• フラグシップミッションを希望する提案はMCを必ず出すこと．
• 「10年に一度」の評価目安
  • 中心になる人が10人以上
  • データを使うであろう人が数十人
  • （補）外国からのサポートレターがある

今回議論できないが重要な項目

• 産業界に寄与するミッションの提案
• ステディな技術開発
• 若手育成のシステム構築

（2）生命に至る宇宙物質の進化学 セクション

1． 昨日のまとめ（並木）

2．第三段階の方針（渡邊）

3．科学衛星の制約ー現状の整理ー（小林）

• 小型ミッションを検討している提案もあるが現状の提案と小型ミッションの制約に乖離が見られた．現実的な中期ビジョンを検討する上でもミッション規模とそれにより制約について理解する．
• ミッション規模大型化は様々な問題を抱えている．その中で小型をうまく活かすことができることは重要だがリソースは厳しい
• 大型，中型，小型の概ねの規模（コスト，質量）の説明
• 小型衛星のミッション規模の説明
• 搭載機器の開発コスト（目安）
• 過去のミッションの例
• 質疑：
  • 衛星リソースの見積もりについて感が無い素人はどのようにすればよいか？
  • 宇宙研の方を巻き込む
  • 精度の高い見積もりは必要無い．大きく現実を外さない程度．
  • 提案数が絞れた時点で精度の高い見積もりをお願いする
  • ミッション機器に必要なリソースは自分達でおこなう
  • 小型科学衛星の設計寿命は１年．深宇宙の場合は寿命外
  • 技術実証というだけでは小型衛星でも他のミッションを押しのけてられない
  • 人材育成という観点で学生が学位を取るまでに１，２回参加できるミッション頻度が必要．フラッグシップミッションと別途小型や海外ミッションへの機器提供など戦略が必要．

4．中期ビジョンの議論 ●枯渇水星サンプルリターン

• 太陽系を天文学に位置づける
• より古い銀河の情報を持つ物質を取得する
• より遠く，より古い「はやぶさ２」よりも始原的な枯渇彗星の探査
• 質疑
  • 何故メインベルトではなくW/Hなのか？
    • メインベルトの方が良いが技術的な問題でメインベルトは難しい
    • メインベルトコメットという考えがあり，コメットとＣ型の違いは無いのではないか
    • Phaethonではサンプルリターンはできないが，W/Hなら可能
  • 何が分からないのか，何を知るミッションなのか？
    • 銀河物質の研究．太陽系の材料はどういうものなのかを探る
    • 同位体的には太陽系は均一であると分っているが，均質化はいつどのように起こったのか
    • これらの理解には銀河物質のサンプルリターンが第一歩
    • 天文学的な分光観測に対し，その比較対象となる実際の物質を見ること
    • 「はやぶさ」は表面進化，「はやぶさ２」では水が関与した有機物進化．より古い段階を理解するため
  • 微惑星，太陽系温度構造，ネビュラの消失が三大問題である
  • スノーラインを理解する
  • 軌道進化の上乗せ分を完全に除去し履歴を紐解くのは困難
  • その点ではメインベルトがベストだが，メインベルトだとその場観測のみ
  • 枯渇彗星のサンプルリターンとメインベルトのその場観測の比較が必要
  • Dawnの目指すベスタ，セレスは分化をしており，古い情報が保持されていない
  • 枯渇彗星は変成しており銀河情報が失われているのでは？
    • 上書きの情報を読み取るのに枯渇彗星は役立つのでは
    • コアラーで10cmくらい深いところのサンプルを見る
  • サンプリングの困難度の幅はどの程度か？
    • 再探査の重要性は検討している
  • リモセン観測でもオリジンを推定できるのではないか
  • 帰還まで10年かかる探査をつなぐ困難．帰還前に次の探査を計画しなければならない
  • 10年に一度のミッションはどういうリスクを負うことができるか考える必要がある．場合によってはリスクを減らしたコンサバなものを選ぶ必要もあろう
  • 世界的な小惑星探査の戦略の流れの中での位置づけは？
    • 枯渇彗星の位置づけは博物学的なサンプルとしての価値
    • サンプルのもたらす情報の質的転換はメインベルトであろう
    • 小惑星探査を成功させた日本の役割も考える必要がある
• 話しは変わるが，水星，金星の酸素同位体を測ることは物質のオリジンの推定には有用な情報
• レーザー分光計だと小型で酸素同位体を測定できる

●トロヤ群

• ダストの外に出て赤外線天文も実施．ファーストスターの観測．円盤ダストを外から観測
• 太陽系円盤の構造はどうやってできたか，スノーラインがどこまであったか．ダストの晴れ上がりはいつ起きたか，スピカとは相補的に小惑星や彗星から出てくるダストそのものを調べることで迫る
• 欧米は火星と木星，中国インドは月探査．日本はそれらを外した独自の道を進むべき
• 観測要求を満たす技術開発を考える必要がある
• 質疑
  • 「トロヤ群」で解くべきサイエンスの問題を解くために何を観測するのか
    • 可視／赤外カメラによる地形の観察，鉱物分布，元素分析
    • はやぶさ２では邪魔になる熱赤外の影響は無視できる
    • 赤外分光で有機物のその場観測
    • ニースモデルの検証材料
  • メインベルトと比較した場合トロヤ群の持つ情報は何か
    • 恐らくトロヤ群小惑星は彗星である
    • どちらも難しいミッション．サンプルリターンは特に．
  • 小惑星探査において日本が有利である点は何か．欧米中印がお金をかけたらすぐにできてしまうものか？
    • できるであろう
  • できるのであれば外国に任せてしまえばよい．日本でしかやれないことをやればよい．
  • 枯渇彗星とマージすることは可能か？
    • 枯渇彗星より彗星を理解する対象として素性が良い．しかし，サンプルリターンはできない
  • リモセンで何処までできるかを定量的に示して欲しい
  • トロヤ群近傍にもダストが多そうであるが，ダストは巡航中に測るのか？
    • そうである

