「嫦娥」再び月を駆ける：中国は月探査の新しいページを開く

11月24日4時30分、嫦娥5号を搭載した長征5号ロケットの打ち上げに成功した。嫦娥5号は我が国初の月探査帰還任務を遂行するという。これは、中国がこれまで最も複雑で難易度の高い宇宙飛行任務の一つでもある。

現場の報道によると、長征5号遥五キャリアロケットの打ち上げ後、前後してブースター分離、フェアリング分離、1、2段分離、器矢分離などの4回の分離を実施した。

「嫦娥」の月

中国が月探査プロジェクトの準備を始めた歴史は1990年代にさかのぼることができ、当時は主に論証作業が行われていた。2004年1月までに月探査プロジェクトが正式に承認され、「嫦娥プロジェクト」と命名された。

嫦娥プロジェクトは主に「回る、落ちる、帰る」の3段階に分けられ、2007年10月、中国初の月探査機「嫦娥1号」衛星の打ち上げに成功し、正確に月周回軌道に入った。月探査プロジェクト1期の「月周回」目標が順調に完成したことを意味する。

2008年、月探査工事の2期審査が行われ、工事実施段階に入った。第2期プロジェクトには「嫦娥2号」と「嫦娥3号」の2回の任務が含まれ、主な目標は月の軟着陸の実現と月面探査と探査任務の展開である。

2010年10月、「嫦娥2号」の打ち上げは、「嫦娥3号」の先導星として、「嫦娥2号」は主に一部の技術の先行検証に使用され、直接月軌道、X周波数帯の測定制御、および予備着陸区の詳細な調査などが含まれている。

「嫦娥2号」が先頭に立った後、2013年12月、「嫦娥3号」探査機は月の予選区に着陸することに成功し、初めて中国の宇宙機の地外天体の軟着陸と巡視探査を実現したと同時に、月探査プロジェクト2期の「月落ち」目標の完成を示した。

2009年、月探査プロジェクトの2期実施と同時に、月探査プロジェクトの3期も正式にスタートし、主に「嫦娥5号」の方案論証と研究を行った。2011年になると、3期工事が正式に立案され、月面の無人サンプリング帰還を目指す。

実際、「嫦娥5号」の正式打ち上げに先立ち、中国は半弾道ジャンプ式再突入の鍵となる技術を検証するために月の高速再突入帰還任務を先行して実施した。2014年10月、月地高速再突入帰還航空機が打ち上げられ、同年11月に地球に無事帰還したことは、「嫦娥5号」任務の順調な実施に極めて重要な技術的基礎を築いた。

今回の「嫦娥5号」任務が順調に完成すれば、月探査プロジェクトの「回る、落ちる、帰る」という3つの目標のすべてが実現することを意味する。

ここを見ると「嫦娥4号」はどこに行ったのか気になる人もいるかもしれません。ある宇宙専門家は記者に、月探査プロジェクトの毎号「一主一備」の両手準備を行うことを明らかにした。これは突発的な事件を防ぐために全体の計画を遅らせるためだ。

そのため、月探査プロジェクトは「回る、落ちる、帰る」という3つの目標に対応して設計されたのは実際には3つの衛星で、それぞれ嫦娥1号、3号、5号で、嫦娥2号、4号、6号は予備衛星として設計されている。

「嫦娥4号」は「嫦娥3号」の予備星として、「嫦娥3号」が任務を成功させた後、人類が初めて月の裏側に軟着陸し、巡視探査を行う目標を実現するという新しい任務があり、これは月探査4期の初任務でもある。2018年12月8日、「嫦娥4号」の打ち上げに成功し、2019年1月3日、月の裏側に着陸区を予選して着陸を完了した。

今度は行ったり来たりするだろう

嫦娥5号は月探査プロジェクトの3期の主要任務であり、宇宙飛行士の生存以外の有人月面着陸の主要なキー技術を検証する。具体的には月面サンプリング、月面離陸、月軌道交差ドッキング、地球大気の高速再突入帰還などが含まれる。

