プロバ3ミッション：宇宙からの「人工日食」観測の新時代を開く

Proba-3 ミッションの概略図。画像提供: ESA-F。ゾンノ

著者: 黄祥紅段岳中

宇宙探査の広大な旅において、欧州宇宙機関（ESA）は画期的な一歩を踏み出そうとしている。プロバ3号ミッションは、12月4日北京時間18時38分にインドのサティシュ・ダワン宇宙センターから打ち上げられる予定だ。

Proba-3 ミッションは簡単なものではありません。 2つの衛星によって実行されます。彼らの合計体重はわずか約 550 kg で、見た目は少し「小さくて精巧」ですが、この 2 人の兄弟を侮ってはいけません。打ち上げに成功し、所定の軌道に入った後、探査機は地球から6万530キロメートルの遠地点、600キロメートルの近地点にある地球の高度楕円軌道に向かう。軌道傾斜角はほぼ 59 度で、正確にルートを計画し、神秘的なデートに向かう恒星間旅行者のようです。

2 つの衛星は役割分担が明確で、完全に理解し合っているペアと言えます。衛星の 1 つは、宇宙の「日よけ」のような直径 1.4 メートルの日よけディスクを搭載しています。もう1つは太陽コロナの観測を担う先進的なコロナグラフシステムを備えています。軌道に入り、安定した飛行を達成した後、2機は約150メートルの距離を保ちながら整然と姿勢を調整しながら編隊飛行モードに入った。次に、魔法のような光景が起こりました。日よけディスクを搭載した衛星がチャンスを捉え、コロナグラフ衛星の太陽の「視界」を正確に遮り、宇宙での「人工日食」が見事に演出されたのです。

太陽コロナの観測は天文学において長年の課題となってきました。かつては、太陽コロナを詳細に観察するには皆既日食を待つしかなかったが、その機会は悲しいほど稀だった。それぞれの皆既日食はほんの数分間しか続かない、一瞬の出来事のようでした。天文学者たちはちょうど機材をセットアップし、パラメータを調整したところで、皆が目を楽しませてくれる前に日食は終わってしまい、皆が胸をたたき、足を踏み鳴らすばかりだった。 Proba-3ミッションの出現により、この行き詰まりは完全に打破されました。公転周期は約19時間36分です。さらに驚くべきことは、各期間の「人工皆既日食」の継続時間は約6時間に達することがあり、天文学者には観測するのに十分な時間が残されているということです。まるで一瞬の美しさを超長時間のドキュメンタリーの中に閉じ込めたかのようで、観察精度を高めずにはいられません。

科学研究の観点から見ると、Proba-3 ミッションは非常に重要な意味を持っています。太陽コロナは常に謎に包まれてきました。太陽の外層大気であるため、非常に高温で、物質の動きも極めて複雑です。太陽活動、エネルギー放出、さらには太陽系の進化に関する重要な手がかりが数多く含まれています。過去には、観測条件の制限により、科学者の理解は盲人が象に触れるようなもので、断片的でした。現在、Proba-3 は継続的かつ詳細な観測を現実のものにしており、これは間違いなく太陽物理学の研究に「弾み」を与えるものとなるでしょう。

国際天文学連合の専門家であるスミス教授は興奮気味にこう述べた。「プロバ3ミッションは近年の天文学の分野における画期的な進歩です。天文学者にとってコロナ研究の新しい世界への扉を開くようなものです。これまでは皆既日食中に数枚の写真を撮り、限られたデータを集めることしかできませんでした。今では長時間、あらゆる方向から観測することができます。これまで解明されていなかった多くの謎が、まもなく解明されるかもしれません。」他の学者たちは、プロバ3号を通じて得られる観測結果が既存の太陽嵐警報モデルを革新し、人類が事前に準備して宇宙天気が地球の通信や電力網に及ぼす潜在的な被害を軽減できるようになると大胆に推測している。

欧州宇宙機関の探査の歴史を振り返ると、Probaシリーズの衛星は常に小型化と低コスト化による宇宙探査の使命を担い、先駆的な役割を果たしてきました。 Proba-3ミッションはこれまでの経験の集大成であり、編隊飛行や高精度の協調制御などの主要技術の応用範囲を拡大しました。衛星部品の厳しい軽量化要件から編隊飛行のための精密な制御アルゴリズムの難しさまで、その過程では多くの困難がありましたが、R&Dチームは困難を克服するために数え切れないほどのやり直しと夜遅くまで作業を続け、この粘り強さこそが夢を実現させたのです。

Proba-3ミッションが成功裏に完了すれば、その影響は多くの分野に波及するでしょう。教育レベルでは、鮮明な「人工日食」の観測映像が教室に導入され、若者の天文学への愛着を刺激し、将来の才能を蓄えることができます。航空宇宙産業においては、関連技術の蓄積が衛星製造、深宇宙探査等のプロジェクトにフィードバックされ、商業航空宇宙の活発な発展に貢献する。科学の分野では、宇宙探査や太陽科学に対する国民の関心が高まり、国民的な宇宙探査ブームが巻き起こるでしょう。

現在、世界中の無数の目がサティシュ・ダワン宇宙センターに注がれており、誰もが同じ期待を抱いています。プロバ3号ミッションが順調に打ち上げられ、人類の宇宙に対する理解に新たなハイライトを加えることを。欧州宇宙機関が入念に準備したこの宇宙の饗宴はまだ始まったばかりであり、その後の興奮が楽しみだ。宇宙探査の道は長く、人類の宇宙の真理への追求は決して止まることはありません。