中国の月面打ち上げ:中国はこうやって月の裏側に探査車を着陸させるのか

中国の月面打ち上げ:中国はこうやって月の裏側に探査車を着陸させるのか

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ユニバーサル・ヒストリー・アーカイブ / ゲッティイメージズ

月の裏側は、実際にはそれほど暗いわけではありません。探査機やアポロ宇宙船に乗った人間が月を周回し、たくさんの写真を撮影してきたことから、そのことはよく知られています。しかし、間もなく、地球からは決して見ることができない月の裏側を、間近で間近に見ることができるようになります。中国四川省西昌衛星発射センターから長征3号Bロケットに搭載された探査機のおかげです。

すべてが順調に進めば、2019年初頭には、着陸機と探査車を組み合わせた嫦娥4号が、私たちの忠実で最も近い宇宙の仲間である月の裏側に初めて着陸することになるだろう。そこは、これまで誰も足を踏み入れたことも、タイヤをつけたこともない場所だ。探査車は月面を周回し、月面下を探査することになる。嫦娥4号、幸運を祈る。

この探査機は27日間かかる旅を敢行する。これは、2013年の嫦娥3号に続き、中国にとって月面着陸となる2機目の探査機となる。嫦娥3号は、1976年にソ連のサンプルリターンミッションであるルナ24号が着陸して以来、月面に着陸した最初の探査機である。この探査機の目的は様々な実験を行うことだが、中国は将来、有人宇宙探査のための月面基地を建設する計画を持っている。しかし、中国国家航天局(CNSA)は、今回のミッションがその計画実現への先駆けとなるかどうかについては明確に述べていない。

しかし、このミッションは国際的な月探査科学コミュニティに複雑な感情を引き起こす可能性がある。2012年、パリ地球物理学研究所のマーク・ウィチョレク氏はESAに「ファーサイド・エクスプローラー」というミッションを提案したが、却下された。同様に、ワシントン大学セントルイス校のブラッド・ジョリフ氏はNASAに「ムーンライズ」というミッションを提案したが、これも実現しなかった。「NASA​​とESAが選定しなかったミッションを中国の同僚たちが達成したことに対して、ほろ苦い感情(あるいはそれ以上の感情)が生まれるかもしれない」と、テネシー大学地球惑星科学部のブラッド・トムソン氏は述べている。

周回衛星による遠隔観測によると、月の裏側の表面は地球に面した表面よりもはるかに古く、衝突クレーターが多く、地殻も厚いことが分かっています。なぜ裏側が表側と異なるのかは謎です。この小型探査車が、その謎を解き明かす鍵となるかもしれません。

「着陸ミッションはどれも新たな驚きをもたらすので、月面のどこに行っても、何か新しい根本的な発見があるでしょう」と、ブラウン大学の地質科学教授、ジェームズ・ヘッド氏は語る。「これは特に、月面の裏側で当てはまります。そこには着陸どころか、移動もしたことがありませんから。」

ローバーの名前はまだ発表されていません。前身の探査機「玉兎(ぎょうと)」は、2016年7月31日に活動を停止し、当初の3ヶ月をはるかに超える31ヶ月間データ伝送を行った後、永遠に「近距離側」に留まります。今年8月、CNSAは新しいローバーの名前を決めるための一般投票を発表し、「ブライトネス(明るさ)」が有力候補と報じられています。

探査機はフォン・カルマン・クレーター(直径180km)に着陸します。ESAの月周回探査機SMART-1ミッションの主任科学者であるバーナード・フォーイング氏によると、このクレーターは月の南極エイトケン盆地(直径2,500km、深さ12kmの構造)の中にあります。この盆地は月面最古の構造であり、太陽系全体で最大の衝突構造として知られています。フォーイング氏によると、SPA盆地を形成した衝突によって「岩石や土壌の地球化学的特徴を持つ上部マントル物質が地表に露出した可能性がある」とのことです。探査機は可視光線および近赤外線イメージング分光計を用いて、地表の鉱物組成の測定を試みます。

多分野にわたる航空宇宙コンサルティング会社、スペース・エクスプロレーション・エンジニアリングのCEO、マイク・ルークス氏は、盆地のクレーター内に永久影の領域が存在するという説もあると述べている。「これらの領域には氷床が存在する可能性があり、月面基地には非常に有用です。もしそのような氷床が発見されれば、月面基地はおそらくその近くに建設されるでしょう。」

しかし、それだけではありません。この小型探査車は、ミッションの目的を詳述した論文によると、月面のマッピングや地中レーダーを用いた地下層の厚さと形状の測定にも精力的に取り組む予定です。月の形成直後のプロセスを解明するため、月面から約100メートル下の画像を撮影する予定です。

嫦娥4号はジャガイモとシロイヌナズナの種子も搭載します。月面の低重力環境下において、密閉され気候制御された環境でこれらの種子が生育できるかどうかを検証するのが目的です。この知見は、将来、人類の宇宙探査の発射台となる月面ハブを建設する際に役立つでしょう。

また、低周波電波天文学実験も実施します。月は地球の電離層、人工の無線周波数、オーロラ放射ノイズからの干渉を遮断します。この探査機には低周波受信機が搭載され、今年5月に中国が打ち上げ、現在月を周回している通信中継衛星「鵲橋」にも搭載されています。さらに、鵲橋から月周回軌道に打ち上げられた超小型衛星にも3つ目の受信機が搭載されています(別の超小型衛星に搭載された4つ目の受信機は地球との通信が途絶えました)。太陽からの電波バースト、他の惑星のオーロラ、そして最初の星の形成につながった原始的な水素ガス雲からの信号を検出することが目的です。

しかし、嫦娥4号の着陸は容易ではないだろう。フォイン氏によると、いくつかの重要な段階の操作が必要となる。打ち上げに加え、探査機は降下中に地表を正確に検知し、制御された降下によって自律的に着陸する必要がある。さらに、危険回避、軟着陸、探査車と機器の展開と運用開始、そして過酷な月面での運用も忘れてはならない。

月の裏側は地球に面していないため、探査車との直接通信は不可能です。探査車は鵲橋を中継局として利用しなければなりません。そして、それがミッションの重要な部分だとヘッド氏は言います。「アポロ計画の際、月の裏側への着陸(ツィオルコフスキー・クレーターが有力な候補地でした)について議論しましたが、通信中継局はなく、当時でも通信チェーンの潜在的な複雑さはあまりにも危険だと判断されました」と彼は付け加えます。

中国は月の研究に新参者ではない。しかし、中国の月探査計画は2000年代初頭に始まったばかりで、中国国家宇宙局(CNSA)は2007年に嫦娥1号、2010年に嫦娥2号(中国の月の女神にちなんで名付けられた)を打ち上げた。しかし現在、「中国は月面探査において明らかにリードしており、特に南極エイトケン盆地からの月面サンプルリターンミッションでこれに続くことを期待しています」とヘッド氏は述べている。

この記事はWIRED UKで最初に公開されました。