嫦娥6号が「土掘り」から帰還！月の裏側には誰がいるでしょうか？

6月25日14時7分、人類初の月の裏側からのサンプルを積んだ嫦娥6号帰還機が内モンゴル自治区の西子王旗に正確に着陸し、ミッションは完全に成功した。

嫦娥6号のミッションは、綿密に計画された宇宙冒険のように11段階を経た。

予備的な推定によると、嫦娥6号のミッションは月の裏側から1,935.3グラムのサンプルを採取した。サンプルが中国科学院国立天文台の月サンプル実験室に安全に輸送された後、地上応用システムの科学研究者が計画通りに月サンプルの保管、準備、処理を行い、科学研究作業を開始する。

嫦娥6号ミッションの11段階

嫦娥6号ミッションは、これまでの中国の宇宙史上、最も技術的に進歩した月探査ミッションである。月の逆行軌道の設計と制御技術、月の裏側でのインテリジェントサンプリング技術、月の裏側での離陸と上昇技術におけるブレークスルーという「3つの大きな技術的ブレークスルー」と「1つの世界初」を達成した。世界初となる月の裏側での自動サンプル採取と帰還を達成し、中国の宇宙計画において再び世界記録を樹立した。

月の裏側には何があるのでしょうか？

月面探査は人類が地球という揺りかごから出て広大な宇宙へと踏み出す第一歩です。みなさんご存知ですか？月の表側と裏側の土壌は、地質構造や物質組成などに大きな違いがあるんです！これまで人類は10回の月サンプルリターンミッションを実施してきたが、これらのサンプルはすべて月の表側にありました。

地球の重力の長期的な影響により、月の表側では地質活動が比較的活発で、多数の衝突クレーターや山脈が形成されています。月の裏側は地球の重力の影響が少なく、地質活動も比較的弱いため、古代の地質情報が大量に保存されています。

一握りの月の土、数千年の銀河

月の裏側にある南極エイトケン盆地に着陸するという選択は、この地域の豊かな科学的価値に基づいています。南極エイトケン盆地は、月で発見された盆地の中で最大、最深、最古の盆地です。地質構造、物質構成、進化の歴史を研究することは、月、さらには初期の地球の地質学的進化の歴史を理解するのに役立ちます。

科学者たちはこの地域の月のサンプルを研究することで、月、さらには太陽系の初期の進化の謎を解明したいと考えている。

嫦娥6号ミッションの主任設計者胡昊氏が明らかにした情報によると、嫦娥6号のサンプル採取の過程で、月の裏側と表側の土壌が異なることが感じられたという。表面の月の土は比較的細かいものでしたが、裏面の月の土は比較的粘り気があり、塊状になっていました。この詳細は、嫦娥6号の月のサンプルの差別化を改めて証明し、その高い価値を示しています。

月の裏側で「土を掘る」にはどうすればいいのでしょうか？

嫦娥6号が月の裏側まで飛行するためには、まず近地点高度200キロメートル、遠地点高度約38万キロメートルの地球・月遷移軌道に入らなければならない。月の裏側を掘削するには、通信、地形と着陸、計測と制御、環境と技術など、多くの困難が伴います。

コミュニケーションの難しさ

月の自転周期と公転周期は同じ長さなので、月は常に同じ側を地球に向けています。月自体の遮蔽により、月の裏側は地上の追跡管制局と直接通信することができないため、鵲橋2号中継衛星を介した中継通信支援が必要となる。

荒れた地形

月の裏側の地形は主に高地で、衝突クレーターに覆われており、地形は比較的起伏が激しい。大きな平坦な場所や地形がないため、着陸エリアでは照明やプローブの測定・制御の妨害などの問題が発生する可能性があります。

厳しい環境

月の裏側の環境は、極度に低温で放射線が強いなど極めて過酷であり、探査機の性能と安定性に極めて高い要求が課せられます。

嫦娥6号は6月2日から3日にかけて、月の裏側にある南極エイトケン盆地でインテリジェントな迅速サンプル採取を成功させ、貴重な月の裏側のサンプルを梱包して昇降機に搭載された保管装置に保管し、この宇宙特急の「梱包と箱詰め」を完了した。

嫦娥6号は、高速かつインテリジェントなサンプリング技術を採用し、月面サンプリングの実効作業時間を20時間未満に短縮しました。同時に、探査機は月の裏側での温度差のテストに耐え、計測や制御、照明、電源供給などの困難を克服した。掘削ツールによる掘削とロボットアームによる表面サンプル採取を通じて、月のサンプルを収集しました。

掘削サンプル採取

テーブルサンプリング

嫦娥6号着陸機には、着陸カメラ、パノラマカメラ、月面土壌構造検出器、月面鉱物分光計など、さまざまなペイロードが搭載されており、すべて正常に電源が投入されており、月面の表面形態と鉱物組成の検出と研究、月の浅部構造の検出、およびサンプル採取エリアの地下の月面土壌構造の分析に役立っています。

月面の裏側にいる嫦娥6号の全身を捉えたこの写真は、月面で嫦娥6号に同行していたカメラロボットによって撮影された。

嫦娥6号が月の裏側での採取を終えた後、小型ロボットは自律的に月面に分離し、適切な撮影位置に移動し、撮影角度と構図を選択し、撮影位置をインテリジェントに最適化し、最終的に月の裏側にある着陸機と上昇機の組み合わせの三人称視点画像を撮影しました。

地上からはWi-Fi経由で指示を出すことができますが、必要がない場合は、非常に自立した「子供」のように完全に自律的に動くことができます。

掘った後どうやって家に帰るの？

嫦娥6号は高さ約7.2メートルで、周回機、帰還機、着陸機、上昇機の4つの部分で構成されている。総重量は8トンを超え、嫦娥5号より100キロ重い。

嫦娥6号は再突入ミッションにおいて、「宇宙の石を飛ばす」としてよく知られる「高速半弾道ジャンプ再突入技術ソリューション」を採用した。

嫦娥6号は月面裏側のサンプル採取作業を無事に終えた後、上昇機が着陸機から分離して離陸し、近地点高度15km、遠地点高度180kmの上昇目標軌道に入った。軌道下操縦の後、上昇機は高度210kmの月周回軌道に入った。アセンダが軌道アンチアセンブリの約 50 km 前方、10 km 上空に達したとき、軌道アンチアセンブリは積極的にアセンダに接近し、捕捉し始めました。

ランデブーとドッキングが完了した後、アセンダは月の土壌サンプルをリターナーに転送します。地球から約5000kmの高度まで飛行すると、帰還機はロックを解除して周回機から分離し、高速積載帰還追跡・測定チェーンの追跡範囲に入り、周回機は回避操作を行った。

帰還機は高度120キロで第二宇宙速度に近づき、大気圏に再突入して内モンゴル自治区の四子王旗着陸地点に着陸し、地球から月までの53日間の往復飛行を完了した。このプロセスは、私たちが子供の頃に川で石を飛ばしていたのとまったく同じなので、「石飛ばし」という名前が付けられました。

この独自の運動軌道により、帰還プロセス中に宇宙船が受ける過負荷が大幅に軽減され、機器と人員の安全が効果的に確保されます。

嫦娥6号の着陸とサンプルの持ち帰りの成功は、中国の月探査計画における新たな節目となるだけでなく、人類による月と深宇宙の探査に新たな視点とアイデアをもたらすものでもある。嫦娥6号とその後の月探査ミッションが、さらなる驚きと発見をもたらしてくれることを期待しましょう！

終わり