こんにちは、ユキレドブログへようこそ。
今日も張り切って、トレンドなトピックを追ってみましたのでお楽しみ下さい。
ヤフーニュースで米国が民間として世界で初めて月着陸を成功させたそうですよ。
日本も１月20日でしたか探査機が月面着陸成功したというニュースが流れていましたね。
とても画期的なわくわくするニュースです。
【ワシントン時事】米宇宙企業インテュイティブ・マシンズの無人月着陸船が米東部時間22日午後（日本時間23日午前）、月面着陸に成功した。民間企業としては世界で初めて。米国としても、米航空宇宙局（NASA）による最後の有人着陸となった1972年のアポロ17号以来となった。
引用元：ヤフーニュース
月着陸ラッシュが始まり、JAXAが成功させた無人機「SLIM」の月面着陸は、精密な技術とユニークなアプローチに注目が集まっています。
探査機スリムの目的
SLIMの目的は、まず、高い精度での着陸を実現することでした。これにより、従来の100km単位の誤差から55mのピンポイント着陸が可能となりました。次に、どんな斜面でも着陸できるように、機体を倒れ込む形での着陸方式を採用しました。最後に、ユニークなロボットを搭載することで、探査の幅を広げることでした。
画像航法の魔法：カーナビなき月面でのピンポイント航行
SLIMが月面に精密に着陸するためには、通常のカーナビは使用できません。代わりに、「画像航法」と「自律的な航法誘導制御」が鍵となります。
画像航法は2段階で行われ、SLIMが飛行中に月表面を撮影し、その画像からクレーターを抽出。次に、抽出したクレーターの配置パターンと機体が持つクレーターの地図を比較し、位置を特定します。これらの作業はSLIMが1～2秒で行うため、宇宙環境に適した処理能力の高い画像処理アルゴリズムが導入されました。
想定誤差の革命：100km単位からの飛躍的な進化
SLIMの目指した先は、精度の革命。従来の100km単位からの誤差を一気に振り払い、ピンポイント着陸を実現しました。目標誤差100mからの凄絶な55m進化に、月面探査の大きな一歩が踏まれました！
SLIMは月面上空での位置を高精度に把握し、着陸目標地点に接近します。最終段階では、月面の高度15kmから着陸レーダーを使用し、高度約3mでメインエンジンを切り、カメラからの画像を活用して障害物を検出し、比較的安全な着陸場所を見つけます。
軟着陸 管制塔肝を冷やす
しかし、着陸中に一基のメインスラスターが小爆発を起こし、エンジンごと落下。結果前傾姿勢ではなく逆さに着陸してしまいました。
SLIMは太陽電池のパネルの角度的な問題により、着陸後バッテリーが7～8時間で切れる状況に直面しました。JAXAは、通信が確立されて間にデータの取り込みに急ぎ、バッテリー充電の対策を練りました。
バッテリー復旧対策
結果月の日の入りは18日ごとなので、現地の日没が2月または3月初めであるため、その時期には再び充電が可能となり、探査が再開できる見込みだとのこと。
SLIMの斜面に降りる技術と軽量な構造は、ピンポイントでの着陸の成功と高頻度の探査を可能にする重要な要素となりました。
着陸は成功したがバッテリー切れ
SLIMのバッテリー切れの原因は、着陸後に太陽電池による発電ができなかったことです。SLIMは想定と異なる姿勢で月面に着陸したため、太陽電池が西を向いてしまい、太陽光が当たらなかったと考えられます。JAXAは過放電でバッテリーの再起動が阻害されるのを防ぐために、バッテリーを切り離して探査機の電源をオフにしました。想定と違った姿勢は、SLIMが着陸時に前に倒れ込むように設計されていたのに対し、実際には逆立ちするような姿勢になったということです。これは、メインエンジンの一つが故障し、噴射口が脱落したため、着陸時の推力が不均衡になったことが原因と考えられています。SLIMが着陸した斜面は、シオリ・クレーターの北西側にあり、傾斜角は約15度です。SLIMはこの斜面に沿って約30mほど滑り落ちたと推定されています。その際に、SLIMの太陽電池が西を向いてしまい、太陽光が当たらなくなったと考えられます。
無人探査機（SLIM）
高さ2．4メートル、縦1．7メートル、横2．7メートル、重さ約700キロで、小型自動車ぐらいの大きさ。 燃料と酸化剤の一体型タンクを採用し、このタンクが探査機の主構造を兼ねている。 従来の着陸機は1トン超あったが、機体に工夫を凝らし、小型軽量化を図ったそう。
ユニークなロボット LEV1 LEV2
LEV-1とLEV-2は、日本の宇宙航空研究開発機構（JAXA）と共同で開発された小型の月面探査機です。
LEV-1は、JAXAと東京農工大、中央大と共同開発したものでSLIM（Smart Lander for Investigating Moon）が月面に着陸する直前に分離・射出され、約2Kgの機体で月面をジャンプしながら自律的に移動します。
月面の撮影・観測やSLIM着陸機の撮影に挑み、データを地球に直接送信するミッションを担っています。
一方、LEV-2はタカラトミーとJAXAが共同開発したもので、SLIMからも射出されます2。
LEV-2は観測・動作データの通信を中継する役割も担います。
探査機は復旧済み
その後、太陽光の照射状況が変わり、SLIMの太陽電池が発電を始め、運用が再開されました。現在、SLIMは月の岩石の組成を分析するなど、探査活動を続けています。
月が着陸するのに難しい理由は何？
月には大気がほとんどないことから、地球のようにパラシュートで降下を減じながら着陸ができない。
また、海もなく、月面は風化がしていない凸凹な地盤がより着陸を難しくしているそう。
関係者は、時速200kmでは走る車をある駐車場にピタリと止める難しさがあると表現しています。
月では、着地の衝撃を和らげるには、ガスを噴射し、速度を落とす必要があるなど、着陸が難しいとされています。さらにJAXAプロジェクトマネージャは、小惑星などと比べて月は大きな重力があり、引き寄せられるため、一度降下を始めるとやり直しが難しいと説明。
これまで月面に探査機の着陸を成功させたのは米国、旧ソ連、中国、インド、日本の5カ国のみ。日本は1月に宇宙航空研究開発機構（JAXA）の小型無人探査機「SLIM（スリム）」で初めて成功しています。
これまでの月面ミッションの成功率は50％強であり、地球周回軌道への小型衛星ミッションでも完璧というにはほど遠く成功率は40％～70％程度。
ピンポイント着陸の成功は快挙
SLIMには軽量にするための技術がふんだんに盛り込まれています。
例えば衛星全体を覆うパネルがなく、燃料・酸化剤を入れるタンクが探査機の構造を兼ねていること。
従来の探査機に比べて機器がむき出しになっています。
今後、高頻度に月惑星探査を実施するには軽量化が不可欠。
SLIM打上げはH-IIAロケットで202３年度に行われ、燃料の消費が少ない軌道をとるため、打ち上げ後3～4か月で月周回軌道に到着。その後約1か月かけて搭載機器のテストなどを行う。月に着陸するのは打ち上げ後4～6か月後。JAXAは2007年9月に月周回衛星「かぐや」を打ち上げて以来の月探査機になりました。
こうして脈々と続けられてきた成果がようやく形になって月に向かおうとしているわけです
今回のピンポイント着陸の成功は、月周回軌道から撮影された表面画像を分析しよりピンポイントに探査機を着陸させ探査を行うことへの大きな一歩となりました。
これで世界は月面着陸ラッシュがより一層加熱していくことでしょう。SLIMから送られてくる情報が楽しみで仕方ありません。
