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// Japan's First Satellite · 1970-011A

おおすみ
OHSUMI

1970年2月11日、L-4S-5に載って内之浦から飛び立った日本初の人工衛星。 わずか24 kgの機体は、短い通信時間と引き換えに、日本が自力で衛星を軌道へ入れる技術を持ったことを証明した。 その軌道上の滞在は33年以上に及び、2003年に北アフリカ上空で大気へ戻った。

1
日本初の人工衛星
24kg
軌道投入時質量
33
軌道滞在
運用終了 🇯🇵 日本 / 東京大学宇宙航空研究所 技術試験衛星

01基本情報

人工衛星そのものというより、「衛星を軌道へ入れる技術」を確かめるための小さな実証機だった。

開発・運用国日本 東京大学宇宙航空研究所 / Institute of Space and Aeronautical Science
打上げ日時1970年2月11日 13:25 JST 04:25 UTC
ロケットL-4S-5 4段式・全段固体ロケット
打上げ場所鹿児島宇宙空間観測所 現在の内之浦宇宙空間観測所 / Kagoshima Space Center (Uchinoura)
現在の状態大気圏再突入済み 2003年8月2日 05:45 JSTごろ、北アフリカ上空で消滅
国際標識番号1970-011A
質量24 kg 第4段モータ燃焼後
寸法全長 1,000 mm / 最大直径 480 mm
電力銀酸化亜鉛電池 5 Ah 太陽電池ではなく一次電池運用
構造チタン製モータ + アルミカバー付き計器部 黒い球体と銀色の円錐が特徴
アンテナフック型2本 + ベリリウム銅ホイップ型4本 円偏波
通信テレメトリ送信機 / ビーコン送信機 / パイロット送信機

02ミッション

おおすみの本質は、科学観測衛星である前に「日本が衛星を自力で軌道投入できるか」という問いへの実験だった。 成功の瞬間は、以後の科学衛星と探査機の系譜を始める合図でもあった。

なぜ「最初の一機」が必要だったのか

1955年のペンシルロケット実験から始まった日本の宇宙研究は、まず観測ロケットで上空を目指した。 しかし、弾道飛行で一瞬だけ宇宙へ届くことと、地球を回り続ける軌道へ機械を入れることの間には大きな断絶があった。 1962年には、約30 kg級の衛星を5年以内に打ち上げるという目標が立てられる。 おおすみは、その目標が単なる願望で終わらないことを証明するための機体だった。 つまりこの衛星は、観測データ以上に衛星打上げという国家的な技術手順そのものを測っていた。

L-4Sはミューへの前哨戦だった

L-4Sは、L-3H観測ロケットに第4段キックモータを加えた4段式・全段固体ロケットだった。 ISASの公式説明では、L-4S計画はミュー計画のために衛星投入手順を模擬し、確かめる先行プロジェクトと位置づけられている。 液体ロケットのように細かく推力を制御するのではなく、最終段の姿勢を整え、適切なタイミングで点火して軌道速度へ近づける。 その中核にあったのが、地球の重力を利用しながら水平に近い向きへ飛行を寝かせていくグラビティターンの考え方だった。 おおすみの成功は、後のミュー系列ロケットによる本格的な科学衛星打上げへ、実務的な道をつけた。

機体は小さく、目的は鋭かった

おおすみ本体は、全長1 m、軌道投入時24 kgの非常に小さな衛星だった。 黒い球状の計器部と銀色の円錐、そしてチタン製モータを組み合わせた姿は、のちの箱型衛星とはまったく違う。 搭載機器も、精密加速度計、加速度計、温度計、テレメトリ、ビーコン、パイロット送信機、電池という、投入と状態確認に直結したものが中心だった。 長期観測よりも、ロケットの飛行と衛星の軌道上状態を読み解くための機械である。 初号機に必要だったのは豪華な観測装置ではなく、「入ったか、動いたか、どんな環境だったか」を確かめる最低限の感覚器だった。

