大谷さんは、運用支援ソフトを開発し、現在「あかつき」の運用チームの一員としてソフトを使う立場でもありますが、このソフトはどんなものなのでしょうか。

探査機の運用計画作成を支援するもので「PCNAV（ピーシーナブ）」といいます。「あかつき」では、金星の画像を撮影して地球に送るのが主要なミッションとなります。

観測を行う時にはカメラを搭載した面を金星に向ける必要があるし、撮影したデータを地球に送信する時は、当然アンテナを地球に向ける必要があります。カメラの視野に太陽の光が入ってはいけません。「カメラを金星に向けたいけれど、視野に太陽が入ってしまうから向けられない」というようなことが実際に起きます。こうした様々な制約条件下で、金星の観測を行うことになるわけです。

「あかつき」は一周30時間で金星を回る楕円軌道に入ります。軌道のどのあたりにいるかで、積んでいる5台のカメラのうちどれを使うかが変わります。また、金星が太陽を回るうちに、太陽の方向も変化していきます。つまりカメラを向けてはいけない方向や熱対策上とってはいけない姿勢は一定でなく、時々刻々変化していくわけです。

金星の観測を行う研究者は、様々な要求を持っていますが、観測が実際に近づいてくると「あれをしたい、これをしたい」と要求がどんどん具現化されてきます。メーカーとしてはあらかじめ、がちがちの運用計画を作っておくのではなく、なるべく柔軟にニーズに対応できる運用計画を作成できるようにしたいですよね。こうなると、定型のコマンド列のひな形を用意するよりも、様々な条件を自動的に判定して、探査機に送信するコマンド列を出力してくれるソフトがあると便利ということになります。

「PCNAV（ピーシーナブ）」という名前ですが、PCというのはパソコンではなくて、PLANET-C、つまり「あかつき」のプロジェクト名から取っています。ソフトに、「こういう運用をしたい」という要求を入力すると、様々な制約条件を自動的に判定して、最終的に探査機に送信するコマンドを出力するというソフトです。

よろしければ、もう少し具体的に説明してもらえますか。

これが、PCNAVの画面です。運用に関係してくる情報を直感的に理解しやすいように配置してあります。中央は金星の満ち欠けや見かけの大きさを示しています。軌道のどのあたりに探査機がいるかもあわせて表示してあります。

使用者は、「このタイミングでこういう観測がしたい」という要求を入力します。太陽や地球の方向、金星の影の方向、金星周回軌道の向きや――長野県・臼田の地球局と「あかつき」の通信可能な時間帯。こういった判断条件がこのソフトには組み込んであります。

それらの条件から入力された要求が安全に行える動作とそうでない動作を判定し、「できます」あるいは「問題が発生します」と結果を返します。安全に実施できる一連の運用計画が完成すると、最後に直接探査機に送信できるコマンドが出力されます。

このソフトが使えるのは金星周回軌道に入った後なのですか。

いえ、金星に向かう途中でも、いくつかの観測予定が入っているので、金星への道中での運用計画も出力できるように作ってあります。10月下旬には、黄道面をぐるりと撮影し、黄道光の観測を行っています。

これだけのものを一人でまとめるということは大変なことかと思いますが、大谷さんはもともとこういった分野をやられていたのですか。

そうではないんです。私は大学院時代を、旧航空宇宙技術研究所、今の宇宙航空研究開発機構（JAXA）・調布航空宇宙センターで、探査機の軌道決定を研究して過ごしました。地上での受信データから、探査機が太陽系のどこをどう飛んでいるかを計算する方法の研究です。こういった仕事をしたくてNEC航空宇宙システムに就職しましたが、入社から4年半は、別な部門で働いていました。幸い、軌道決定の研究をしたことがあるということで声がかかり、2004年から、今の部署に異動になりました。

