スタッフ出張報告
2010年9月-2011年2月
藤本 正樹
2010年9月初旬から11月初旬にかけて、水星探査計画ベピ・コロンボ、木星探査EJSM、SCOPE・原始惑星系円盤、MMS、水星探査計画という用件で海外５連発をやったのだが、これらの将来計画に関しては状況がすっきりしない感じが続いていて、いろいろと書くネタはあったものの出張報告をサボってきた。しかし、2010年12月にはSCOPEと連携すべく欧州勢がEIDOSCOPE計画を提案したり、木星探査EJSM計画が2011年2月にマイル・ストーンを迎えたりしたことを機に、何があったのかを記しておこうと思う。
●水星探査ベピ・コロンボ
2010年9月のオーストリアでのサイエンス・チーム会合のあとに、11月にコロラドであったNASAの水星探査計画・MESSENGERとの合同会議のテーマは「外圏大気・プラズマ」であった。そこではプラズマ関連話題のレポーターとなり、会議の最後に全体をレヴューしながら研究を進める上での視点を整理する議論の司会進行役をやることとなった。「水星は地球と同様に固有磁場を持つので似たような磁気圏を持つが、磁場の強さが異なり、また、電離圏もなく、…」というのが典型的な議論の構成である。そして、「アメリカ・スタイル＝書かずば死ね ”publish or perish”」においては、「効率的な」議論をする傾向がある。そこにおいては、地球と水星が「似ている」ということ、つまり、なんとなく知っているつもりになってしまうことが落とし穴になり兼ねない：本当は面白いことがあるのに、「まあ、そうだよね」と抜けてしまう危険があると思う。そういう視点から、やや挑発的な司会進行をやった。たとえば、大物DBが「地球でのリコネクション領域位置からの類推で、水星でのリコネクション領域位置は理解できる」と述べれば、「地球でのそれは、基本的な物理の議論だけから真に理解されたものだろうか」と問い返したりしたわけだ。また、外圏大気はプラズマ源でもあるので、その構造を理解することはプラズマの視点からも重要だが、その共同研究においては「プラズマの視点ではこういうテーマがあるので、外圏大気のこれを知りたい」と、具体的なモデル計算目標をこちらから提示するアクティヴな関与が必要だと提唱した。会議中にメモをとっていたものの、前日のコンファレンス・ディナーの後、真夜中から深夜3時頃まで会議を再構成し直す感じで準備するしかなかったのだが、MESSENGER・PIであるSolomonに「オレは専門が違うけど、面白い議論だったよ」とウケたので、その甲斐はあったのだろう。こういう信頼関係もあって、2011年3月のMESSENGER・水星周回軌道投入イヴェントには招待され、さらに半年後の9月には、京都にてMESSENGERが周回軌道から観測した結果の【世界最速報】(world premiere)会議が開催される。
この司会経験は現在進行中のMMO・サイエンス運用案策定作業に大きくプラスに作用している。たとえば、MMOの軌道はポーラー・キャップをいつも横切る。「ポーラー・キャップ？まあ、地球の経験からだいたい判っているよね。重要なターゲットではないな。」…おっと、落とし穴に嵌っているのではないか？水星と地球との類似点ではなく相違点から面白いことがあるのではないか？ウニウニと考えるうちに水星とガニメデとの類似に思い至り、実際にガニメデのポーラー・キャップをNASAの木星探査機・ガリレオが横切ったときのデータをPD・木村が見てみると、ちょっと新しいことが見つかったりしている（木星探査計画EJSMとのリンクもある）。また、グリグリ議論する中から「水星はいつもストームではないのか？」なんてテーマも生まれている（地球内部磁気圏探査計画ERGとのリンクもある）。こういうアイディアはすべて、10年後の運用現場（ベピ・コロンボは2014年打ち上げ、2020年水星到着）において活かされる資料にMMOスタッフ・西野とともにコンパイルしていく。MMOのテレメトリ・レートは低い。つまり、データの垂れ流しはあり得ず、大事なもの【だけ】を【ちゃんと】選んで持ってくるという神経の擦り減る運用現場となるのは間違いない。勝負は、それまでにどれだけ考えておくかにかかっている。
