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天問1号の「6つの初」 ~人民網日本語版が報じる~

中国の火星探査機「天問1号」が6つの「初」を達成したと、人民網日本語版が伝えています。なおこの「初」は世界初ではなく「中国初」です。
こちら、中国国家航天局の許洪亮報道官が述べたものです。

火星に着陸した「天問1号」着陸機とローバー

火星に着陸した「天問1号」の着陸機とローバー(着陸機上に搭載)の想像図。
Photo: © CNSA/Xinhua

この記事によると、6つの「(中国)初」とは、

  1.  初のホーマン遷移軌道による探査機の打ち上げ
    ホーマン遷移軌道とは、惑星探査でよく使われる軌道で、地球から最もエネルギーが少ない形で目的地に到達できる軌道のことです。これまで深宇宙に向かった中国の探査機としては嫦娥2号がありますが、これは月探査機を深宇宙へと向かわせた形でしたので、ホーマン軌道ではありません。
  2.  初の惑星間飛行
    地球→火星という飛行という意味での惑星間飛行と思われます(上記の嫦娥2号を参照)。
  3.  初の地球外惑星への軟着陸
  4.  初の地球外惑星の表面探査
  5.  初の深宇宙通信(4億キロメートル離れたところからの正確な位置を示す通信という意味か)
  6.  初の火星の一次科学データ収集

とのことです。

これらは火星探査が成功したことと同義ではありますが、6つの「初」という形での公開で成功を鼓舞する意図があるのかと思います。

許報道官は、「(中国は)初めて1回の任務で周回、着陸、探査の3大目標を達成した。」と述べていますが、この点はまさに世界初の方です。初挑戦で3つの探査手法を同時に成功させたのは世界初だからです。
報道官の声明では「多くの難問に直面した」が、それを解決し、「中国が惑星探査の分野で世界の先進水準に飛躍したことを象徴する」ことになったと述べていますが、この点、中国が月探査「嫦娥計画」をはじめとした宇宙探査で経験を積み重ねてきたことが大きいと思います。

なお、この記者会見では重要な発言がありました。
許報道官によると、

  • 2025年頃に、地球近傍小惑星からのサンプルリターンとメインベルト彗星の周回探査
  • 2030年頃に、火星からのサンプルリターン探査を実施
  • 時期は明示されていないが、木星の周回探査を実施

という目標が示されました。

このうち、地球近傍小惑星からのサンプルリターンについては、すでにこれまでも情報が出ていて、2022年頃打ち上げとみられていました。今回2025年頃との目標が明示されたことで、少し計画が遅れるようですが、小惑星サンプルリターンに中国も挑む計画であることがわかります。
なお、同時に示された「メインベルト彗星の周回探査」というのが、小惑星帯の小惑星(の中で、彗星のような挙動を示す小惑星)の探査なのか、この記事だけからですとよくわかりません。より詳しい情報が待たれるところです。

また、メインベルト彗星探査と小惑星サンプルリターン探査機が同じ1つの探査機で行われるのか別の探査機になるのかもわかりません。常識的に考えれば、地球近傍小惑星とメインベルト小惑星(彗星)を1つの探査機で行うことはないので、2つの探査機を打ち上げることになるとは思いますが、設計を共通化させるなどの工夫で開発期間の短縮、予算の削減を目指す可能性はあります。

また、火星からのサンプルリターンも当初は2028年の打ち上げウィンドウを狙うと考えられていましたが、もう少しあとになるようです。

木星探査も以前から話が出ていたものではありますが、月や火星探査に比べるとさらに難易度が高くなることから、方法や打ち上げ時期について慎重に検討しているものと考えられます。

いずれにしても、今回の天問1号の成功を期に、中国は月・惑星探査、とりわけ惑星探査により積極的に乗り出す方向のようです。

2021年6月17日(木)|Categories: 天問1号|

NASA、新たなミッションとして金星探査2件を選定

NASAは6月1日、新たな月・惑星探査ミッションとして2件の金星探査を採択したと発表しました。これはNASAが展開している小型の月・惑星探査プログラム「ディスカバリー計画」の新たなミッションとして採択されたものです。ディスカバリー計画の中で金星探査が選ばれたのははじめてのことになります。