その後、月周回観測衛星「かぐや」の運用に携わり、2008年からこのプロジェクトに参加しました。

PCNAVの開発はその木村さんの発案だったのでしょうか。

そうです、もともと小惑星探査機「はやぶさ」の運用のために作った「EPNAV（イーピーナブ）」というソフトがあったんです。木村さんはEPNAVの開発を主導していましたので、EPNAVのような運用支援ソフトは、金星周回軌道を飛ぶ「あかつき」にも絶対に必要だと考えたんです。

EPNAVとPCNAVとの間には、どのような変化があったのでしょうか。

二人三脚の開発だったわけですね。

木村さんは、本当に優れた技術者だったと思います。あたかもハサミと糊を使いこなすように、数式や計算を自由自在に使っていました。それだけではなく、経験も豊富でした。日本が初めて太陽系空間に打ち上げた「さきがけ」「すいせい」の運用の頃から探査機の運用に携わり、火星軌道投入は叶いませんでしたが火星探査機「のぞみ」が、粘りに粘って火星を目指した時も軌道運用の中心となって、その運用を引っ張ってきました。（拙書「恐るべき旅路」に詳しくその様子が描かれている）そういったぎりぎりの体験から得た“修羅場のノウハウ”とでもいうべきものを一杯持っていました。

「ここはこうしたほうが、勘違いが起きにくいよ」というように、木村さんが仕事の中から得たノウハウはPCNAVに反映されています。私は「かぐや」運用しか経験したことがないので、大変な勉強になりました。

ところが2009年8月、木村さんは急病で亡くなられてしまったんです。「いなくなってしまったんだ」という実感が持てないほど、本当に急でした。

その時点で、完全な仕様が、ドキュメントとしてまとまっていたわけではありませんでした。多分、木村さんの頭の中にはPCNAVというソフトを「ここはこうしよう、あそこはこうしよう」という構想が一杯あったんだと思います。でも、それを全部仕様としてまとめる前に、亡くなられてしまったのです。

私は一人でPCNAVを完成させねばならなくなりました。毎日が手探り、試行錯誤の連続です。「木村さんがいてくれればなあ」と思う日々が続きました。なんとか完成できたのは、プロマネの大島さんはじめ、多くの仲間のサポートがあったからです。

木村さんを亡くして、どうやってソフト開発を進めたのでしょうか。

ひたすら関係者の方々の話を聞いてユーザーニーズを汲み上げることに努めました。例えば5台搭載しているカメラは、それぞれ観測対象が異なり、担当者も違いますし、運用の要求も異なります。宇宙研の今村剛先生（「あかつき」プロジェクトサイエンティスト）に窓口になって頂いて、カメラ側のニーズを聴き取り、最終的に「金星周回軌道上でカメラを使用するパターン」をいくつか抽出しました。簡単に言えば、「このカメラとこのカメラを同時に使って撮影する」というような組み合わせのパターンを何組か見つけ出し、運用計画作成にあたってはソフトを操作する者が「このパターンを使う」と選択することで運用計画を作成できるようにしました。

打ち上げが近づくにつれて、色々具体的なことが見えてくるので、「これはできるか」「あれもしてみたい」とやりたいことが増えていきます。そのニーズを汲み上げつつ、なおかつ出来ることと出来ないことを切り分けて、仕様そのものを進化させていくという作業が続きました。

この作業は今も続いています。どうしてもソフトウエアには、走りながら現状に合わせて直していくという側面がありますね。おそらく、12月に金星について実際の観測が始まれば、また新しい要求が出てくるでしょう。そうなればまた、PCNAVもさらにバージョンアップしていくことになると思います。運用担当者にとって「やりたいことができる頼れるソフト」に仕上げたいですね。

今後はどんな展開を考えていますか。

今回は金星という内惑星に向かう「あかつき」で、ソフトを開発しましたが、次には外惑星でも使えるソフトにしたいです。「はやぶさ後継機」にもPCNAVのような運用支援ソフトが必要になるでしょうし。もっと遠くへ太陽系を旅するようになれば、また違った工夫が必要になるのではないかと思っています。それが楽しみですね。