IM-1

IM-1 オデュッセウス
打ち上げ準備中のIM-1（オデュッセウス）
名前TO2-IM [ 1 ] CLPS-2 [ 2 ]
ミッションの種類月面着陸
オペレーターインティピュイティブ・マシーンズ
コスパーID2024-030A
SATCAT番号58963ウィキデータで編集
ミッション期間14日間[ 3 ]
宇宙船の特性
宇宙船オデュッセウス
宇宙船の種類Nova-C
製造元インティピュイティブ・マシーンズ
打ち上げ質量1,900kg (4,200ポンド)
ミッション開始
打ち上げ日2024年2月15日 06:05:37 UTC (東部標準時午前 1:05:37 ) ( 2024-02-15UTC06:05:37Z ) 
ロケットファルコン9ブロック5（B1060-18）、フライト299
発射場ケネディ、LC-39A
ミッション終了
宣言2024年3月23日[ 4 ] ( 2024-03-24 )
最後の接触2024年2月29日[ 3 ] ( 2024-03-01 )
月着陸船
着陸日2024年2月22日 23時23分53秒 UTC
着陸地点マラパートA (南緯80.13度 東経1.44度) [ 5 ]南緯80度8分 東経1度26分 / ( 2024-02-15UTC06:05:37
IM-1 ミッション記章モットー: ADTIGO PLANITIA LUNAE (私は月の平原に触れる)

IM-1は、2024年2月にインテュイティブ・マシーンズ（IM）がノヴァC月着陸船を使用して実施したロボット月面着陸ミッションである。2月22日に月面に接触した後、着陸船は予定外の30度の角度に傾いた。すべての機器ペイロードは機能し続け、ミッションは成功とみなされた。[ 6 ] IM-1は、月への軟着陸に成功した最初の商業ミッションであった。[ 7 ] [ 8 ] NASAは、商業月ペイロードサービスプログラムを通じて、このミッションに資金援助を提供した。オデュッセウスと名付けられた着陸船は、NASAが開発した6つのペイロードと、商業および教育機関の顧客からのペイロードをいくつか運んだ。2月29日、オデュッセウスは月の夜の始まりとともに電源を失い、停止した。[ 3 ]

IM-1は民間企業による初の月面軟着陸であり[ 9 ] [ 10 ]、オデュッセウスは1972年のアポロ17号以来、アメリカ製の宇宙船としては初めて月面に軟着陸した。IMのCEOであるスティーブ・アルテマスは、ノヴァCは低地球軌道を超えて液体メタンと液体酸素（メタロックス）推進力を使用する初の宇宙船であり、地球外天体に着陸した初のメタロックス宇宙船でもあると述べている。[ 11 ]

背景と選定

2017年12月、宇宙政策指令1は、宇宙飛行士を月に再訪する意向を示しました。[ 12 ]ニューヨーク・タイムズが入手したNASA文書の抜粋は、NASAが民間宇宙飛行部門を優先することを示唆していました。[ 13 ] [ 14 ] 2018年11月、NASAは商業月面ペイロードサービスプログラムを発表し、NASAのペイロードを展開する9社を選定しました。[ 15 ] 2019年5月、NASAはアストロボティック・テクノロジー、インテュイティブ・マシーンズ、オービット・ビヨンドが月面着陸船を開発し、インテュイティブ・マシーンズに7,700万米ドルを授与すると発表しました。[ 16 ]インテュイティブ・マシーンズは、IM-1ミッションで使用された オデュッセウス月面着陸船の開発のために1億1,800万米ドルを支払われました

2024年2月のIM-1ミッションは、 2024年1月に打ち上げられたアストロボティック・テクノロジー社のペレグリンミッションに続くものである。 [ 17 ] [ 18 ]ペレグリンのグリュイトハイゼン・ドームへの着陸は、打ち上げ後に燃料漏れが観測されたため中止され、宇宙船は地球の大気圏に再突入するように誘導された。[ 19 ]