金星探査機マゼランが捉えた金星

1989年に打ち上げられたアメリカの金星探査機「マゼラン」が取得したデータを元に再現した金星の地形の様子。金星は分厚い大気に覆われているため上空から地表の様子がみえない。そのため、マゼラン探査機はレーダー(電波)を使って地表の様子を探査した。そのデータを元に再現した地表の様子であり、色は強調のためにつけられたもので実際のものではない。大陸に相当する高く大きな隆起部分や、火山などが存在することが明らかにされた。
(Photo: NASA/JPL-Caltech)

■金星とは?金星探査の歴史は?

金星は太陽系の中で、地球より1つ太陽寄りを回っている惑星です。空を見ると「明けの明星」「宵の明星」として知られる星でもあります。大きさが地球に近いことから「地球の双子星」と呼ばれることもありますが、1970年代の旧ソ連の金星探査により、表面の温度が470度、気圧は90気圧もあるという地獄のような天体であることが明らかになりました。

金星の地獄のような環境を作り出しているのは、金星を取り巻く分厚い大気です。その大気のほとんどの成分が二酸化炭素であり、これが、いま地球でも問題になっている「温室効果」(大気がまるで温室のような形で地表からの熱放射を跳ね返し、天体全体を暖める効果を持つ)を作り出し、金星の表面温度をとてつもなく上昇させてしまった、というわけです。

火星に比べると生命の存在の可能性が低いこともあるのか、金星探査はこれまで比較的地味な分野とされてきました。上記の通り、1970年代は旧ソ連が「ベネラ」探査機を次々に打ち上げ、この過酷な条件で着陸探査を行うことに成功しました。
1980年代にはアメリカの「パイオニア・ビーナス」探査機が金星を探査しました。1990年代には同じくアメリカの「マゼラン」探査機が金星を探査しました。金星は前述の通り分厚い大気を持つため、カメラで上空から撮影しても地表をみることができません。そこでマゼランは大気を貫く電波を使うレーダーによって地表を探査し、金星全体のはじめての地図を作りました。その結果、金星にも地球の大陸に相当するような地形や、火山が存在することが確かめられました。

21世紀に入ると、ヨーロッパの「ビーナス・エクスプレス」、そして日本の「あかつき」が金星に挑みます。あかつきは一度金星を回る軌道への投入に失敗しましたが、5年後の再挑戦で成功、現在(2021年6月)現在も探査を続けています。

■新たな探査機は「ダビンチ・プラス」と「ベリタス」

今回採択された金星探査計画は「ダビンチ・プラス」(DAVINCI+)と「ベリタス」(VERITAS)という名前です。

「ダビンチ・プラス」(DAVINCI+)(注1)は、金星大気に突入するプローブにより、金星大気を測定するというミッションです。金星大気の組成を直接調べることで、金星大気、さらには金星そのものの成り立ちに迫ることを目的にしています。
さらに、金星の「テセラ地形」(tesserae)と呼ばれる、細かく複雑な模様のある地形について、高解像度の写真撮影を試みます。このテセラ地形は金星のレーダー観測によって発見されてはいますが、その実態はまだよくわかっていません。科学者は地球の大陸に相当する地形、あるいはプレートテクトニクスに相当する作用で生じた地形ではないかと考えていますが、それを実証することができるかもしれません。

