日本が月面着陸に初成功、世界で5カ国目の快挙も「60点」評価のワケ...太陽電池が機能しないことによるミッションへの影響とは？ 
ニューズウィーク日本版 によるストーリー ＜月面着陸には成功したが、宇宙科学研究所の國中均所長は記者会見で「ギリギリ合格の60点」とコメント。太陽電池が機能しないことで、「世界初のピンポイント着陸」が成功したかの評価や、送られてくるデータの量にどのような影響があるのか。本ミッションの3つのポイントを概観する＞ 宇宙航空研究開発機構（JAXA）は20日、小型月着陸実証機SLIMが日本初の月面着陸（ソフトランディング）に成功したと発表しました。 月面着陸はこれまで旧ソビエト（1966年）、アメリカ（同年）、中国（2013年）、インド（23年）が成功しており、日本は5カ国目となりました。 ただし、着陸成功から約2時間後に行われた記者会見では、SLIMに搭載した太陽電池が現時点で発電していないこと、バッテリーで駆動しているが電源は残り数時間しかもたない見込みであることも発表されました。 計画では、月の「昼」に太陽電池が作動し、機器が熱くなりすぎて電気系統などが機能しなくなるまでの数日間は、月の起源を探るために搭載された「マルチバンド分光カメラ（MBC）」で周囲のカンラン岩（カンラン石を豊富に含む岩石）の撮影を行う予定でした。 宇宙科学研究所の國中均所長は、今回のミッションについて記者会見で「100点満点でギリギリ合格の60点」とコメントしました。 着陸には成功したものの太陽電池が機能しないことで、SLIMが目標に掲げていた「世界初のピンポイント着陸」が成功したかの評価や、SLIMから送られてくるデータの量に、どのような影響があるのでしょうか。本ミッションの３つのポイントを概観しましょう。 ●１）世界初のピンポイント着陸は確認できるか SLIMは、正式名の「Smart Lander for Investigating Moon」が示すように、①狙った場所へのピンポイント着陸と、②着陸に必要な装置の軽量化が開発目標です。 従来の月着陸の精度は数キロから10数キロでしたが、SLIMは世界初の100メートルオーダーを目指し、「『降りやすいところに降りる』から『降りたいところに降りる』着陸へ」をスローガンにしています。また、探査機は、高さは約2.4メートル、重さは燃料を除き約200キロと非常にコンパクトで、将来の高頻度の月探査を見越してコスト削減の観点から小型・軽量になっています。 昨年9月7日に種子島宇宙センターから打ち上げられ、月の重力を利用して軌道を変える月スイングバイを用いて省エネをしながら、12月25日に月周回軌道への投入に成功しました。1月20日午前0時頃に、高度15キロから着陸降下を開始。目的地点は「神酒（みき）の海」近くの「SHIOLI（シオリ）クレーター」付近です。この場所は、SLIMの高精度の着陸技術の実証と、着陸後に行うマルチバンド分光カメラでの科学観測に適した地点として選ばれました。 月にはGPSがないので、高精度の着陸を実現するために、SLIM自身が撮影した画像と事前に用意された月面の地図を照合しながら自分の位置を把握して、必要に応じて軌道修正するシステムを導入しました。さらに、着陸の成功率を高めるために、障害となる岩があった場合は、地上のオペレーターを介さずに自律的な判断で避けることができるようになっています。 着陸の様子はJAXAのYouTubeチャンネルでライブ配信されました。視聴者にも共有されたテレメトリー（遠隔測定）画面上で、SLIMは計画軌道をほぼ正確にトレースし、午前0時20分に予定通り月面に到達しました。 記者会見では、SLIMは着陸後も通信を確立しており、地球からのコマンドも正常に受信したことが発表されました。また、搭載していたカメラ付き超小型探査機「LEV-1」および「LEV-2」の分離も確認したということなので、SLIMの月面着陸は成功と言えます。ただし、直後に全機器についてチェックをしたところ、太陽電池が発電していないことが分かったそうです。 國中所長は「軌道上では太陽電池パネルは正常に作動しており、着陸時に太陽電池パネルだけに損傷を受けることは考えづらい」と語り、「太陽電池が駆動しなかったのは、太陽光パネルが想定した方向を向いていない可能性がある」と説明しました。 SLIMは、計画の段階では円筒形にして全周に太陽光パネルが付いている形態も検討されましたが、最終的には斜面に降りることなどが考慮されて、自発的に倒れ込んでカメのような形になる案が採用されました。 甲羅にあたる部分のみに太陽光パネルが付いているため、たとえば引っくり返って甲羅が下になってしまって太陽光がパネルに当たらない場合は、太陽電池が発電しない可能性があります。 JAXAはSLIMプロジェクトの説明資料で、もともと「着陸が成功したかどうかはすぐに分かるが、ピンポイント着陸の判定については着陸時のデータやSLIMが撮影する付近の画像の解析が必要なので1カ月程度かかる」としていました。 今回、太陽電池の機能が復旧しないとしても、ピンポイント着陸が成功したかどうかの判定が難しくなることはほぼないとし、國中所長は「肌感覚として100メートル精度のピンポイント着陸は成功した可能性が高い」と現時点での見解を伝えました。 今後については、バッテリーが枯渇して探査機本体の機能が失われたとしても、太陽の向きが変わってSLIMの太陽電池に光が当たれば発電して復旧する可能性もあると言います。また、現在のSLIMの姿勢や状態は、分離したLEV-1やLEV-2が月面でSLIMの写真を撮っている可能性が高く、原因解明に役立てられることが期待されます。 ●２）月の起源の解明への打撃 太陽電池の機能喪失による影響は少ないと思われるピンポイント着陸の判定に対して、着陸後に行う予定だった「マルチバンド分光カメラによるカンラン岩の観測」は大きな打撃を受けそうです。 月がどうやってできたのか、なぜ地球は「大きすぎる衛星」を持っているのかについては、今もなお謎に包まれています。 月の起源には諸説あり、約46億年前の地球ができてまもなくの時代に、地球に火星ほどの大きさを持つ原始惑星「テイア」が衝突し、地球軌道に飛び散ったテイアの破片と地球マントルの破片が合体して月になったとする「ジャイアント・インパクト（巨大衝突）説」が最有力です。昨年11月には、米カリフォルニア工科大などの研究チームが地球内部にテイアの残骸が残っているとする説を英科学誌「ネイチャー」に発表し、話題になりました。 もっとも、まったく別の場所で作られた小天体が飛来して、たまたま地球の重力に捕まったとする「捕獲説（飛来説、他人説とも呼ばれる）」を主張する研究者もいます。 地球上の物質やアポロ計画で持ち帰られた「月の石」でだけでは、これ以上議論することは難しいため、月の表面で隕石の衝突や風化の影響を受けていない「月のマントル由来の石（カンラン石）」の研究が待ち望まれていました。 今回、SLIMにはマルチバンド分光カメラが搭載されており、月の主要鉱物の輝石や斜長石とカンラン石を識別しながら、着陸点周辺の岩石とレゴリス（月表面の土壌）を観測する予定でした。着陸地点は、JAXAの月観測衛星「かぐや」がかつて全球的にカンラン石の分布を調べたデータなどを使い、カンラン石を豊富に含む岩石の観測にも適した場所が選ばれました。 岩石に占めるカンラン石の比率や化学組成（鉄とマグネシウムの比）が分かれば、月のマントルの組成が推定できます。それと地球のマントルを比較したり、巨大衝突のシミュレーションをしたりすれば、月の起源の謎に迫れます。さらに太陽系形成論まで発展できる可能性もあります。 本来、マルチバンド分光カメラは着陸後数日の間、カメラの視野よりも広い月面領域を観測するためのミラーを2軸で回転するための機構、高い空間分解能を確保するためのフォーカス機構、多バンド観測を行うためのバントパスフィルタの切り替え機構などを駆使しながら観測に最適な試料を探し、撮影する予定でした。 しかし、バッテリーが数時間分しか残されていなかったため、電力はSLIM内部に蓄積された着陸データの送信に最優先で使われました。マルチバンド分光カメラの撮影は、たまたま視野に入ったものに限られたり、節電のために回転機能は使わなかったりしたようです。 つまり、月の起源の解明に関するミッションは、当初の予定よりも規模をかなり縮小せざるを得ない見込みです。 ●３）日本は世界に宇宙開発における技術力を示せたか 日本の宇宙開発事業は、SLIMの打ち上げも担ったH2Aロケットの成功率が97.9％と非常に優秀である一方、近年は小型固体燃料ロケット「イプシロン」６号機の打ち上げ失敗（22年10月）、超小型月探査機「OMOTENASHI」が通信途絶で月着陸を断念（同年11月）、H3ロケット初号機の打ち上げ失敗（23年3月）、民間企業アイスペースの探査機の月面激突（同年4月）、小型固体燃料ロケット「イプシロンＳ」が開発中の燃焼試験で爆発事故（同年7月）など、技術力への信頼を揺るがす事案が相次いでいます。 アメリカ航空宇宙局（NASA）が主導する有人月探査国際プロジェクト「アルテミス計画」や、2040年には1兆ドル規模になるとされる宇宙ビジネス市場で日本の存在感を高めるには、月面着陸、しかも世界初となるピンポイント着陸の成功は、世界各国に宇宙開発の技術力をアピールする絶好の機会となります。 JAXAは、宇宙開発における他国との関係を説明する際に「競争と協力」という言葉をよく使います。アルテミス計画のような国際プロジェクトで協力をしつつも、日本独自の技術力で宇宙開発において優位な立場を築きたいという意味でしょう。 ピンポイント着陸が成功していれば、月面基地の拠点候補でありながら険しい地形で着陸が難しいとされる極域へのアプローチに、大いに貢献できます。國中所長は、「月面でピンポイント着陸が成功すれば、火星探査でも同規模のピンポイント着陸が期待できる（※）」と将来を見据えて力を込めました。 ※地球からの距離（月の約38万キロに対し、火星は最も接近したときで約5500万キロ）や重力（月は地球の6分の１、火星は地球の3分の１）が異なるため、月で100メートル以内のピンポイント着陸を行えたとしても、同じ技術で火星でも100メートル以内が達成できるとは限らないため、「同規模」という言葉を使ったと思われる。 JAXAが事前に公開したSLIM計画の「サクセス・クライテリア（成功基準）」によれば、ミニマムサクセスは月面着陸成功、フルサクセスは精度100メートル以内の高精度着陸の達成です。 エキストラサクセス（着陸後、日没までの一定期間の月面探査活動の達成）こそ成し遂げられませんでしたが、フルサクセスの達成が濃厚であるにもかかわらず、記者会見で登壇した山川宏理事長、國中所長、藤本正樹・同副所長には笑顔がありませんでした。そのことを記者から指摘されると、「太陽電池のことが、気になって仕方がない」とのコメントもありました。 世界で宇宙開発が激化する中で、日本は「地球外でも、探査目的に合わせて着陸する場所を選ぶ時代」を先導できるでしょうか。「計画どおりの完璧な成功」以外には満足を示さないJAXAのトップたちの姿に、「やってくれるのではないか」と期待する人も多いのではないでしょうか。
