2024年の注目すべき宇宙科学イベント

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2024年は、SpaceX社の「箸」ロケット捕獲を含む、軌道および月へのミッションにとって成功の年となる。

日本の宇宙船が月面着陸に成功した

宇宙航空研究開発機構（JAXA）の無人月探査機「SLIM」は1月19日に月面に着陸し、ソ連、米国、中国、インドに続き、日本は地球の衛星に宇宙船を着陸させた5番目の国となった。探査機は長いループ状の経路を辿り、12月25日に月周回軌道に到達した。SLIMは、目標地点から100メートル以内、シオリ・クレーターの縁への着陸を目指していた。

1億2000万ドルの費用をかけて打ち上げられたSLIMは、重量わずか200kgで、分光計を用いて南緯15度に位置するネクター海周辺の環境を調査するなど、様々な科学活動を行うために設計されています。この装置から得られるデータは、この地域の組成に関する情報を提供し、月の形成と進化の歴史を解明する上で役立つ可能性があります。

着陸直後、JAXAのオペレーターは着陸機が逆さまになっていることを発見しました。これは、着陸機のエネルギー収集に使用される太陽電池パネルが太陽に向いていなかったことを意味します。SLIMの月面での最初の夜は1月31日に始まり、2月15日に終わりました。その後、SLIMは2月29日に2度目の月夜を迎え、チームは気温が100℃から-170℃まで低下し、着陸機が停止すると予測しました。

極端な温度サイクルが繰り返されるにつれて、故障の可能性は高まります。JAXAが3月中旬に運用復旧を試みたとき、着陸機の主要機能は依然として機能していることがわかりました。SLIMが4月中旬の長い月夜を経て3度目の起動を果たし、4月23日に地球に信号を送信した際にも、同じことが起こりました。

JAXAがSLIMと最後に交信したのは4月28日でした。JAXAは8月26日、数ヶ月にわたりSLIMとの交信が途絶えた後、SLIM月着陸船ミッションの正式な終了を発表しました。しかし、SLIMの主目的は達成されました。それは、天体に驚異的な精度で着陸する能力を実証することでした。楕円形の着陸帯は、指定された地点を100メートル間隔で囲むように設定されており、通常の数キロメートルという距離よりもはるかに短いものでした。

中国、月の裏側からサンプルを採取する宇宙船を打ち上げる

嫦娥6号は、ハノイ時間5月3日午後4時27分、海南島の文昌衛星発射センターから長征5号ロケットに搭載され打ち上げられた。53日間の旅で、嫦娥6号は地球からは観測できない月の裏側、南極エイトケン盆地（SPA）へと向かった。嫦娥6号は、月着陸船、サンプル輸送カプセル、周回衛星、そして打ち上げロケット（着陸船に付随する小型ロケット）の4つのモジュールから構成されている。

6月1日、着陸機は月の裏側にある幅2,500キロメートルの衝突帯、南極エイトケン盆地（SPA）のアポロ・クレーター内に着陸しました。着陸機はショベルとドリルを用いて約2キログラムの月面サンプルを採取しました。この貴重なサンプルは6月3日に打ち上げ機に積み込まれ、数日後に周回機とドッキングしました。サンプルカプセルを搭載した周回機は6月21日に地球に帰還しました。嫦娥6号の月面サンプルカプセルは6月25日に中国の内モンゴル自治区に着陸しました。

初期分析の結果、ダークサイドのサンプルはより多孔質で空隙の多い構造であることが示されました。この新しいサンプルは、地球の衛星である月の初期の進化、表側と裏側の火山活動の違い、太陽系内部の衝突史、月の表土に保存された銀河活動の痕跡、そして月の地殻とマントルの組成と構造など、月の重要な側面の理解を深めるのに役立ちます。

ボーイングの宇宙船、宇宙飛行士を国際宇宙ステーションに運んだ後に故障

数年にわたる遅延の後、ボーイング社のスターライナーは6月5日、フロリダ州ケープカナベラルからアトラスVロケットで無事に打ち上げられ、NASAの宇宙飛行士ブッチ・ウィルモア氏とスニ・ウィリアムズ氏をISSへ運び、25時間の飛行に臨みました。ウィルモア氏とウィリアムズ氏は軌道上で1週間過ごし、6月13日に地球に帰還する予定でした。しかし、飛行中にスターライナーは一連の問題に遭遇しました。ヘリウム漏れが5回、反応制御システムのスラスターが5回故障するなどです。そのため、エンジニアは地上でトラブルシューティングを余儀なくされ、宇宙飛行士のISS滞在は1週間から半年以上に延長されました。

NASAは8月24日の記者会見で、状況を慎重に評価した結果、故障したスターライナー宇宙船にブッチ・ウィルモア飛行士とスニ・ウィリアムズ飛行士を再び乗せることが安全かどうかについて、NASAとボーイングのエンジニアが合意に至らなかったと発表した。その結果、スペースX社のドラゴン宇宙船がISSにドッキングし、乗組員を帰還させる予定の2025年2月まで、乗組員はISSに滞在することを決定した。

ボーイング社のスターライナー宇宙船は、2024年9月6日に無人のまま地球に帰還し、米国ニューメキシコ州のホワイトサンズ宇宙港に着陸しました。カプセルは減速パラシュートで降下し、エアバッグで支えられました。その後、スターライナーは更なる分析のため、フロリダ州にあるNASAケネディ宇宙センターに移送されました。NASAとボーイングは協力して、このプログラムの今後の進め方を決定します。

