月面着陸と太陽探査に成功したインドの深宇宙探査はどのように発展しているのでしょうか？

9月2日北京時間14時20分、インドはPSLV-XLロケットを使用してサティシュ・ダワン宇宙センターからアポロL1太陽探査機の打ち上げに成功した。 「ヘリオスL1」はインドが開発し打ち上げた初の太陽探査機であり、深宇宙探査におけるインドの野望を代表する最新のものである。インドの宇宙科学分野の先駆者となるだろう。

待望のヘリオス探査機

インドの太陽探査計画は非常に早くから開始され、当初は「太陽神」と呼ばれていましたが、時が経つにつれて、太陽​​神プロジェクトは大きな変化を遂げてきました。 2008年、インド宇宙研究諮問委員会はヘリオス太陽探査機を建造するというアイデアを提案した。当初の計画では「ヘリオス」は重さ400キログラムの小型太陽探査機にすぎず、地上800キロの低軌道で運用されていた。この実験衛星には太陽コロナを観測し研究するためのコロナグラフが搭載されていました。

インドがアポロL1号太陽探査機の打ち上げに成功

インドのアポロ太陽探査機は早期に実証されたものの、残念ながら、大規模な発展途上国であるインドの航空宇宙産業では、純粋に科学的な基礎研究の優先順位は非常に低い。軍事的価値の高いリモートセンシング衛星や経済的価値の高い通信衛星と比較すると、言うまでもなく、政治的価値を持つ他の深宇宙探査プロジェクトと比較しても、太陽探査機は脇役に過ぎません。

2012～2013年度、インド宇宙研究機関は多額の予算を獲得し、2013年に「マンガリアン」と名付けられた火星探査機の打ち上げに成功した。マンガリアン探査機は当初、2016～2018年に打ち上げられる予定だったが、2012年に突如巨額の資金を獲得。2013年の火星探査期間内に打ち上げ、アジア初の火星探査機となる栄誉を勝ち取ることを目標としていた。

それに比べて、アポロ太陽探査機には宣伝効果がありません。インド宇宙研究機関の年間予算が増加している中、プロジェクト予算の不足により何度も延期されており、本当に残念です。

2016～2017年度、インド宇宙研究機関はついにアポロ探査機の事前研究実験予算として300万ルピー（30万元未満）を割り当てた。資金の支払いは遅れたが、プロジェクトは最終的に実行された。プロジェクトの正式な開始と研究開発資金の割り当てにより、ミッションは大きく変化しました。打ち上げ先が太陽地球ラグランジュ点L1に変更され、プロジェクト名もHelios-L1に変更されました。 2019年7月現在、アポロL1プロジェクトには総額37億8,530万ルピー（約3億3,000万元相当）が割り当てられている。これらの予算により、その後の探査機の開発が保証されます。 PSLVロケットの打ち上げ費用を加えても、インドのアポロL1太陽探査機プロジェクトへの資金は、欧州、米国、日本の深宇宙探査プロジェクトと比較するとまだ非常に少ない。

太陽探査にはユニークなスキルがある

インドのアポロ探査機はもはやかつてのような姿ではない。それはもはや、かつてのような400キログラムの小さな探査機ではない。現在のアポロL1探査機はI-1K衛星プラットフォームを使用しており、重量は1,480キログラムである。 PSLV-XLロケットはトランスファー軌道に直接打ち上げることはできない。ロケット発射装置と矢が分離した後、探査機は地球の周りを大きな楕円軌道に入ります。その後、16日間で5回の軌道変更と加速を実行し、L1ハロー軌道に移行するための速度を獲得します。その後、約110日間飛行し、150万キロ離れた太陽・地球L1点の周りのハロー軌道に入ります。探査機はL1ハロー軌道を飛行し、継続的かつ安定した太陽観測を実施しながら軌道維持のために燃料を消費する必要性が最小限に抑えられます。さらに、この場所は地球の軌道の内側にあり、宇宙船は太陽からの高エネルギー粒子や磁気嵐が地球に到達する前に早期警告を受け取ることができます。太陽の観測や研究を行うには「好都合な場所」です。

アポロL1号探査機は、太陽観測用のペイロードを合計7つ搭載しており、すべてインドのさまざまな研究所で開発されたものである。その科学的目標には、コロナ加熱と太陽風加速現象、太陽大気の動的特性、太陽風分布と温度の異方性、コロナ質量放出、太陽フレア、地球近傍宇宙天気の駆動要因の研究が含まれます。