昼で解散となった会議後、ベピ・コロンボMPOのプロジェクト・サイエンティストとロッキーまで半日ドライヴした。山中の田舎町で食ったハンバーガーはかなりうまかった。泊まったホテルの隣にあったダイナーで亀田・吉岡・小笠原（SWRI）と馬鹿話しながら食ったハンバーガーも、かなりうまかった。コロラドはバーガー天国なのか？この時点では、その後の健康診断で「やや注意」という数値が出ることを知らない。
会議からの帰り道、空港へのシャトル・ヴァンでは隣席のギリシャ人から「日本、大好き」と話しかけられた。よくあることだ。海外出張ごとに、用務外のいろいろな場面で一度はそういう会話がある。日本は好かれている面も多いのだ。MESSENGERとの良好な関係においても、それは何気に効いているのではないか。そして、それは堅持していくべきものだ。
●地球磁気圏衛星編隊観測計画SCOPE
2010年9月末に、カナダ・モントリオールのカナダ宇宙機関CSAにて、SCOPEのCSA側ミッション概念評価があった。「科学的価値はあるか」「カナダが参加すべき理由はあるか」「カナダに分担できるのか」という視点からの議論が行われ、基本的には前向きの雰囲気で終わった。公式なGOを得て2011年度内のJAXA・CSA合同SRRへと進みたいのだが、問題はCSA側の予算がなく、ちょっと停滞してしまうことである。だからと言ってCSA側の担当者と仲良くしないなんてことはなく、Pierreとは港周辺の旧市街の店でアップル・サイダーを飲みながら、いろいろと話し込んだ。
黄色信号点滅と言えば、欧州でのCross-Scale提案がESAの第二次選定（2010年2月）で不首尾だったことを思い出す。この失敗の反省から、欧州勢はESA単独案を最初から捨ててSCOPEとの連携を前提とし、高性能衛星一機をSCOPEに追加し小さな予算で大きな成果を得る作戦に切り替えて、再度提案した（EIDOSCOPE）。2010年12月にあった提案受付には、いわゆる磁気圏分野からは3，4通もの提案が出され、分野を挙げて一致協力しての提案という形にはならず、その悪影響が心配されたのだが、EIDOSCOPEにはよい感触がある、とのことである。これと並行して、2011年2月〆切りだったNASAのMoOには、SCOPEに搭載する観測機器の提案が出された。さらに、USの将来計画を規定するDecadal Surveyの執筆が進行中だが、そこにおいてもSCOPEが標榜する「同時マルチ・スケール観測」が書き込まれる公算が高い、とのことである。
何が言いたいのか。SCOPEが狙うサイエンスへは世界からの賛同が寄せられているといことであり、CSAが少しもたもたしたからと言って（さらにJAXAの状況が不透明だからと言って）慌てることはない、また、焦ってもあまり意味がない、ということだ。その一方で、概念立ち上げからは10年（H-2Aを想定した検討本格化からは5年）経過してもいるので、若手世代からの修正案を期待もする。そもそも、SCOPEであれ何であれ、ミッション基盤となるようなコンセプトの構築や補強へと繋がるような研究スタイルを期待する。Geotail以降の世代にはなかなか実感できないことだろうが、「既存の舞台で踊る」というスタイルでいつまでも続けられるわけではないのだ。
●NASA磁気リコネクション観測計画MMS