成功確認までがミッションだった

打上げ直後、各地の追跡局が信号を受けたとしても、内之浦へ戻ってくるまで実験はまだ終わっていなかった。 おおすみが地球を一周し、日本上空へ戻る約2時間半後、15時56分10秒から16時06分54秒まで、内之浦で電波が受信された。 この10分ほどの信号が、軌道投入成功を決定づけた。 その後、信号レベルは低下し、翌日の第6周回ではかすかになり、第7周回では検出不能になる。 運用寿命は短かったが、その短い通信は一国の宇宙開発史を次の段階へ送る確認音になった。

33年の沈黙が残したもの

公式資料では、信号喪失の原因は予想以上の高温による電源容量の急減と考えられている。 だが、通信を失ってもおおすみは消えたわけではなかった。 近地点約350 km、遠地点約5,140 kmの大きく歪んだ楕円軌道を回り続け、2003年8月まで地球の周囲に残った。 その間に日本は、たんせい、しんせい、はくちょう、はやぶさへと、科学衛星と探査機の経験を積み上げていく。 おおすみは長く沈黙したまま、日本の宇宙機が始まった地点を指し続ける軌道上の記念碑になった。

  1. 1955
    ペンシルロケット実験
    糸川英夫らの小型ロケット実験が、日本の宇宙研究の出発点になる。
  2. 1962
    30 kg級衛星打上げ目標
    5年以内に約30 kgの衛星を打ち上げる目標を掲げ、ラムダロケット計画が本格化。
  3. 1966-1969
    L-4Sの4度の失敗
    第3段分離、デスピン、キック段点火などで失敗を重ね、改善データを積み上げる。
  4. 1970-02-11
    L-4S-5で打上げ成功
    13時25分JST、鹿児島から打上げ。日本初の人工衛星が誕生する。
  5. 1970-02-11
    第1周回後の電波を内之浦で受信
    15時56分10秒から約10分間、地球を一周して戻ってきた電波を確認。
  6. 1970-02-12
    運用終了
    第6周回で信号が微弱化し、第7周回で検出不能になる。
  7. 2003-08-02
    大気圏再突入
    33年以上の軌道滞在後、北アフリカ上空で大気圏へ再突入し消滅。

03エピソード

おおすみの物語は、華やかな観測成果よりも、失敗を直視した人たちの手触りに宿っている。

ロケットを「誘導せずに」衛星を軌道へ入れた

L-4Sロケットには、上昇中に飛行経路を修正する誘導装置がなかった。斜めに撃ち出したロケットが地球の重力で自然に倒れ込んでいく「重力ターン」に任せ、最終段で一度だけ姿勢を整えて水平に加速する——言わば投げた瞬間にすべてが決まる砲弾のような打上げ方で、世界の常識から見れば無謀に近い方式だった。この経験がのちのM(ミュー)ロケットによる本格的な科学衛星打上げの土台になったと、JAXAの記事は振り返っている。

4回失敗しても計画を捨てなかった

L-4Sは1966年からの4回で、姿勢制御、接続部、段間衝突など別々の問題にぶつかった。ISASの史料はそれぞれの失敗を具体的に記録している。成功は突然の幸運ではなく、失敗を分解して次の機体へ返す作業の結果だった。

地球を一周して戻ってきた10分

打上げから約2時間半後、内之浦でおおすみの電波が受信された。JAXA記事では、担当者がその電波で「本当に世界を一周した」と実感したことが語られている。数分の信号が、数年分の緊張をほどいた。

信号は短く、軌道は長かった

おおすみの信号は第7周回で検出不能になり、打上げから14〜15時間後に失われたと考えられている。それでも機体はすぐ落ちなかった。通信を失ったあとも、33年以上にわたって地球を回り続けた。

北アフリカ上空で最後を迎えた

2003年8月2日05時45分JSTごろ、おおすみは北緯30度3分、東経25度付近、エジプトとリビアの国境付近上空で再突入したとされる。初の衛星は、最後まで「軌道力学の教材」のような一生をたどった。

