科學研究 - 日本專家：日本將採取怎樣的太空政策？

千葉工業大學的行星探索研究中心開發的機載觀測器，是小行星探測器「隼鳥2號」採樣順利返回地球的幕後功臣。松井孝典在擔任行星探索研究中心主任11年後，於2020年6月被任命爲該校校長，併兼任内閣府太空政策委員會代理者委員長。關於下一步的探索任務和科研人員的培養計劃，我們採訪了這位日本首屈一指的地球及行星物理可用能學專家松井教授。

圖片：從太空看到的地球（PIXTA）

松井孝典 MATSUI Takafumi
千葉工業大學校長、東京大學名譽教授理學博士。1946年生於靜岡縣。畢業於東京大學理學院，並在同校完成了研究生課程。在擔任該大學研究生院教授後，擔任現職。其專業爲行星物理可用能學和天體生物學。1986 年在《自然》雜誌上發表了一系列關於地球起源和演化的論文，震驚了世界。作爲日本政府各種委員會及國際學術團體、委員會的成員，他一直活躍在前緣。他從科學的角度論及哲學的言論一直受到各方面的關注。近年來，在跨學科活動方面，他應用太空領域的分析技術研究人類的煉鐵史，取得了豐碩成果。著書頗多，2007年以《地球系統的崩潰》（新潮社）一書榮獲每日出版文化獎。近期著作包括《138億年的生命理論》《文明是由‘隱形世界’創造的》《生命從何而來？天體生物學導論》。

——2020年夏，日本《第四次宇宙基本計劃》定稿，它爲日本今後10年的太空政策指定了方向。首先，請您談一下日本的太空政策應該走怎樣的道路？

現在的太空政策委員會(*1)成立之前，我就參與了日本的太空政策。當時最大的問題，是日本的太空政策一直以研究開發爲主，而且文部科學省作爲政府的主要機構，對安全保障和太空利用的重視度不夠，加之預算有限。因此，許多支援太空政策的中小企業紛紛離去，如果不採取任何措施，日本將失去「自主」進入太空的能力，也就是說有一種危機感，擔心日本將無法維持自己的火箭並發射人造衛星。

因此，我們確立了三個支柱作爲新的願景。第一，形成太空是處於安全保障的最前緣的共識。第二，以「準天頂人造衛星」爲代表，現在太空處於「利用時代」。第三，在重視科學的同時，要保持研發能力。這就是我們制定政策所依據的三大支柱。

空間政策必須着眼於未來20年或30年，並以10年爲單位做出具體的計劃。但是在政府中很少有這種想法。其預算也無法突破3500億日元的上限，因此覺得看不到未來了。爲了要大刀闊斧地改變這一趨勢，在2021年度預算草案中，我們提出了約5500億日元的預算要求（實際拿到4500億日元預算）。

——在太空基本計劃流程圖中，制定了35項包括各種人造人造衛星計劃和科學探索計劃，其中最重要的支柱是什麼？

那當然是有關安全保障和外交的專案了。具體說就是日本參與美國主導的探月計劃「阿耳忒彌斯計劃（Artemis program）」（美國宇航局NASA的專案，目標是爭取在2024年實施載人登月，並在2028年前開始建設月球基地）。日本同意在探月方面進行合作是基於與美國的共識，即「目前僅限於近地軌道，但安全保障領域包括月球軌道，日本和美國必須作爲一個安全保障團隊進行合作」。透過阿耳忒彌斯計劃，我們說不定會在月球上看到一名日本宇航員。這或許會促成日本太空政策的重大轉變。

——請您介紹一下阿耳忒彌斯計劃以外的其他重要專案。

事實上，最令世界讚賞的日本的太空政策，既不是阿爾忒彌斯和準天頂衛星系統（日本的衛星定位系統，主要由準天頂軌道的人造衛星組成），也不是H3火箭的研發。因爲這些都是世界各國正在做的事情。日本太空政策的特徵是科學探索。從事太空科學探索的國家非常少，而日本正是處於其最前緣。因此我覺得加強這方面的工作是非常重要的。

但就日本而言，其太空政策的預算約爲美國國家航空和航太局的十分之一，所以我們能做的事情是有限的，必須在戰略方面下功夫。因此，我們採取從太空帶回樣本的「採樣返回」戰略，這是一項極其先進的技術，其效益不可估量。

——這正是「隼鳥2號」在做的事情啊。日本宇宙航空研究開發機構（JAXA）還有兩項任務即將進行：火星人造衛星偵檢器（MMX）和深宇宙探測技術示範（DESTINY+）。請問這兩個任務的目標是什麼？