ミッションハードウェア

計画中の直立着陸型IM-1のアーティストによる構想

オデュッセウスには、NASAが開発したレーザー反射鏡アレイ、ライダー航法装置、ステレオカメラ、低周波無線受信機、月面ノード1ビーコン、燃料レベル監視装置など、6つの機器が搭載されていました。さらに、デイトナビーチのエンブリー・リドル航空大学の学生が製作したカメラ、計画中の月面望遠鏡、そしてジェフ・クーンズのアートプロジェクトも搭載されていました。[ 20 ]搭載機器は、NASAの科学機器6台と商用機器6台（後者は科学機器5台、文化機器1台）で構成されています。[ 21 ]

オデュッセウスはマラパートAクレーターに着陸し、着陸地点に太陽が沈むまで約1週間そこで活動を続けた。[ 22 ]オデュッセウス着陸機は、約2週間続く月の夜を耐えられるようには設計されていない。[ 23 ]

着陸機には、パブロ・ピカソ、ミケランジェロ・ブオナローティ、ジェフ・クーンズ、ブラム・レインダースなど200人のアーティストの作品が収められたチップが搭載されている。[ 24 ] [ 25 ]着陸機は、ジェフ・クーンズの彫刻「ムーンフェイズ」をペイロードに搭載している。これは、1971年にアポロ15号のデビッド・スコットによって月面に設置されたポール・ファン・ホーイドンクの彫刻「フォールン・アストロノート」以来、月に到達した最初の彫刻インスタレーションである。 [ 26 ] [ 27 ]クーンズは「ムーンフェイズ」を「直径約1インチのミニチュアの月彫刻125体」と表現している。[ 28 ]

着陸機には、民間企業、教育機関、そして一般市民から提供された、公開済みおよび未公開のペイロードも搭載されています。その一つがルナプライズ・タイムカプセルで、アーチ・ミッション財団が収集した月面図書館が含まれています。[ 21 ]月面図書館には、英語版ウィキペディアとロゼッタ・プロジェクトのコンテンツが含まれています。[ 29 ] [ 30 ]

搭載された無線周波数質量計（RFMG）は、IM-1ミッション中に利用可能な推進剤の量を推定しました。これは、単独の宇宙船でRFMGを長時間使用した最初の試験でした。[ 31 ] [ 32 ]

名称 代理店／会社 種類 詳細
ノヴァCオデュッセウスインティピュイティブ・マシーンズ月面着陸機 ミッションの着陸コンポーネント。機器のサポートも行います
ILO-X [ 33 ]国際月観測所装置 概念実証のための広視野および狭視野撮像装置
レーザー反射鏡アレイ[ 34 ]NASA装置 宇宙船が反射鏡までの距離を正確に測定するために使用できる、8つのレーザー反射鏡を備えた受動光学機器。このアレイは月面に恒久的な位置マーカーを提供します。[ 32 ]
高精度速度・距離計測のためのナビゲーションドップラーライダー[ 34 ]NASA装置 NDLは技術実証ペイロードとして搭載され、主ミッションのライダーが動作不能であることが判明したときにオデュッセウスによって運用されました。 [ 35 ]
月ノード1ナビゲーションデモンストレーター[ 34 ]NASA装置 キューブサットサイズの実験で、着陸機、探査機、表面インフラ、宇宙飛行士が月面での相対的な位置を確認するために使用できる自律航法を実証します。[ 32 ]
月面プルーム研究のためのステレオカメラ[ 34 ]NASA装置 4台のカメラが降下中および降下後に宇宙船のエンジン噴流との相互作用によって月の表面がどのように変化するかを示す画像を撮影します。[ 32 ]
月面光電子鞘における電波観測（ROLSES）[ 36 ]NASA /コロラド大学ボルダー校装置 この装置は月の表面環境を無線周波数で観測し、月面近くの自然活動や人為的活動がそこで行われる科学研究とどのように相互作用し、干渉する可能性があるかを調べます。[ 32 ]
イーグルカム[ 37 ]エンブリー・リドル航空大学キューブサット着陸の約30m前にIM-1から脱出し、着陸の様子を記録するために計画されたキューブサット。[ 32 ]
月の満ち欠けアートキューブ[ 28 ]ペース・ヴァーソ/ 4スペース / NFMoon 彫刻 着陸後、着陸機がこのペイロードを搭載する側に傾いたため、パッシブペイロードがブロックされました。[ 38 ]
オムニヒート[ 21 ]コロンビアスポーツウェアスペースブランケット
インディペンデンス[ 21 ]ローンスター 月面データセンター試験ミッション