一方ベリタスは、「金星放射・電波科学・干渉SAR及び地形・スペクトル測定ミッション」(Venus Emissivity, Radio Science, InSAR, Topograpy and Spectroscopy)の頭文字をとったもので(当然VERITASという単語になるように合わせたものではありますが)、金星を周回しながら、電波と赤外線により金星を観測します。これにより、金星の地質・地形を詳細に調べ、地球となぜ異なる道をたどったのかを明らかにしようというのが目的です。
まずベリタスは搭載レーダーで金星地表の3次元観測を行い、標高を詳細に測定します。これにより、金星にもプレートテクトニクスのような機構があるのかどうかを明らかにします。また、火山活動が金星で今も起きているのかを知ることもできるでしょう。
またベリタスは、赤外線領域での観測も行います。これにより、金星表面の岩の種類を知ることができます。このような表面の岩の種類についての情報はこれまでほとんど得られていませんでした。岩の種類を知ることで地質構造を明らかにできるほか、活火山からの水蒸気の放出などを捉えられるかも知れません。

なお、両探査機は、本来のミッションに加え、NASAの技術実証装置を搭載します。ダビンチ・プラスは小型紫外・可視光撮像スペクトロメーター(CUVIS: Compact Ultraviolet to Visible Imaging Spectrometer)を搭載します。開発はNASAゴダード宇宙飛行センターが担当します。自由曲面光学という新しい技術を用いたスペクトロメータ-で、紫外から可視光線の領域を測定します。これにより、金星大気の紫外線吸収量を測定します。
一方、ベリタスの方には深宇宙原子時計2 (Deep Space Atomic Clock-2)が搭載されます。こちら、開発はジェット推進研究所(JPL)です。超精密な原子時計を搭載することで、将来的な深宇宙探査機の自律動作をサポートし、また電波科学などに役立つことが期待されます。

ダビンチ・プラスはNASAゴダード宇宙センターのジェームズ・ガービン氏が、ベリタスはJPLのスーザン・スムレカー氏が主任研究者となります。

■「温室効果の理解のため、30年ぶりに金星を再訪」

NASAの科学担当副長官であるトーマス・ザブーチェン氏は、「我々は30年以上にわたって訪れていなかった世界を再訪することで、惑星探査プログラムを加速させる。NASAが開発・改良し続けている最新技術を用いて、なぜ地球の双子星とまでいわれるほど地球とよく似た金星が地球と全く異なる熱い世界になってしまったのか、これを理解するために10年間にわたる金星探査に挑む。私たちの目標は奥深いものだ。ただ単に、太陽系の惑星の進化や居住可能性を調べるというだけではなく、NASAの非常にエキサイティングでかつホットな研究分野でもある系外惑星研究にも関連している。」と述べ、この2つの金星ミッション(しかも2つの金星ミッションを選んだこと)について、NASAの科学研究全体に関連していることを強調しています。

また、NASAのディスカバリー計画の科学者であるトム・ワグナー氏は「私たちが金星についてほとんど知らないというのは驚くべきことである。しかし、これらのミッションの成果を組み合わせることで、金星大気を漂う雲からその表面、さらには中心にあるコアに至るまで、金星全体にわたる理解を得ることができるだろう。まるで金星という惑星を再発見するようなものだ。」と、ミッションにかける期待を述べています。

今回選ばれた2つのミッションは、前回のディスカバリー計画の選定において最終候補にまで残ったものの、落選したミッションでした。そのときに選ばれた2つのミッションは、いずれも小惑星探査「ルーシー」と「サイキ」でした。このとき、ディスカバリー計画で選定された複数ミッションが同一の「小惑星」(同じ小惑星ではありませんが)というターゲットであったという点に多くの科学者が驚きましたが、これは当時NASAが進めていた有人小惑星探査計画「小惑星イニシアチブ」と関連しているとされました。

今回、再び2つの同じ目標地点のミッションが選定されたということも意外ですし、それが両方とも金星であるという点もまた意外です。もちろん、前回ミッションで最終候補にまで残っていたくらい「熟成」が進んだ両ミッションですから、次で選ばれることは半ば既定路線だったのかも知れません。ただ、ザブーチェン副長官のコメントなどからは、「温室効果」の探求という意味が読み取れます。これは、前・トランプ政権の方針を180度転換し、地球温暖化問題を政策の正面に据えようとしているバイデン政権の意向に沿ったものかも知れない…これは少々深読みかとは思いますが。