首先，MMX是要從環繞火星的第一人造衛星「福波斯（Phobos）」取回樣品。這是「隼鳥」和「隼鳥2」任務的延續，將是世界上首次從火星大氣層帶回樣品，JAXA計劃在2024年發射偵檢器，2029年返回。人類首次從火星軌道帶回樣本，意味着可能會帶來與生命起源有關的重大發現。

其次，計劃於2024年發射的「DESTINY+」將近距離飛掠（Flyby）近地小行星「法厄同（Phaethon）」以觀測塵埃。法厄同的直徑約6公里，是可能與地球相撞的最大天體之一。據說在4600年前，一顆小行星碎裂成兩顆小行星，分別是直徑約1公里的2005UD和法厄同。雙子座流星雨據說就是當時形成的塵埃雲，但塵埃是如何從法厄同小行星上噴射出來的仍是一個謎，DESTINY+將嘗試解開這個謎團。

——千葉工業大學的行星探索研究中心深入參與了「隼鳥2號」上觀測儀器的研發和數據分析，那麼MMX和DESTINY+的任務也是如此嗎？

是的，特別是有關DESTINY+的任務，它甚至被命名爲「千葉工大-ISAS（宇宙科學研究所）任務」，該中心將負責研發搭載的三臺科學觀測儀器，並協調所有科學工作。

這次任務的驚人之處在於研發了一種新技術，可以相距約500公里接近並跟蹤以秒速33公里運行的法厄同，同時還用長焦相機和光譜相機對其地表進行拍攝，並對天體周圍塵埃的化學成分進行現場分析。

（左上）火星環境模擬艙。類比火星表面環境的設備。它是一個大小約1米的真空室，可以重現火星大氣的相同溫度（最低零下120℃）、壓力（約1/100大氣壓力）和化學成分（主要是二氧化碳）。該艙可用來測試用於火星登陸探測的觀測設備（右上）行星探測用相機研發室（右下）行星探測技術研發室。配備了研發太空船機載儀器需要的測量設備和試驗設備，可在此進行基礎實驗、校對測試和飛行產品的組裝作業（左下）高速碰撞實驗室。爲了實證研究天體碰撞在地球歷史上的作用，實驗室利用飛行物加速器再現天體碰撞，以試圖闡明超高速碰撞引起的各種現象（上述所有設施均爲千葉工業大學行星探索研究中心内的設備，圖片由該中心提供）

——松井教授您曾在東京大學從事地球物理學和宇宙生物學的理論和實驗工作。2009年，來到千葉工業大學擔任新成立的行星探索研究中心主任，短短10年時間，該中心已成爲日本行星探索工作中不可或缺的一部分。

我從東京大學退休後,得到了在千葉工業大學建立研究所的機會,我決定要把它辦成一個能培養年輕人的研究所。我想建立的研究機構並不是在研究生院的框架内，而是要把博士後研究員（已經完成博士課程但尚未擔任全職研究工作的人）培養成世界級的研究人員。這也是成立該中心的動機。在私立大學的預算範圍内，我們決定專門從事行星探索，並將目標放在是具有天體生物學意義的小天體、小行星和彗星上。

我們中心正在研發太空船機載設備。這本當是政府應該做的事情，但由於政府沒有建立足夠的體制，所以我們中心便來幫助補上這塊短板。

除了行星探索之外，我們還在進行着許多專案。比如說「紅雨專案」，該專案是從印度和斯里蘭卡等地降下的紅雨中含有的細胞物質中探索生命的起源。還有「生物停滯（生物圈界内的術語）專案」，該專案利用大型氣球在平流層收集離開地球的微生物、以及從太空外來的微生物。

——講完了太空，接下來的主題是文明，你們還在研究鐵器時代文明的起源。請問爲什麼關注鐵器時代的文明呢？

文明的隊形變換離不開技術創新，沒有技術創新的文明將走向滅亡。如果從這個角度看過去的文明，最明顯的技術革新就是金屬器。從石器時代、新石器時代到金屬器時代，人類文明得到了極大的隊形變換，其中研究較少的是鐵器時代文明的開始。一般說，青銅時代被認爲是最早的，但我認爲青銅時代和鐵器時代的文明大約都是在同一時期開始的。

事實上，在土耳其的發掘結果顯示，人類在4300年前就已經製造出最古老的鐵球。並且還發現，大約在同一時期，他們還利用鐵隕石鑄成了劍。換句話說，人類最早使用的鐵有可能是來自鈷碳鐵隕石。透過研究這些的程序，我想闡明鐵器文明是如何誕生的，以及科技創新對人類文明產生了什麼影響。