ミッションイベント

打ち上げ前

2023年12月、オデュッセウスは処理のためにケネディ宇宙センターに到着した。[ 39 ] 2024年1月31日、オデュッセウス宇宙船はファルコン9ブロック5打ち上げロケットのペイロードフェアリングに収納された。[ 40 ] 2月13日、IMはオデュッセウスに推進剤を装填する2回のウェットドレスリハーサルが成功し、打ち上げの準備が整ったと発表した。[ 41 ] [ 42 ]

打ち上げ

ファルコン9ブロック5は、ケネディ宇宙センター発射施設39Aから打ち上げられました

2024年2月15日午前6時05分（UTC）、ファルコン9ブースターがフロリダのLC-39Aからオデュッセウスを打ち上げました。ブースターはLZ-1に戻り、使用済みのファルコン9上段ステージが宇宙船を月周回軌道に乗せました。

当初2月13日に打ち上げが予定されていたが、着陸機に搭載された推進剤に技術的な問題があるとの報告を受け、スペースXは打ち上げを延期した。[ 20 ] [ 43 ]

初期運用

Nova-C月着陸船は、軌道上で展開された後、ファルコン9の第2段から離れていきます

打ち上げ機からの分離後、ノヴァ・コントロール運用センターは着陸機との通信を確立し、初期チェックアウトを実施した。打ち上げ機からの分離後に宇宙船が撮影した画像は2月17日に公開された。[ 44 ]

試運転燃焼

着陸船は2月15日にメインエンジンの「試運転燃焼」を行う予定でした。インテュイティブ・マシーンズの宇宙システム担当副社長であるトレント・マーティン氏は、これをミッションにとって「重要なステップ」と表現しました。[ 45 ] IM-1スタートラッカーの問題と液体酸素ラインの冷却時間の調整を報告した後、IMは2月16日に試運転燃焼が成功したと報告しました。[ 46 ] [ 47 ]この操作により、着陸船の速度は21m/s（47mph）変化しました。[ 48 ]

軌道修正

インテュイティブ・マシーンズは、ミッションの月周回段階で最大3回の軌道調整操作を計画していた。[ 46 ]最初の操作は2月18日に完了し、[ 48 ] 2月20日の2回目の操作の後、3回目の操作の必要はなかった。[ 49 ]

2月20日、インテュイティブ・マシーンズはオデュッセウスが月面への旅の約72%を完了したと報告した。[ 50 ]

IM-1の軌道のアニメーション
地球を一周
月を一周
   IM-  1  地球   月

月周回軌道

オデュッセウスは2月21日に月周回軌道投入（LOI）を行い、速度を800m/s（1,800mph）変更しました。インテュイティブ・マシーンズは、408秒間のメインエンジンLOI噴射により、着陸機は高度92km（57マイル）の月周回軌道に投入されたと報告しました。[ 51 ] [ 52 ] 2月22日、インテュイティブ・マシーンズは「月修正操作」によって軌道が上昇したことを報告しました。[ 53 ]

着陸機は2月22日に月面に降下する前に約24時間月を周回した。[ 54 ] [ 55 ] [ 52 ] 2月21日、まだ軌道上にある間に、オデュッセウスは月面の高解像度画像を送信した。