「嫦娥5号」探査機は月軌道器、着陸器、上昇器、帰還器の4機で構成されているという。飛行任務全体の過程には、発射、地月移転、近月制動、環月飛行、着陸降下、月面作業、月面離陸上昇、交差ドッキングとサンプル移転、環月待機、月地移転、再入回収の11段階が含まれる。

国家宇宙局がこれまでに発表した情報によると、11月23日18時30分ごろ、長征5号遥五キャリアロケットは液体酸素液体水素低温推進剤の注入を開始し、11月24日午前4時-5時に飛行機を選んで発射任務を実施する予定だ。

なぜ1時間近くの発射区間があるのかというと、発射前の操作が煩雑であることに加え、海南発射場の気象条件が複雑であるため、工事リスクを低減するためには一定の発射窓幅を維持する必要があるからだ。そのため、運搬ロケットは5本の弾道、1本の弾道が10分間の発射窓幅をカバーする方法を採用し、50分間の発射窓の要求と探査機システムの±5分間の発射軌道修正能力の制限を満たす。

また、運搬ロケットの発射品質に制限され、地上月と月地移行軌道はいずれも飛行時間約5日程度の入射エネルギー最適軌道を選択した。再入航路の需要をできるだけ減らすために、月地転移入射機会は月が地球の赤緯に対して最南緯である前後数日を選択し、サンプリングエリアの選択は月の正面で最大の月海嵐洋エリアと確定した。

「嫦娥5号」は月面の無人サンプリング帰還を実現するためのプロジェクト目標のほか、着陸区の現場調査と分析、月サンプルの分析と研究など2つの科学目標を持っている。そのため、「嫦娥5号」にも降下カメラ、パノラマカメラ、月鉱物分光分析器、月境構造探査器の4台の科学的な探査負荷が配置され、可視光、赤外線、マイクロ波などの多スペクトル探査を実現した。

1958年から1976年にかけて、米ソ両国代表の2大陣営は宇宙飛行競争を展開し、月探査のブームを巻き起こしたことがある。その間、両国は100回の無人探査を展開し、そのうち旧ソ連は64回、米国は36回だった。また、米国では2回の有人月面着陸、7回の有人月面着陸を含む9回の「アポロ」有人探査が行われている。

これらの探査活動を通じて、米国は385 kgの月サンプルを採取し、旧ソ連は375 gの月サンプルを獲得し、これらのサンプルを通じて、両国は大量の月科学探査の原始データを得た。

その後40年以上もの間、各国の月探査は続いているが、基本的には環月探査である。昨年、「嫦娥4号」の月面軟着陸は、中国を米ソに続き3番目に月に着陸した国にしたが、今回の「嫦娥5号」は月から2 kgのサンプルを持ち帰る計画で、成功すれば中国は40年ぶりの月の岩石を取り戻すことになる。

国家宇宙局副局長で月探査プロジェクト副総指揮の呉艶華氏は、嫦娥プロジェクトの「周、落、回」の3段階の目標がすべて完成した後、中国の月探査プロジェクトは月探査の後続任務段階に入ると述べた。

すでに実施されている嫦娥4号任務のほか、国家宇宙局も国内の専門家を組織して月探査4期の後続計画について論証している。

1つは嫦娥6号で、月の南極でサンプリングして帰還する計画で、月の背か正面かは、嫦娥5号のサンプリング状況に基づいて確定しなければならない。

第二に、嫦娥7号は、月の地形地形、物質成分、空間環境などを含む月の南極で総合的な探査を計画している。

3つ目は嫦娥8号で、科学的な探査試験を続けるほか、嫦娥8号は将来的に月に科学研究基地を建設するための前期探査として、いくつかの重要な技術の月面試験を行う必要がある。

月は地球に最も近い天体であり、人類の宇宙探査の起点でもある。過去20年間、中国の月探査プロジェクトはすでに5戦5勝の成績を収めており、現在、私たちも嫦娥5号が成功裏に帰ってくる吉報を待っており、その時、中国も月探査の新しいページを開くだろう。