■「早い、安い、すばらしい」を目指すディスカバリー計画

本計画を含めたディスカバリー計画についても少し説明していきましょう。

ディスカバリー計画とは、NASAの小規模の惑星探査計画です。
1980年代までの月・惑星探査が、巨大な探査機を長い期間かけ膨大な予算で開発するというスタイルであったため、どうしても打ち上げ頻度が下がり、膨大な予算が必要となり、さらにはスケジュールの遅れなどが常態化してしまっていました。その反省から、ミッション予算を絞り(正確には上限を設け)、開発期間も数年程度と短く、小型で目的を絞った探査機を打ち上げるという形の月・惑星探査プログラムがディスカバリー計画です。早く、安く、すばらしい成果を得ることを目指した月・惑星探査といえるでしょう。

はじめて選定されたのは、1996年に打ち上げられた火星探査機マーズ・パスファインダーです。その後、水星探査機メッセンジャー月探査機グレイルなどが選定され、今回のダビンチ・プラスとベリタスは14番め、15番めとなります。

今回の計画の予算上限はそれぞれ5億ドル(日本円で約550億円)と、アメリカの月・惑星探査ミッションとしては比較的低額です。

両探査機の打ち上げはいずれも2028年〜2030年が予定されています。
打ち上げはまだまだ先ですが、私たちにもなじみ深い金星の謎が解き明かされることを期待したいと思います。

(注1) 「ダビンチ」は本来「レオナルド・ダ・ビンチ」という人名にちなんでいることから、「ダ・ビンチ・プラス」という表記もありえますが、今回は英語の表記がDAVINCIと一語となっていることを考慮し「ダビンチ・プラス」としました。

 

2021年6月7日(月)|Categories: 惑星探査 (ブログ)|

月食に関するQ&Aのページを更新しました

昨日(5月26日)の皆既月食、皆様はご覧になれましたでしょうか?

さて、月探査情報ステーションのQ&Aページにある月食についてのページ「月食はどのようにして起きるのですか? 次に日本で見える月食はいつですか?」を更新しました。
月食の一覧がこれまで2018年までで止まっていましたが、新たに10年分追加し、2028年までの月食スケジュールを追加しました。また、この追加分については、月食(部分月食)の開始時間に加え、皆既月食(日本でみられるもの)に関しては皆既月食の時間帯の情報も追加しました。

ちなみに、次回の月食は今年(2021年)の11月19日で、部分月食となります。次の日本でみられる皆既月食は来年、2022年の11月8日と、ちょっと先となります。ただ、今年11月の部分月食も、月の98パーセントが欠けるという「ほとんど皆既月食」となりますので、ぜひ楽しみに待ちましょう。このQ&Aページを月食観測のお伴にぜひお役立て下さい。

2021年5月27日(木)|Categories: 最新情報|

天問1号のローバー「祝融」がはじめての写真を撮影

中国国家航天局は19日、先日火星表面に着陸した中国の火星探査機「天問1号」の着陸機に搭載されたローバー「祝融」(しゅくゆう)が撮影したはじめての写真を公開しました。
なお、この「祝融」とは、中国の神話における火の神の名前です。

天問1号のローバーが撮影した写真(白黒)

天問1号のローバー「祝融」がはじめて撮影した写真(白黒)。
Photo: © CNSA

上記、白黒の写真は、ローバーに搭載された障害物検知カメラで撮影されたものです。ちょうど、火星表面に降りるためのスロープがみえていて、もうすぐ発進できそうな雰囲気を伺わせます。
また、火星の遠景もよく見えており、非常に平らな場所に着陸したことがわかります。着陸場所は「ユートピア平原」という名前ですが、その名の通りまさに平原です。岩などが少ないことから、着陸にも適していた場所であったことが伺えます。

天問1号のローバーがはじめて撮影した写真(カラー)