インテュイティブ・マシーンズは、月周回軌道投入噴射のデータに基づいて降下噴射パラメータを調整した。インテュイティブ・マシーンズは、月着陸ミッションにおけるリスクは「挑戦」となるだろうと示唆した。[ 52 ]その後の報告によると、着陸機が月面への降下準備を進めていた際、ミッション・コントローラーは、打ち上げ前の準備段階で主要なレーザー測距システムの安全スイッチが作動していなかったと判断した。[ 35 ]地上チームは、オデュッセウスを再プログラムし、NASAの実験的ペイロードである高精度速度・距離測定用ナビゲーション・ドップラー・ライダーのデータを使用することで、この問題を回避した。[ 56 ]

月面着陸

マラパートの「衛星クレーター」の位置を示す地図

2020年の着陸地点として有力視されていたのは、静寂の海（Mare Serenitatis）と危機の海（Mare Crisium）の間でした。[ 57 ] [ 58 ]月の海は、溶岩が古代の衝突盆地に流れ込んで形成された広大な平原です。その後、月の南極付近の高地が着陸地点として選ばれました。この地域には将来の月面基地のための水源があると考えられていたためです。[ 59 ]

月の南極から300km（190マイル）離れたマラパートAクレーター地域が選ばれたのは、他の理由の中でも、南極に近い比較的平坦で安全な着陸場所であると思われるためでした。[ 59 ] [ 60 ]

着陸機の高度監視システムに土壇場でソフトウェアパッチを適用した後、オデュッセウスは2月22日23時11分UTC（午後6時11分EST）に着陸シーケンスを開始し、23時23分UTC（午後6時23分EST）に水氷があると判断された領域であるマラパートAの近くに着陸した。 [ 61 ]管制官は着陸機から微かな通信を受信したことを確認した。[ 62 ]着陸機は当初、古いテレメトリに基づいて完全に垂直方向を向いていると考えられていた。 [ 56 ] [ 63 ]その後、着陸機は30度の角度で着陸し、太陽電池パネルと科学機器は機能的に正しい向きに向いていたが、着陸機のアンテナの予想外の角度のために無線伝送速度がいくらか低下したことが判明した。

着陸機は6本の着陸支柱のうち1本以上を失っており、外部に取り付けられたヘリウムタンクの上に載っている可能性が最も高い。[ 64 ] [ 65 ]（唯一の非機能的な積荷は、地面に面している受動的な月の満ち欠けの芸術彫刻である。） [ 38 ]オデュッセウスは、1972年のアポロ17号ミッション以来初のアメリカの宇宙船による月面着陸となり、初の商業月面着陸機となった。[ 66 ]月面クレーター観測・探査衛星は、 2009年に軌道離脱後に意図的にハードランディングを行った。

ニューヨークタイムズのケネス・チャンの報道[ 67 ]には着陸の異常についての詳細な記述が含まれている。

同社の最高技術責任者（CTO）ティム・クレイン氏は、宇宙船は10度以上の傾斜でも着陸時に直立姿勢を保てるよう設計されていたと述べた。ナビゲーションソフトウェアは、傾斜が5度以下の地点を探すようにプログラムされていた。しかし、オデュッセウス号の高度測定用レーザー機器が降下中に作動しなかったため、宇宙船は予定よりも速い速度で12度の傾斜に着陸した。これは設計限界を超えた。オデュッセウス号は地表を滑走し、6本の脚のうち1本を折損して横転した。

LROCが撮影したIM-1着陸地点
着陸地点のビフォーアフターアニメーション
月探査衛星カメラ（LROC）によるIM-1着陸地点

地上運用

2月23日、インテュイティブ・マシーンズは、IM-1オデュッセウス着陸機が依然として「健在」であり、IMは着陸機の状態[ 68 ]と科学ペイロードの展開が可能かどうかに関するデータを引き続き受信していると報告しました[ 69 ] [ 65 ] 。インテュイティブ・マシーンズの幹部は、ダウンリンク速度を向上させるためにアンテナの再構成に取り組んでいると述べましたが、どのようなデータ速度を期待しているかについては明らかにしませんでした[ 70 ]