2010年10月にはMMSのサイエンス・チーム会合があった。IDSチームの一員という「外様メンバー」として参加しているつもりだったのだが、いつの間にか、MMS理論チーム長のコンサルタントということで「親藩メンバー」になっているようだ。いずれにせよ、会議での議論は、「理論家が予想をし、観測がそれを確かめる」という雰囲気で、さすがの理論オリエンティッドなMFも「ちょっとなぁ」と思うのだった。その一方で、運動論的リコネクションの理論研究のネタを拾うには最高の場所であった。実際、会議後のUCバークレイでの議論とあわせて、Daughtonの世界最大３次元計算の中身をきっちり理解し、こうすればいいよな、というアイディアが浮かぶレヴェルまで到達した（かつ、どうせ自分では出来ないので、提案もした）ことは、大きなゲインであった。ガイド磁場がある場合の磁気リコネクション領域には、メイン・エンジンの周辺にも強い電流層ができる。十分に大きな規模の３次元系では、ここでも磁気リコネクションが発生する。つまり現実の磁気リコネクション領域は、メイン・エンジンひとつだけが卓越する層流的な構造を持たず、複数の個所で磁気島が発生しては放出されるという乱流的様相を示すらしいのだ。これは新しい。が、そんなことを言っていたなんて、これまでは、図やムーヴィーが複雑で「おお、すげえぇ」という印象しか残っておらず、One-on-one で説明してもらうまで判らなかった。今回はとてもお徳だったわけだ。UCバークレイでの議論では、そう乱流化の様相はガイド磁場が期待できる磁気圏境界で見えるはずだよね、磁気圏境界だったら計算での設定とは違って密度勾配もあるから電流層の様相もこう変わるよね、と観測データに対する視座を検討しつつデータ検索をし、どうせなら密度勾配を入れた計算もしようとなったことは、楽しんご。
会議会場はDCの郊外。帰りにアナポリスで名物「クラブ・ケーキ」を食った。港に近い、見た目はいい加減なダイナーのようなその店のレシピは、かなりよい。知るひとぞ知るという感じで、MFの知識と同行したTaiの知識とホテルでの推薦が完全に一致したのだった。観光名所的な店は別にあるのだが。
●原始惑星系円盤における磁場効果
モントリオールでの会議後はナッシュヴィルへと飛んで、弱電離プラズマの研究会で原始惑星系円盤における磁場効果の話をした。初期の原始惑星系円盤にはガスとダストがある。惑星は微惑星が集積して出来る、その微惑星はダストが集積して出来る。…とされるが、後者は大難問として残されている。最近、東工大院生・カトマリとの共同研究で、磁場が効くダイナミクスがあってこそ微惑星ができるという提案をしているのだが、その話を惑星科学の会議ではなくプラズマ物理の会議でしたのだった。
カトマリのD論審査は無事終わりつつある。ナッシュヴィル会議やD論審査会において、「シミュレーションの初期条件は本当ですか」という質問を厭になるほど（実際、うんざりした）受けた。今回の成果そのものは、ある物理過程（MRIと呼ばれる不安定性）に関する洒落たアイディアとそれを非線形計算の結果として示すための数値コード開発（このためには、惑星形成論への興味とプラズマ物理の知見が必要なので、同様な計算ができるグループは世界でも2，3しかない）によるもので、そこを楽しんでくれ、そこを評価してくれ、というのがこちらの本音である。本当かどうかって、見たわけでないし、知ったこっちゃあない、という本音もある。が、さすがにD論審査なので、ちょっと真面目に考えてみるべということになって、ぐぐぐっと考えてみると、おおっ、円盤中のスノー・ラインの位置（それより中心星側だと温度が高くてH2Oが氷でなくガスとなる場所）という問題と絡めて議論すれば、たいへんにセクシィーな問題として設定できることがわかった。絡まり合う要素は６つ：（１）円盤中でダストサイズは成長する。（２）サイズが細かいダストは毛布の役目をして円盤の温度構造を決め、スノー・ラインの位置を決める。