04軌道

おおすみは、近地点約350 km、遠地点約5,140 km、軌道傾斜角31度、周期約145分の楕円軌道へ入った。 下図は地球と軌道を同一縮尺で描いた図(衛星アイコンのみ誇張)。 近地点では地表すれすれを、遠地点では地球半径に近い高さを飛ぶ、偏った楕円であることがそのまま見て取れる。

EARTH PERIGEE ~350 km APOGEE ~5,140 km INCLINATION 31 DEG / PERIOD 145 MIN / ELLIPTICAL ORBIT
楕円軌道(地球と同一縮尺・地球は焦点) 近地点 衛星アイコンのみ誇張。近地点側ほど速いのはケプラーの法則の近似

05搭載機器

おおすみの装備は、観測衛星というより「飛んだことを測る」ための最小構成だった。

ACC-P

軸方向精密加速度計

ロケット・衛星の軸方向加速度を測る。軌道投入時の力学を読み解くための核心装置。

ACC

軸方向加速度計

飛行中の加速度変化を記録し、段分離や姿勢変化を後から評価する手がかりを与えた。

TEMP

ひずみゲージ式温度計

衛星内外の温度環境を測る。信号喪失原因の推定にも温度環境が関わった。

TM

テレメトリ送信機

搭載機器の状態を地上へ送る。短い運用時間の中で、成功確認に必要な情報を運んだ。

BEACON

ビーコン送信機

追跡局が衛星を捕捉するための信号を送信。軌道投入の有無を確かめる目印になった。

PILOT

パイロット送信機

通信確認用の基準信号を出す。地上受信系の確認と衛星追跡を支えた。

BAT

銀酸化亜鉛電池

5 Ahの一次電池。太陽電池を持たないおおすみの短期運用を支えた電源。

ANT

フック型・ホイップ型アンテナ

2本のフック型と4本のベリリウム銅ホイップ型アンテナで、軌道上からの電波送信を担った。

06内部設計・バス構成

近代的な箱型バスではなく、L-4S第4段モータと一体化した初期衛星らしい構成。 実機寸法と主要機能をもとにした自作模式図。

Silver cone / aluminum cover Instrument section / transmitters Titanium motor structure 2 hook antennas 4 Be-Cu whip antennas OVERALL LENGTH 1,000 mm / MAX DIAMETER 480 mm
※ 実機写真のトレースではなく、公開仕様から主要機能を整理した模式図

設計の特徴

  • 第4段モータ燃焼後の質量24 kgという、衛星投入実証に徹した小型構成
  • 太陽電池を持たず、5 Ahの銀酸化亜鉛電池で短期運用
  • 加速度・温度・通信に絞った、飛行解析中心の搭載機器
  • フック型とホイップ型のアンテナで、姿勢変化中でも追跡しやすい通信を狙う

軌道・運用サマリ

近地点 / 遠地点350 km / 5,140 km
傾斜角31°
周期145分
運用1970年2月12日まで

08関連資料・文献

1970年の技術実証機のため、ここではDOI付き論文よりも公式の一次資料・歴史資料を優先する。

  • OHSUMI | Spacecraft | ISAS
    ISAS/JAXA公式機体ページ。打上げ日時、軌道、寸法、搭載機器、運用終了、再突入情報の基礎資料。 · Official source
  • The Challenge of Japan's First Satellite
    ISAS「日本の宇宙開発の歴史」英語版。L-4S-1から5号機までの失敗原因と改善の流れを追える。 · History source
  • The Beginning of Japan's Space Exploration
    JAXA's No.82掲載の50周年記事。おおすみ関係者の証言、追跡局、グラビティターンの位置づけを確認できる。 · JAXA feature
  • L-4S | Launch Vehicles | ISAS
    L-4Sロケット公式ページ。4段式・全段固体ロケットで、ミュー計画の衛星投入手順を模擬する役割だったことを示す。 · Launch vehicle source