2月26日、インテュイティブ・マシーンズは月探査機が撮影した表面の最初の画像を公開した。[ 71 ]地球と月の位置に基づき、IMチームは、フライトコントローラーが火曜日（2月27日）の朝までオデュッセウスと通信し続けると報告した。 [ 72 ] 2月28日の時点で、オデュッセウスはまだ電力を供給されており、NASAの6つのペイロードすべてが良好なデータを提供していた。[ 39 ]同日の記者会見で、インテュイティブ・マシーンズは、太陽が1つの点灯している太陽電池パネルの視界から外れたため、着陸機の運用は最終段階にあると述べた。[ 6 ] 2月29日、オデュッセウスは月の夜の始まりとともに電力を失い、停止した。[ 3 ]しかし、同社は2週間の月の夜の後にオデュッセウスを復活させる可能性を排除しなかった。幹部は2～3週間以内に着陸機との通信を試みると述べた。[ 6 ]

オデュッセウスが月面に着陸してから約1か月後、インテュイティブ・マシーンズは月夜以降着陸機との連絡が取れなくなったと報告し、IM-1ミッションは終了した。[ 4 ]

イーグルカム

イーグルカム
イーグルカム・キューブサットと展開時のディスペンサー
ミッションの種類技術デモンストレーション
オペレーターエンブリー・リドル航空大学インテュイティブ・マシーンズ
コスパーID2024-030A
SATCAT番号58963ウィキデータで編集
ウェブサイトhttps://erau.edu/eaglecam
ミッション期間打ち上げから着陸まで：13日間 地上：30分（寿命）
宇宙船の特性
宇宙船イーグルカム
宇宙船の種類キューブサット
バス1.5Uキューブサット
製造元ERAU宇宙技術研究所
寸法100 × 100 × 150 mm (3.9 × 3.9 × 5.9インチ) [ 73 ]
ミッション開始
打ち上げ日2024年2月15日 6時5分37秒（UTC） (2024-02-15UTC06:05:37) 
ロケットファルコン9 ブロック5 F9-299
発射場LC-39A
請負業者スペースX
発射場所ノヴァCオデュッセウス着陸船
ミッション終了
廃棄廃止
宣言2024年3月31日
月着陸船
着陸日2024年2月28日
着陸地点オデュッセウス着陸船から4メートル（13フィート）離れた、マラパートAクレーター付近

EagleCamは展開可能なCubeSatカメラ システムで、特に Nova-Cオデュッセウス着陸船の月面着陸を撮影するために設計されたものです。オデュッセウス着陸船の月面着陸中に撮影された写真により、月の南極付近の月の表土や岩石表面への着陸のダイナミクスをより深く理解することができた可能性もあります。月の表面の局所的な特徴をより深く理解することで、今後予定されている月の南極への追加着陸の準備にも役立ったでしょう。 [ 37 ] [ 74 ]デイトナ ビーチのエンブリー リドル航空大学の宇宙技術研究所のスタッフと学生によって設計および製造された EagleCam は、[ 37 ] [ 74 ]オデュッセウスから展開され、第三者の視点から月面着陸した宇宙船の最初の写真を撮影することを目的としていました。また、宇宙で初めて電気力学的ダストシールドシステムをテストし、月面で初めて Wi-Fi接続を利用してデータを送信する計画もあった。

設計と目的

イーグルカムの主な搭載物はカメラシステムで、3つの魚眼レンズ[ 75 ]で構成されていました。そのうち2台の カメラは、着陸直前にオデュッセウスから放出される際に、6秒間で毎秒合計9枚の画像を撮影しました。4台目のカメラ[ 76 ]は、ケネディ宇宙センターのスワンプワークス施設で製造されたイーグルカムのもう一つの搭載物である電気力学的ダストシールド（EDS）の試験用に搭載されていました。[ 77 ]キューブサットは、30分間駆動する太陽電池式バッテリーで駆動されました。[ 78 ]

