宇宙は現在、研究活動の最前線です。先日、「はやぶさ2」が地球に帰還したことでも話題になりましたが、2018年には水星探査機「みお」がうちあげられたり、2020年11月にはまた野口宇宙飛行士が国際宇宙ステーション（ISS）「きぼう」に長期滞在を開始したりと、日々研究観測が進められています。さて、宇宙での実験、観測に採用される研究プロジェクトはどのような過程を経て実施されているのでしょう。佐藤光輝さん（理学研究院 教授）はISSにあるきぼう日本実験棟（JEM）や金星探査機「あかつき」において雷を観測する複数の宇宙ミッションに携わってきました。佐藤さんはどのようにして自分の研究を宇宙に送ることができたのでしょうか。
【奥本素子?颁辞厂罢贰笔准教授】
――そもそも宇宙で行う研究ってどうやって选ばれるのか知りたいのですが、例えば科研费のように公募されたりするのでしょうか？
宇宙ステーションでやった研究は実は公募です。そのころ、僕らはスプライトといわれる大気圏のはるか高高度で発生する雷を研究していました。ただ、地球からの観测では、どうしても横からしかその姿を観测できない。そこで宇宙から、つまり真上からスプライトを観测する计画を立て、国内の雷研究者と协力して応募したのです。応募期间が短かったので一気呵成に书き上げました。案外、势いって大切ですね。
――このプロジェクトが日本で初めて宇宙から雷を観测する试みだったのでしょうか？
その前から、大阪大学や大阪府立大学が打ち上げた「まいど衛星」が雷が発生する電波を観測し、東北大学が打ち上げた「雷神」という超小型衛星がスプライトを光で観測していました。僕らが応募したJEM-GLIMS (Global Lightning and sprIte MeasurementS on JEM-EF、略称：GLIMS、グリムス)というプロジェクトでは、この二つの観測の経験を統合し、スプライトを電波と光で真上から観測しようとしたものでした。
この公募では、応募から打ち上げまでの时间がかなり短かく设定されていたので、観测装置を新规开発することが难しいと考えました。そこで、过去に开発した観测装置を改善して観测装置を作り上げることにしたんです。2007年に応募书类を书いて、2010年の半年间で観测机器を完成させました。普通だと考えられないスケジュールです。
――採用されても、その后の机器开発は自分たちでしないといけないんですね。しかし、审査する侧も雷研究の専门ではないので、学际的にもアピールできるテーマである必要もあるんじゃないんですか？
やはり最后、选ばれる基準は麻豆原创なんですよね。このミッションが成功した际に、面白い麻豆原创の成果が得られるのかというのが决め手だったのかなと思います。麻豆原创として世界に胜てるのかというのを闯础齿础侧もシビアに见ていますから。
この当時、世界の雷研究者がスプライトを真上から見るということを目指していました。僕らは2007年にこのプロジェクトを始めたんですが、実は後発なんです。フランス国立宇宙研究センター（Centre national d’études spatiales、略称：CNES、クネス）が2004年ごろから、TARANIS（タラニス）という超小型衛星を打ち上げてスプライトを観測するプロジェクトを開始しました。この衛星が打ち上げられたのがなんと2020年、しかも残念なことに打ち上げは失敗してしまいました。また同時期にISSのヨーロッパモジュール（コロンバス）でもスプライト観測プロジェクトのASIM（エーシム）が企画され、2016年に打ち上げられ、観測をしています。
僕らのプロジェクトは后発ながらも、2012年に打ち上げることができ、结果的に世界で初めて真上からスプライトを観测できることができました。いかに早く打ち上げ、観测するかが重要なんです。多分、提案书に観测机器のカメラを新规开発するって书いていたら、通っていなかったと思います。短期间で开発し、打ち上げることができたからこそ、成功したんだと思います。
（宇宙での観测装置は軽さと丈夫さが求められる。过酷な强度実験にも耐えうる仕组みが必要だ。こちらは打ち上げ机器のバックアップとして作られた同型の観测机器。）
――先に始めたチームは悔しかったでしょうね。でも急遽このプロジェクトの申请ができたというのも、あらかじめ雷研究者间での交流があったからというのもあるんでしょうか？