そのうち、可視光輝線コロナグラフは、コロナとコロナ質量放出の動的特性を研究する役割を担っています。太陽紫外線撮像望遠鏡は、近紫外線スペクトルで太陽の光球と彩層の画像を撮影し、太陽放射の変化を測定します。太陽低エネルギーX線分光計と高エネルギーL1軌道X線分光計は、X線範囲での太陽フレアの測定を担当します。ヘリオス太陽風粒子実験装置とヘリオスプラズマ分析装置は、太陽風、高エネルギーイオン、およびそのエネルギー分布を研究する役割を担っています。この磁力計は、太陽-地球L1軌道の惑星間磁場を測定するために使用されます。

アポロL1探査機は小型でインドの太陽観測の「先駆者」であるが、近紫外線領域で太陽を観測した初の探査機であり、太陽円盤（太陽半径の1.05倍）付近のコロナ質量放出を観測した初の探査機でもあり、太陽風の方向やエネルギー異方性の多方向観測が可能と言われているなど、いくつかの「独自の技術」の実現を目指している。一般的に、これは人類の太陽研究にとっては小さな一歩だが、インドの太陽探査にとっては大きな一歩である。

深宇宙探査におけるインドの台頭

アポロL1探査機は無事に打ち上げられ、太陽・地球L1地点に向けて旅を続けています。つい最近、8月23日にインドの探査機チャンドラヤーン3号が月の南極付近への着陸に成功した。搭載されていたプラギャン月面探査車は100メートル以上移動した後、9月2日に休眠状態に入った。長らく疑問視されてきたインドは、深宇宙探査の分野で目覚ましい進歩を遂げてきた。

インドの深宇宙探査における成功は偶然ではない。インドの航空宇宙産業は、国全体の産業力や発展レベルからすると、全体的にレベルは高くないが、インド宇宙開発機構は、航空宇宙産業をゼロから開拓して以来、地道に航空宇宙事業を進めており、その実績は第三世界の中では中国に次ぐものである。

インドはまた、日印共同の月極探査ミッションを含む月探査計画など、将来の深宇宙探査プロジェクトを積極的に推進している。インドは、打ち上げ質量約6トン、350キロ級の大型月面探査車を搭載する大型着陸機「チャンドラヤーン4号」の開発を積極的に進めている。 「チャンドラヤーン3号」の「南極着陸」というコンセプトに比べ、「チャンドラヤーン4号」は実際に月の南極付近に着陸し、着陸機による現地掘削や大型月面車による巡回調査を通じて、極地の水氷などの資源を探索する。 「チャンドラヤーン4号」は日本のH3ロケットで打ち上げられ、月面探査車も宇宙航空研究開発機構によって開発されている。

インドは協力に加え、国産の大型運搬ロケットを使って大型着陸船を打ち上げ、探査用の大型月面車を輸送する独自の同様のプロジェクトも計画している。インドはまた、より遠い将来に月サンプルリターン探査プロジェクトを開始する計画だが、これは確実に2030年以降に実現するだろう。

インドは火星と金星の探査プロジェクトも進めている。マンガルヤーン2号/火星探査機2号はまだプロジェクトとして正式に開始されていません。これは火星探査に関連するペイロードの不足が原因であると報告されているが、外部の憶測では予算不足が原因である可能性が高い。初期の報告では、マンガルヤーン2号のミッションには着陸船が含まれ、軌道周回と着陸のミッションを1度に完了するとされていた。しかし、2021年のインタビューでインド宇宙研究機関の議長は、このミッションには周回衛星のみが含まれるが、空力ブレーキを使用して減速し、ハイパースペクトルカメラ、レーダー、超高解像度カメラを搭載して火星の地形や地殻の観測と研究を行うと述べた。

インドは金星に向けた深宇宙探査にも注目している。インドは金星探査機を開発中であると報じられており、このプロジェクトは「金星船」と名付けられるかもしれない。この2.5トンの金星探査機は、LVM3大型ロケットを使用して打ち上げられ、最終的には近地点500キロメートル、遠地点6万キロメートルの楕円軌道に入る予定です。この探査機は重さ100kgのさまざまなペイロードを搭載しており、主に金星の大気の構造構成と動的特性、金星の表面と地下の地層学と表面再形成プロセスを研究するために使用されます。

金星の大気について詳細な調査を行うため、気球を飛ばして探査作業も行う予定。金星探査機が予定通り2024年末までに打ち上げられれば、インドは金星の大気、特にメタン問題の観測と研究で主導権を握り、独自の科学的発見さえもすると期待されている。 （著者：張雪松、画像提供：ISRO、チェックポイント専門家：中国航天科学技術集団の科学技術委員会副委員長、江凡）