Why landing a NASA spaceship on the moon is still so challenging

月面上空約 1,600 フィートで、ニール アームストロングはアポロ月着陸船の操縦を掌握しました。宇宙船のコンピューターは乗組員を岩が散乱する野原に誘導したため、伝説的なパイロットはすぐに舵を切らなければなりませんでした。その間、モジュール内で誤った警報が鳴り響き、ゲージはまもなく燃料がなくなることを示した。

ありがたいことに、アームストロングとバズ アルドリンは 1969 年の夏に月面に着陸し、月面を歩きました。立て続けに、今後数年間にさらに 5 回のアポロ計画が月面に着陸することになります。それから半世紀が経った今、NASAを目的としています間もなく宇宙飛行士が月に帰還する可能性があり、早ければ2025年になる可能性がある。最近宇宙庁が強力な新型ロケットであるスペース・ローンチ・システムの打ち上げに成功したそして重要なテストミッションでは、無人のオリオン宇宙船が月を周回した無事に帰ってくる前に地球

それでも着陸する人々と月のロボット依然として非常に野心的な偉業である。

「50年前にそこに行ったからといって、それが些細な取り組みであるとは言えません」とフロリダ工科大学航空宇宙・物理学・宇宙科学部の宇宙科学プログラム委員長であるチャバ・パロタイ氏はMashableに語った。

(たとえば、ちょうど 2023 年には、無人の日本の着陸船そしてロシアの無人ルナ25宇宙船クラッシュした月の上で。)

「私たちがやっている多くのことと同じように、それは挑戦的なことです。」

NASAはすでに、初の月着陸船の建造先として宇宙探査会社スペースXを選定しており、2022年に他の企業にさらに多くの着陸船を提案するよう要請。最終的にどのような宇宙船が月面に着陸するにせよ、今後は困難ではあるが乗り越えられる課題に耐えることになるでしょう。

「私たちが行っている多くのことと同様、それは挑戦的なことです」とNASAマーシャル宇宙飛行センターの有人着陸システム主任エンジニアであるトム・パーシー氏はMashableに語った。

the Apollo 11 Lunar Module

1969 年、アポロ 11 号月着陸船の前に立つ NASA 宇宙飛行士バズ アルドリン。 クレジット: NASA / JSC

月にはほとんど大気がない

スペースシャトルやアポロカプセルが帰還したときに見たように、宇宙船は地球に着陸するとき、大気を利用して速度を落とします。しかし、月の大気は非常に薄いので、地球の大気圏のはるか郊外に匹敵する、ここで、国際宇宙ステーションの軌道。これは、減速は推進剤の噴射に依存していることを意味します。

「大気はないので、私たちは浮上することはできません」とパロタイ氏は説明した。 「エンジン以外にあなたを遅らせるものは何もありません。」

重要なのは、これにより宇宙飛行士に誤差が生じる余地が小さくなるということです。推進剤には限りがある。 NASAは、重大な飛行修正など、予期せぬことに取り組むのに十分な燃料を提供しているとパーシー氏は語った。しかし、ミッションでは一般的に、大きな事故は許されません。

マッシュ可能な光の速度

「文字通り一発勝負だ」とパロタイ氏は語った。

an astronaut stepping onto the moon

アルテミス宇宙飛行士が月面に降り立つという芸術家の構想。 クレジット: NASA

月にはGPSはありません

地球上では、飛行機やその他の航空機が空を移動する際、航空機は米国政府運営の衛星ナビゲーション システムである GPS を利用して正確な着陸座標を提供します。しかし、月を取り囲むそのような衛星ネットワークは存在しません。

「GPSは月では機能しません」とNASAのパーシーは語った。

したがって、NASA は依然として、50 年以上前のアポロ計画のときと同じように航行する必要があります。彼らは月着陸船のコンピューターに依存して、宇宙船がどのようにスラスターを発射しなければならないかを計算する月の特定の着陸地点に向けてコースを維持すること。重要なのは、システムにエラーが発生した場合、宇宙飛行士はニール・アームストロングのように宇宙船の制御を引き継ぐことができるということだ。

しかし、今日の宇宙飛行士は最終アプローチを行う際に、はるかに多くの支援を受けることになります。この現代のテクノロジーは、「地形相対ナビゲーション」はカメラを使用して降下中に地面をマッピングします。これは宇宙飛行士が正しい場所に向かうことを保証し、着陸船がクレーターや岩を避けるのに役立ちます。

誤って岩の上に着地すると大惨事になる可能性があります。 「悪い日になる可能性がかなり高いよ」とパーシーは言った。

a view of moon navigation technology

モハーベ砂漠の上空から見た、NASA の月の「地形相対航法」がどのように機能するかを示す一例。この技術は、カメラ画像を月面の既知の衛星画像と照合します。 クレジット: ドレイパー / NASA

月の南極は不思議な影の場所です

アポロ宇宙飛行士は月の明るく太陽に照らされた側に着陸しました。しかし、NASA の新月への取り組みに関しては、アルテミスと呼ばれる使命、宇宙飛行士は月の南極のクレーター内に着陸する。惑星科学者らは、この極寒で暗い地域には氷やその他の貴重な資源が発見されているのではないかと考えています。

そこでは太陽が頭上を通過することはありません。それは常に地平線の近くにあり、地面に長い影を落とすことがあります。これらの影は、着陸中に下にあるものの視界を歪めます。 「影が長いため、表面がどのように見えるかを識別するのが困難です」とパーシー氏は述べました。 「着陸しようとするときは特に困難です。」

「宇宙飛行士がアポロで経験した環境とは大きく異なる環境になるだろう」とパーシー氏は付け加えた。

NASA divers training in a dark environment

宇宙飛行士の訓練に備えて、NASA のジョンソン宇宙センターのダイバーが月の南極の暗い環境をシミュレートしています。 クレジット: NASA / ジョンソン宇宙センター


NASAの宇宙飛行士は歩いたり、月で運転される。しかし、それはずっと前のことだった。私たちの月への旅と探査はまだ初期段階にあります。結局、NASAは白亜のクレーターだらけの衛星を植民地化する計画を立てている。 「私たちはまだ月探査の初期段階にいます」とパロタイ氏は語った。

「私たちはまだ月探査の初期段階にいます。」

そのため、GPS や大気圏の助けを借りずに、影のある地面に着陸するのは簡単ではありません。しかし、宇宙機関は、2027年頃から始まる毎年恒例の月面着陸の継続的な計画に向けて準備を進めている。フロリダ海岸からの轟音を立てた打ち上げから始まるこれらの取り組みは、成功したアポロ計画と同様に、間違いなく世界を魅了するだろう。

「アポロは、何世代もの人々に科学の分野で何かをするよう促した」とパロタイ氏は驚嘆した。 「これも同様の効果があると思います。」

この記事は、最近の月面着陸の試みに関する情報で更新されました。

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