フライバイ

フライバイとは、宇宙機が対象となる天体の近傍を通過する宇宙飛行を指す言葉です。日本語では「近接通過」とも訳されます。

目的と種類

フライバイの主な目的は、対象天体を近距離で詳細に観測・探査すること、またはその天体の重力を利用して宇宙機の軌道を効率的に変更すること（スイングバイ、重力アシスト）です。

この技術は、惑星、衛星、小惑星、彗星など、太陽系内の多様な天体に対して実施されます。フライバイのために設計された宇宙機は「フライバイ宇宙機」と呼ばれることもあります。

探査手段としてのフライバイ

フライバイは、多くの宇宙探査ミッションで重要な役割を果たしてきました。特に、探査対象の天体に軌道投入するのが難しい場合や、複数の天体を巡るグランドツアー型ミッションにおいて有効な手段となります。

火星探査

初期の火星探査において、フライバイは画期的な成果をもたらしました。例えば、1965年に火星に最接近したマリナー4号は、初の火星フライバイミッションであり、それまで得られていなかった高解像度の火星表面画像や、火星大気に関する詳細なデータを地球に送信しました。これにより、火星に関する科学的知見は大きく進歩しました。1969年のマリナー6号と7号も火星フライバイを行い、赤外線観測から火星大気の主要成分が二酸化炭素であることを明らかにするなど、さらなる発見をもたらしました。

近年でも、マーズ・キューブ・ワンはインサイト着陸機の火星降下時に通信中継を担うために火星フライバイを行いました。また、中国の天問1号も火星軌道投入に先立って火星の近傍を通過する際に観測を実施しています。

その他の天体探査

月フライバイ: 月探査では、地球への帰還軌道の一部として月をフライバイする場合があります。アポロ13号は事故により月周回軌道に入らず、月をフライバイすることで地球への帰還を果たしました。将来の有人月探査計画であるアルテミス2号や、民間による#dearMoonプロジェクトでも月フライバイが計画されています。
土星衛星探査: 土星探査機カッシーニは、13年以上に及ぶ土星周回ミッション中、多数の土星の衛星、特にタイタンに対して100回以上のフライバイを実施しました。これにより、タイタンの複雑な大気や地表、内部構造に関する貴重なデータが収集されました。
太陽系外縁部探査: 探査機ニュー・ホライズンズは、2015年に準惑星冥王星の、そして2019年にはエッジワース・カイパーベルト天体アロコスのフライバイを成功させました。これらの歴史的なフライバイにより、人類は太陽系外縁部の未開の天体の姿を初めて詳細に捉えることが可能となりました。
彗星探査: 彗星の核や尾を直接観測するためにもフライバイが用いられます。ISEE-3/ICE|ISEE-3_ICE探査機は1985年にジャコビニ・ツィナー彗星の核近傍を通過し、EPOXI探査機は2010年にハレー2彗星のフライバイを実施しました。

フライバイランデヴー

特殊な概念として、「火星フライバイランデヴー」という構想が過去に検討されました。これは、火星に着陸した探査機から上昇したモジュールが、火星軌道に入らずに火星のフライバイを続ける別の宇宙機と軌道上でランデヴーするというものです。これは、火星軌道への投入や離脱に必要な燃料を節約するためのアイデアとして、1960年代にNASAで評価されました。

自然現象としてのフライバイ

フライバイという言葉は、人工の宇宙機によるものだけでなく、自然の天体同士が互いの近くを通過する現象を指す場合もあります。例えば、小惑星や彗星が地球などの惑星に接近し、その近傍を通過する際には「近傍通過」という意味合いでフライバイという言葉が用いられることがあります。2016年に地球から約350万キロメートルの距離を通過した小惑星P/2016 BA14や、2018年に地球へ約1140万キロメートルまで接近したワータネン彗星などが、自然のフライバイの例として挙げられます。

まとめ

フライバイは、宇宙探査において対象天体を間近で調べる手段であると同時に、スイングバイとして宇宙機の軌道を効率的に操作する技術でもあります。単に通過するだけでなく、最接近時の時間や距離といった要素がミッションの成否や得られるデータの内容に大きく影響します。人工物、自然物問わず、天体同士の接近通過という現象は、宇宙における基本的な運動形態の一つと言えるでしょう。

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