GEOTAIL計画の構想から20年
西 田 篤 弘
宇宙研とNASAが対等に
1992年に打ち上げられたGEOTAIL衛星は，現在も磁気圏物理学の分野で大活躍している。GEOTAIL計画は，宇宙科学研究所とNASAがほぼ同規模の予算を投入した大型の国際協力プロジェクトである。今年2003年は，この計画の構想がまとまった1983年からちょうど20年目に当たる。
磁気圏の構造や活動を支配するのは太陽風である。1978年ごろから地球周辺の宇宙空間に衛星ネットワークを張り巡らせて磁気圏物理の研究を前進させようという気運が高まり，アメリカの研究者を中心にOPEN計画の立案が始められた。OPENはOrigin of Plasmas in the Earth's Neighborhoodの略である。私も企画委員会のメンバーであったが，立案に参加しているうちに，宇宙研も同じ時期に科学衛星を打ち上げてこの計画に自主的な立場から参加すべきだと思うようになった。理由の一つは，原案では磁気圏の主要な領域が十分にカバーされず，“重要な問題”を解く鍵が得られないおそれがあるということであり，もう一つは宇宙研がNASAのOPENと対等に取り組む力を獲得しつつあるということであった。ハレー彗星探査計画が走り出し，ロケット，衛星，通信など，さまざまな面で飛躍的に発展しつつあった時期である。
GEOTAIL計画誕生まで
“重要な問題”とは，磁気圏尾部で起きる磁力線リコネクションのことである。磁力線リコネクションは磁場に蓄えられたエネルギーを開放してプラズマを加速する過程で，磁気圏ダイナミックスの要の役割を果たすメカニズムである。それにもかかわらず，OPENの原案には，リコネクションが爆発的に発生する地球から20ないし30Re(Reは地球の半径)の尾部領域を観測できる衛星が含まれていなかった。そこで，宇宙観測専門委員会のもとにOPEN-J研究班を設け，20×7 Re，i ＝０°軌道での実験計画を作った(1980年，1981年に改定)。輸送系の先生方には当時開発中のM-3SIIロケットに新規のKM-Pを加えて20 Re×1000 km，i ＝０°の軌道に170kgを投入する案をベースに，衛星重量を250kgに増すことに向けて検討をお願いしていた。
ところが，1983年初めにNASAのOPEN担当者から，OPEN衛星の一つであるEMLをOPEN-Jに置き換えてスペースシャトルで打ち上げるという提案がもたらされた。NASAがスペースシャトルで打ち上げるというのであれば，ロケット開発経費が節約できるだけでなく衛星を大型化することができる。しかし，EMLは放射線帯観測を主目的とする衛星であって高度も数Re程度でしかなく，OPEN-Jの目的を果たすことはできない。その年の５月に来所したOPEN担当者代表はこの不整合に弾力的に対応し，EMLでなくGTL(磁気圏尾部の遠隔領域を探査する衛星)との置き換えも考慮することを約束した。その背景には，OPEN提案がNASAで行き詰まっていたということがある。彼らは４基の衛星を打ち上げる計画を作っていたのであるが，これには約800億円を要するため，OSSA(科学・応用部)部長から，国際協力によって経費を分散することがOPEN計画実現のための必要条件だと告げられていたのである。OPEN代表は９月に再び来所し，GTLとOPEN-Jを統合して新たな衛星計画を作ること，この衛星の軌道は２段階に分け，最初はGTL的な遠隔尾部観測衛星とし，その後軌道を低くしてOPEN-J的な近尾部観測を行うことで合意した。こうしてGEOTAIL計画が生まれたのである。同時にOPEN計画は再編成されてISTP(International Solar Terrestrial Physics)計画となり，ESAも参加した。
この動きには，さらに深い背景もあった。宇宙開発における国際協力が1982年のヴェルサイユ・サミットで取り上げられ，1983年のウイリアムスバーグ・サミットで報告が行われることになっていたが，具体案の策定に当たるワーキング・グループの一つとして太陽地球系科学を含む太陽系探査ワーキング・グループが作られていた。国際政治のひのき舞台まで借りて大きな仕掛けをこしらえた策士がいたようである。
難題を乗り越えて
GEOTAIL計画が日米共同計画として滑り出したばかりの1987年にChallenger事故が起き，打上げがシャトルからデルタIIロケットに変更された。不測の事態であったが，発足直後だったために大きな支障もなく計画を改定することができた。
発足時には予想できなかった難題は，協力協定の「損害賠償請求権相互放棄」条項で日米両政府が真っ向から対立したことである。GEOTAIL計画だけでなくこれに続くSFU計画でも，当時の文部省に多大なご苦労をおかけした案件だったので，今月から発足した宇宙航空研究開発機構の業務方法書に「宇宙の開発および利用に関する条約その他の国際約束をわが国が誠実に履行するために機構が講ずる措置」が明記されているのを見て感慨深かった。
(元・宇宙科学研究所長 にしだ・あつひろ)
ＩＳＡＳニュース 2003.10 No.271