●エンセラダス

• 形成時の太陽系の温度構造にアンカーを打つミッション
• 衛星の内部構造を調べる
• オプションとして有機物の化学進化，生命を探る
• 惑星科学だけでなく，天文，地球科学，極限生物の研究者を巻き込むことができる
• 20年後のフラッグシップミッションを目指す
• 質疑
  • 長期的なステップはどう考えているのか
    • 氷と岩石を変成させずに持ち帰る技術の確立．海外の類似ミッションがあれば相乗りも考えている
    • 氷を叩いてガス化させて捕捉し，新鮮なまま保存する技術は確立している
    • それらの技術はJUICEには間に合わないだろう
  • 中型フラッグシップミッションではコスト的に苦しい
  • トロヤ群探査の延長技術で実施できるだろう
  • 工学的な面白さとして極限の一つであるが火星飛行機など唯一のものではない
  • 冷却保存帰還技術については枯渇水星探査は練習台になる
  • プリュームが停止している場合も想定した準備も必要ではないか
  • 国際協力で実施できるものと思うが，その中で日本の果たすべき役割は何か
    • リターンサンプルの分析における中心的な役割
  • 日本の有利な点をアピールできないと国際協力は難しい
    • 観測船「ちきゅう」にバイオセイフティレベル４の設備を作る企画もあり，帰還物質の取り扱いはデリケートであり．設備ができれば有利な点となる

●火星生命探査

• Vikingの生命探査で生命は見つからなかったが，当時は検出レベルが低く地球の最も生命密度の低い砂漠でも見つけられないレベルだった
• 蛍光着色による識別は地球上で最も低い生命密度である1E4細胞数レベルが検出可能
• MSLとExoMarsでは生体分子を狙うが，本提案は細胞そのものを狙う
• 現在でも流水痕が見つかり液体の水が存在している．生命の発生維持の可能性がある
• メタンのあるところでメタン酸化菌を狙う
• 探索のためにローバは必須である
• 質疑
  • 火星で生命の有無で「生命」の理解に対してどういう貢献があるのか？
    • ダーウィンやワトソン・クリックに次ぐ大きな発見となる．地球生物との差異から生命の理解につながる
    • 見つからない場合も，その理由やハビタブルの許容範囲が分る
    • ドレイクの式に於いて太陽系での生命発生率は残された不定性
  • 有機物からなる膜の有無で生命か否かを判断する
  • 化石探査には不向き．現存生命の探索
  • 紫外線は生命にとって脅威であるが20μmも潜れば遮蔽できる
  • 生命を見つけたら第一級のサイエンス成果である．万人が認めるこのような探査こそ政策ミッションでやるべきでは
  • 単に発見するという目的でミッションの主目的になるのか．生命だと許容されるのか
  • 火星ペネトレータと相乗りすることは可能か
    • ペネトレータに分析装置を搭載するのは困難ではないか
  • 既にある火星WGとの関係をどう考えるのか
    • MELOS1での搭載を検討している．載らない場合はフラッグシップミッションとして進める
  • 測定法などアイデア勝負でネタが割れる心配があり他国のミッションには載せにくい

5．まとめ

• １２月に提出されたミッションコンセプト（ＭＣ）を議論する場を持つ
• その２週間前までに２ページにまとめたＭＣを提出
• ＭＣ作成の状況を確認するため，タイトルと科学目的のみ１０月末までに提出
• それまでにマージ可能な提案はまとめておいてほしい
• 中期ビジョンの整理を１２月の会議の冒頭でおこなう
• 議論
  • 政策ミッションであるSELENE-2，小型科学衛星でのSLIMがあり，月をここで議論しているフラッグシップミッションとして扱うべきかどうか
    • 月の重要性は認めるが，１０人のミッションコアが居て，１００人のデータ解析者を生む土壌があるのか．まだ火星の方が広がりがあるだろう
    • かぐやのサイエンス会議の出席者の数からして月でも数十人の解析者は存在している
    • 月だけの科学に閉じた提案では良く無い．月で行なうものでも他に広がりの

あるテーマであるべき

• データ解析者の広がりを生み出すにはデータの即時公開が有効である
• 日本のようにデータ生産に専門の技術者が雇えない環境では公開と利点と機器チームの特権の調整が必要
• データ蓄積と利用の問題点と今後のミッションでどうすべきかは別途作業部会を立てて検討する
• 中期ビジョンに関しては惑星科学会の将来計画委員会で別途まとめてもらう
• 必ずしも多数の論文数が見込めず，直接には第一級ではあるが少数の論文しか見込まれないミッションをどう考えるか
• 発見的要素は事前に評価することは難しく，論文の数量に於いても天文には勝てない．何か別の評価軸が必要であろう