（３）スノー・ライン付近では、昇華後にH2Oガスが拡散して外側へと移動したものは再び凝結するため、氷からなる細かいダストの量がピークとなる。（４）細かいダストの量は円盤ガスの電離度を決める。（５）円盤ガスの電離度はガス乱流の様相を決める。（６）サイズが大きく成長したダストは、電離度が大きく空間変化し乱流レヴェルも空間変化するスノー・ライン付近で集積し、そこで微惑星を形成することが出来る。今回の結果は（６）であるのだが、その機構がイケそうだという期待が（１）〜（６）を全部解くべきだという構想へとつながるのである。このことを只のスローガンとして言うだけならば簡単だし、実際そうされてきたのかもしれない。ここで大事なことは「イケる」という身体感覚があること、こう言い切ることにスッキリした気持ちでいることだ。SCOPEの基盤である「同時マルチ・スケール観測」という概念を言語化した頃と同じ高揚感がある。カトマリは4月からアカデミアを離れて企業の研究員となるが、後継者の東工大M・瀧もいることだし、具体的な研究戦略を考えるのが楽しんご。
ナッシュヴィルそのものは、不発だったが、カトマリD審査打ち上げで東工大仲間と行った駒沢の沖縄料理店は、ゴザの床、チャブ台、壁はヨシズ張りと、現地へトリップしたかのような雰囲気があった（…って、行ったことないんだけどサ）。2010年6月に惑星形成論の国際会議があった（MFはマドリッド出張で行けず）石垣島の話で盛り上がったこともある。6月24日、MFがマドリッドのバルで絶叫するのと同時進行で、石垣島でも飛び跳ねていたということだ。
●木星探査EJSM
日本で惑星探査をする究極の理由は、世界の仲間とともに大それたことに参加したい、ということではないだろうか。その意味で、2020年代に木星系、特にガリレオ衛星の二つであるエウロパとガニメデ（ガリレオ衛星の残りの二つはイオとカリストである）を精査し、系外惑星を意識しながら巨大ガス惑星系にある氷衛星という世界を理解し、そこでの生命居住可能性も考えるというEJSM計画に何らかの形で日本から参加することは必須である。EJSMはNASA・ESA主導で進み、これへの参加方法としては二本立てで考えている：（１）NASA・エウロパ周回機JEO、ESA・ガニメデ周回機JGOに搭載される観測機器チームに参加し、日本人研究者が関与した機器がEJSMにおいて活躍すること。（２）磁気圏周回機JMOを独自に提供し、JEO・JGOと同時共同観測をし「ダイナミックな木星系に埋め込まれた氷衛星の世界」というテーマの深化に貢献すること。
JMOの目玉は、高緯度から赤道面を見下ろしてプラズマの撮像をするという点にある。撮像にENA、EUV、X線といったものを使えば、木星夜側の磁気ディスクから高温プラズマ雲が木星周辺領域へと注入され、それがエウロパやイオのトーラスに影響を与え、さらには内部磁気圏の高エネルギー粒子の分布にも影響を与えている様相を、文字通り、一望の下に把握することができる。そして、エウロパやガニメデはこの広域活動の中に埋め込まれているのであり、JEO・JGOはそれぞれの衛星の近傍での局所観測を行う。【「ダイナミックな木星系に埋め込まれた氷衛星の世界」というテーマの深化】というフレーズは、この「望遠鏡」（全体描像把握）と「顕微鏡」（局所詳細把握）が同時に機能して全貌が明らかになることを指している。
高緯度に如何に到達するか。実は、カリスト・フライバイを使えば可能だということを、ISAS川勝研・ゲスト研究員だったStefanoが示した。これは、木星軌道投入後、しばらくは赤道面におり、かつ、遠木点を木星から大きく離して、高温プラズマ雲のソース領域を「その場」観測し、その後、じわじわと遠木点を木星に近づけ、かつ、高緯度へと移動して撮像モードへと移行するシナリオが実現可能であるということだ。2010年9月、ローマでのEPSCではこの構想を紹介した。同じ会議では、イカロス津田さんが世界初のソーラーセイル成功話をブチカマし、この話が宇宙工学だけでなく惑星科学の会議でもウケることを証明した。