初の民間宇宙遊泳ミッション

民間宇宙船としては初の宇宙遊泳ミッションとなるポラリス・ドーン・ミッションのクルー・ドラゴン宇宙船は、9月10日午前5時23分（ハノイ時間午後4時23分）、スペースX社のファルコン9ロケットに搭載され、NASAケネディ宇宙センター（KSC）の39A発射施設から打ち上げられました。9分半後、ロケットのブースターは地球に帰還し、フロリダ州東海岸地域のはしけ船に着陸しました。

4人の宇宙飛行士を乗せたクルー・ドラゴンは、打ち上げから約12分後にファルコン9の上段ロケットから分離した。宇宙船は楕円軌道に入り、数回の周回を経て高度1,400キロメートルまで上昇した。これは、1972年の最後のアポロ計画以来、どの宇宙飛行士も飛行した高度よりも高い高度である。

記録的な高度に到達した後、宇宙船は高度737kmまで降下し、そこで減圧されました。ミッションコマンダーである億万長者のジャレッド・アイザックマン氏と、SpaceX社員のサラ・ギリス氏は、カプセルから一人ずつ出てきました。船外活動はハノイ時間9月12日午後5時12分に始まり、1時間46分続きました。船外活動中、アイザックマン氏とギリス氏は、スターリンク衛星に接続された新しいレーザーベースの通信システムと、SpaceXが設計した超軽量宇宙服の柔軟性をテストするために、いくつかの試験を実施しました。

ポラリス・ドーンの乗組員は9月15日にメキシコ湾に着陸し、5日間の軌道上ミッションを終えました。これはSpaceXにとって最も冒険的なミッションの一つでした。このミッションの成功は、人類史上初の商業船外活動と、最高軌道高度の達成を記念するものでした。さらに、スターリンク通信システムの試験から得られたデータは、将来のミッションにおける宇宙通信の開発に役立つ可能性があります。

SpaceX、ロケットを拾うための「箸」システムのテストに成功

スターシップロケットシステムは、宇宙企業スペースXのCEOである億万長者イーロン・マスク氏の、人類を火星に送るという野望を徐々に実現しつつあります。これは史上最も高く（約120メートル）、最も強力なロケットであり、打ち上げ時には約8,000トンの推力を生み出すことができます。

10月13日午前8時25分（ハノイ時間午後8時25分）、テキサス州スターベースから行われたスターシップの5回目の試験打ち上げにおいて、SpaceXは新たな「チョップスティック」技術を用いてスーパーヘビーブースターの回収に成功し、重要なマイルストーンを達成しました。具体的には、打ち上げから約7分後、このブースターはメカジラ発射塔のすぐ近くに着陸し、ロボットアームによって回収されました。一方、スターシップの上段ロケットはインド洋に着陸しました。

「今日はエンジニアリングにとって歴史的な日です。信じられない！最初の試みで、スーパーヘビーブースターを発射塔に再び戻すことに成功しました」と、スペースXの品質システムマネージャー、ケイト・タイス氏は述べた。

スターシップは着陸脚がないため、地球への帰還には箸のようなロボットアームを備えた発射塔に頼らざるを得ません。着陸脚をなくすことで、ロケットのターンアラウンドタイムが短縮され、重量も大幅に軽減されます。1キログラム軽くなるほど、ロケットはより多くの貨物を軌道に乗せることができます。

マスク氏のビジョンは、将来的にはこのアームによってロケットを発射台に素早く帰還させ、燃料補給後に再発射できるようにすることです。着陸後30分以内に実現するかもしれません。宇宙旅行を改善することで、火星に植民地を建設し、人類を複数の惑星で暮らす種族にしたいとマスク氏は考えています。

宇宙における太陽光発電の利用に向けた取り組み

宇宙空間における太陽の膨大なエネルギーを利用することは不可能ではありません。太陽は、悪天候、雲量、夜間、季節に左右されることなく、いつでも利用できるエネルギー源です。

これを実現するには様々なアイデアがありますが、一般的な仕組みは次のとおりです。太陽電池パネルを搭載した衛星を高高度軌道に打ち上げます。太陽電池パネルは太陽エネルギーを集め、マイクロ波に変換します。そして、大型の送信機を介して地球に無線送信します。送信機は地上の特定の場所に非常に正確に送信できます。マイクロ波は雲や悪天候を容易に透過し、地球上の受信アンテナに到達します。そして、マイクロ波は再び電力に変換され、電力網に供給されます。

例えば昨年、カリフォルニア工科大学（Caltech）のエンジニアたちが宇宙太陽光発電実証ミッションの一環として開発した衛星が、宇宙から初めて太陽光発電を供給しました。このミッションは2024年1月に終了します。

アイスランドの持続可能性イニシアチブであるトランジション・ラボは、地元のエネルギー企業レイキャビク・エナジーおよび英国に拠点を置くスペース・ソーラーと協力し、大気圏外における太陽光発電所の開発に取り組んでいます。スペース・ソーラーは4月に無線電力伝送技術の飛躍的進歩を発表し、宇宙での太陽光発電という構想の実現に向けた重要な一歩となりました。

日本も2025年までに宇宙から地球へ太陽エネルギーを送る準備を進めている。4月には、宇宙システム研究機構の伊地知幸一顧問が、低軌道から地球へ無線でエネルギーを送る小型宇宙太陽光発電所の試験ロードマップを発表した。このロードマップでは、重量約180kgの小型衛星が高度400kmから約1kWの電力を送ることになる。もし成功すれば、この技術は世界の膨大なエネルギー需要の解決に貢献するだろう。

知的財産権によると

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出典: https://doanhnghiepvn.vn/cong-nghe/nhung-su-kien-khoa-hoc-vu-tru-noi-bat-nam-2024/20241219010204419