天問1号のローバー「祝融」がはじめて撮影した写真(カラー)。ローバー後方のカメラで捉えたもので、着陸機本体が写っている。
Photo: © CNSA

もう1枚公開された写真はカラーで、ローバー後方に設置されたナビゲーションカメラで撮影されたものとのことです。着陸機の様子がはっきりとわかります。また、地表の色も明らかであるほか、先の白黒の写真と同様、地面の岩石の様子(大きな岩石が少ない)もよくわかります。

また、中国国家航天局は、この2枚の写真と同時に、火星周回軌道上で天問1号の周回機と着陸機の分離の様子を捉えた映像も公開しました。

天問1号の周回機・着陸機分離

天問1号の周回機と着陸機の分離映像。GIFアニメーション。
Movie: © CNSA

 

天問1号の周回機と着陸機の分離映像。GIFアニメーション。

天問1号の周回機と着陸機の分離映像。GIFアニメーション。
Movie: © CNSA

今後中国国家航天局はローバーや着陸機の初期状態のチェックを行った上で、ローバーを火星表面に下ろし、ローバーによる探査を実施するものと思われます。その時期についてはアナウンスされていません。

2021年5月20日(木)|Categories: 天問1号|

嫦娥6号の打ち上げは2024年ころか? 〜AFPBBなどが報道〜

昨年12月、中国の月探査機「嫦娥5号」が月からのサンプルリターンに成功しましたが、その次の嫦娥6号についても準備が進んでいると、 AFPBBが伝えています。

記事によると、中国の月探査プロジェクト総設計師である胡浩氏が、嫦娥6号について、2024年前後の打ち上げを目指すと述べたとのことです。
なお、同様の内容を新華社(英語版)も伝えています。

記事によると、嫦娥6号は嫦娥5号に続くサンプルリターン機で、月の裏側、南極-エイトケン盆地への着陸を目指すとのことでした。ただ、一口で南極-エイトケン盆地といっても直径は2400キロもありますから非常に広く、そのどこに着陸するのかということについては記事では述べられていないようです。

嫦娥計画は一定の「法則」を持っています。奇数号機(1・3・5号機)は新しいことにチャレンジするための機体で、偶数号機(2・4・6号)は、奇数号機のバックアップ機として作られた機体で、もし奇数号機が問題なく成功した場合にはさらに挑戦的なミッションを行うというものです。
例えば、嫦娥1号・2号は周回、嫦娥3号・4号は着陸という共通のミッションがありましたが、嫦娥1号の3年後に打ち上げられた嫦娥2号は月着陸の後小惑星探査という深宇宙ミッションを実施しました。嫦娥3号のあとの着陸機である嫦娥4号は月の裏側への着陸という史上初の試みを実施し、無事成功しました。このように、嫦娥6号は嫦娥5号の成功を受けて、より難易度が高いミッションに挑戦することになるとみられます。月の裏側からのサンプルリターンはそれにふさわしいものといえるでしょう。

なお、奇数号機と偶数号機の打ち上げ間隔ですが、嫦娥1号が2007年、2号が2010年で3年間隔、嫦娥3号が2013年で嫦娥4号が2018年なので5年間隔であることを考えると、2024年という打ち上げ目標は妥当であると考えられます。

記事ではさらに、その後の計画である嫦娥7号・8号についても触れられていました。これについて新華社の記事では「月資源探査、科学研究、技術試験」(原文では”lunar resource exploration, scientific research and technological experiments”)を行うと述べていますが、具体的なミッションは明らかになっていません。
中国は将来的にロシアと共同での月面基地建設を目指しており、嫦娥7号・8号がそのための先駆的なミッションになる可能性があります。打ち上げ時期は2020年代後半となるかと考えられますが、以前の報道では月面基地建設を2030年を目標に進めるという話がありましたので、もしその目標が現時点でも有効であるならば、7号・8号はかなり急いで打ち上げることになることになりそうです。

このあたり、2020年代後半の中国の月探査についてはまだ流動的な部分もあるかと思いますので、将来的な情報を待ちたいと思います。

2021年5月19日(水)|Categories: 嫦娥6号|