ローマでは、イカロス津田と一緒に3日連続で昼夜とメシを大食いした。この時点では、その後の健康診断で「やや注意」という数値が出ることを知らない。JMOではイカロスの兄貴分（子供？）となる大型ソーラーセイルを活用したトロヤ群探査機と同時実現し、全ISAS体制、真の理工一体で実施することを狙っている。イカロスが快挙を成し遂げたので、それがモーメンタムを与えて、木星計画もするすると次の段階へ…といくほど、ISASを巡る状況がよいわけではなく、技術ハードルも低いわけではない。予算規模もデカい。なので、欧米が2020年に打ち上げるとしたら、同時観測には間に合わないかもしれない。それでも、十分に面白い企画を持っていて、やるべきことを共有していて、かつ、専門が自分とは異なる相手との議論は楽しんご。ちなみに、彼はSCOPE津田でもある。
写真：ローマ、カンポ・ディ・フィオ―リ近くの「ダ・セルジオ」にて。皿にあるのはパスタで、「アマトリチアーニ」と「胡椒とチーズ」。この地元に根付いた店は夜8時だとガラガラだが10時過ぎには満員。Stefanoからの紹介。
2010年12月ISASで行われた「高緯度からの撮像に関する作戦会議」はたいへん有意義だった。特に江副氏によるX線観測による木星放射線帯観測の提案は、開発中の機構によって初めて惑星探査機での実現できるという要素も含めて、新しい地平線が見えつつある雰囲気があった。また、鍵谷氏のプレゼンをきっかけに、その後も継続発展した議論から、沙羅を筆頭著者とするハッブル宇宙望遠鏡の観測プロポーザルを提出するまでに至ったことは、その成否にかかわらず、日本の木星関係者の意識合わせができたという意味で、まずはISASの小型衛星一号機・EXCEED（地球周回軌道からの木星磁気圏のEUVによる撮像をテーマの一つとする）の成功へと繋がるはずである。
2011年2月、パリにてESA・Lクラスミッション候補の第二次選定・公開審査会が行われた。Lクラス候補とは、重力波検出計画のLISA、馬鹿デカいX線天文計画のIXO、そしてEJSM‐JGOであり、それぞれが審査員＋申し込んだ科学者からなる聴衆を相手に二時間程度のプレゼンをする。当然バイアスもあるのだろうが、それでも、天文分野の二つのプレゼンはフォーカスしていなかったという印象を持った。重力波ってそうなのか、X線天文って面白いな、とは思えても（そうとすら、あまり思えなかったのだが）、それぞれのミッションで何をするのか、本当にできるのかどうかは、よく見えなかったという印象だ。そして何より、NASAによるサポート演説が際立って異なっていた。３つともNASAとの共同なのだが、NASA・天文ヘッド代理（ヘッド本人は欠席）は、ずばり、「JWSTのせいで、カネがない」「この二つの計画の優先度も低い」。一方、NASA・惑星ヘッドであるJim Greenは、「JEOはやる」の一言。精密なロジックを展開すれば、NASAがJEOをやることはESAがJGOをやることをエンドーズしないのだが、こういうことにはノリも大事なのだ。
終わったあと、パンテオン近くのお気に入りのカフェで知り合いのオランダ人・イタリア人と機嫌よくワインを飲んでから、８時半からのEJSM提案チームのディナーに参加。「勝利」ムード満々のテーブル。アストロバイオロジストの正面に座ったので、「アストロバイオロジーはバイオロジーではない」といった議論をしながら真夜中まで過ごした。2022年とかまでにJEOとJGOは打ち上がるのだろう。ということで、まずはとにかく、これらに搭載される観測機器のチームへ、日本からの参加者が確保されることが重要である。