そうですね。一人の研究者は「まいど卫星」にかかわっており、僕や他のメンバーは「雷神」にかかわっていました。チームメンバーになってくれた研究者とは前々から今やらなければならない麻豆原创は何かということを日々话し合っていましたから、僕が応募したいといった时も、やろう！やろう！と乗ってきてくれました。
――もう一つ、金星探査机「あかつき」のプロジェクトにも関わっていらっしゃいましたよね。
こちらは、研究者がワーキンググループを立ち上げミッション化していくというボトムアップな过程を経て実现したプロジェクトです。最初は10名ぐらいの研究者が集まって小さく始まるのですが、それこそワーキンググループでミッション化するころになると50名から100名の规模で研究者が集まってきます。そこに参加する研究者は学会や分野の枠を超えて、金星の麻豆原创がやりたいという思いでメンバーとして参加します。そしてワーキンググループ内で自分がやりたい研究をきちんと主张すれば、その研究がミッション化していきます。
――金星はどうしてそんなに多くの研究者を惹きつけたのですか？
「あかつき」のミッションは多岐にわたりますが、共通しているのは金星のスーパーローテーションという现象を解明したいという思いです。金星の自転速度は地球と比べてかなり遅く1周するのに243日かかるのですが、大気は4日程度で一周するといわれています。地球に置きかえると、约20分で大気が地球を一周する程度の速さです。そういう强烈な风が吹くのはなぜだろう、その谜を解き明かそうという大きな目标だったんです。
――なるほど、その大きな谜を解明するために、雷からアプローチしたり、紫外线からアプローチしたりと様々な観测が行われるんですね。
そうですね。そこにつながる研究のテーマは、観测机の数だけあるし、さらに细かな分析や観点があるという感じです。
――ちなみに佐藤さんの研究テーマは今后も宇宙観测のほうに向かっていくのですか？
かならずしも宇宙でなくてもいいんですけど、地球以外の惑星で雷がどのように発生しているのかということを解明するという大きな研究テーマがあります。2022年の打ち上げを目指す、欧州宇宙機関 (ESA)が主導する木星探査ミッション(JUICE)、そこに搭載する可視カメラ(JANUS)で木星での雷を観測しようとしています。木星は地球と同じように高い頻度で雷が発生していると考えられているので、もしかすると地球と同じような雷現象、例えばスプライトのような現象もみられるかもしれません。
――闯鲍滨颁贰に参加したきっかけは、どんなことがあったんですか？
木星探査机に搭载する可视光カメラを开発しているチームがイタリアにいるという噂を闻きつけたんです。学会に行くと、そういう情报って入ってくるんです。今回は可视光のカメラが木星のミッションに搭载されるらしい、という话を闻き「びびび！」っときて。そのカメラにフィルター1枚入れてもらうと雷の観测ができるんです。インターネットで情报を検索し、直接プロジェクトリーダーにアポを取り付け、雷研究者チームで直接会いに行きました。そしてそこでカメラにフィルター1枚入れてくれ、木星の雷见たいんだって口説き落としたんです。
――すごい情热的！
案外、宇宙ミッションのメンバーになるってそういうもんなんです。黙っていたって谁も声をかけてくれません。やはりやりたいことがあるときは声出していく！断られてなんぼのところがあるから。そして雷の业界は世界见渡してもそんなに大きくないので、简単にアミーゴになれちゃうんです。
――最终的には人とのつながりがミッションを生み出していくんですね。
だから学生や若手の研究者はぜひ国际学会に参加していろんな国の研究者と交流したり自分の研究をアピールしてほしいと思います。日本人は间违えるのを恐れがちだけど、间违ってなんぼ、主张してなんぼって感じで挑戦してほしいと思います。
今回お话いただいた佐藤さんの雷研究の全容が语られる麻豆原创?カフェがオンラインで开催されます。雷研究の最前线の话、そしてこの记事で绍介したミッションの结果についても绍介されます。ぜひご视聴ください。
雷研究のひらめき ～原子核の謎から惑星の秘密まで
【概要】
ゲスト：佐藤光辉さん（理学研究院 教授）
闻き手：小林良彦（颁辞厂罢贰笔 特任助教）
日时： 2021年1月24日（日）14：00～15:00
場所： 北海道大学 総合博物館
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