イーグルカムが成功していれば、オデュッセウス着陸船の月面着陸中に撮影された写真とデータによって、月の南極付近の月の表土と岩石表面への着陸のダイナミクスをより深く理解することができたかもしれない。イーグルカムは、NASAのアルテミス計画を通じた将来の月の南極への有人および無人ミッションの準備に役立てるために月面の局所的な特徴をより深く理解するなど、NASAの商業月面ペイロードサービス（CLPS）プログラムの目的を支援していただろう。[ 79 ] [ 80 ]しかし、オデュッセウスの写真がイーグルカムで撮影されることはなかったが、他の種類のデータは記録され、IM-1着陸船を介してインテュイティブ・マシーンズ社とスペース・テクノロジーズ・ラボに送信された。[ 81 ]イーグルカムを通じて、エンブリー・リドル航空大学は、教員と学生のみで開発された月面探査機を保有する世界初の大学となった。[ 77 ] [ 79 ] [ a ]

イーグルカムキューブサットのプロトタイプは、 2023年12月19日にブルーオリジンNS-24飛行復帰ミッションに搭載されて飛行した。 [ 86 ]

ミッション概要

月面付近/月面上でのイーグルカム運用概念図

着陸直前、月面から約30メートル（98フィート）の高度で、オデュッセウスはこのキューブサットを切り離すことになっていた。切り離されると、イーグルカムは10メートル/秒（33フィート/秒）の速度で着陸機の近くの月面に半硬質着陸する予定だった。イーグルカムが月面に降下する際、月面着陸の最初の三人称画像を撮影することが計画されていた。[ 87 ]しかし、月面への最終降下段階で使用された着陸機のセンサーを再構成するソフトウェアパッチから生じた複雑な問題のため、イーグルカムは電源が切られ、着陸中もオデュッセウスに接続されたままだった。[ 88 ] [ 76 ]その後、2月28日に切り離されたが、ミッションの主目的であったIM-1着陸後の画像を除くすべてのタイプのデータを返したため、部分的な失敗であった。[ 89 ] [ 90 ] [ 91 ] [ 92 ] [ 81 ]「視覚処理装置をリセットし、イーグルカムの電源を入れ、それを放出することができました。そして、機体から約4メートル離れたところで安全に放出しました。しかし、カメラか着陸機へのWi-Fi信号のどちらかに、正常に機能していない可能性があります。そのため、エンブリー・リドル研究所のチームはその点に取り組んでおり、何かできることはないか検討しています」と、インテュイティブ・マシーンズのCEO、スティーブ・アルテマス氏はNASA-IMのミッションアップデートでイーグルカムについてコメントしました。[ 93 ]イーグルカムはオデュッセウス着陸機とのWi-Fi接続を利用して、画像を地球に送信しました。[ 79 ]

2024年3月、イーグルカムチームは、その功績により米国上院のリック・スコット上院議員から米国上院の議会記録で表彰されました。[ 94 ]

参照

注記

  1. ^ 1962年に打ち上げられた月面衝突機「レンジャー4号」は、NASAジェット推進研究所によって開発された。同研究所は20世紀初頭からカリフォルニア工科大学の教員と学生が運営に携わってきた。宇宙開発競争以降の多くの月探査ミッションは、政府機関や学術機関のリーダーシップの下で開発され、あるいは搭載実験が行われてきた（月面人工物一覧を参照）。より最近では、 JAXAのSLIMミッションに搭載され、2024年1月19日に月面に着陸したLEV-2ローバーは、JAXA、日本企業のトミーとソニー、そして同志社大学によって共同開発された。 [ 82 ] LSUが設計した放射線実験であるTiger Eye 1も、2021年11月の時点でIM-1ミッションに搭載されることが表明されていました。 [ 83 ]しかし、 2022年12月の次のIntuitive Machines月面ミッションIM-2で打ち上げられるように延期されました。 [ 84 ] AstroboticのPeregrine Mission Oneが成功していれば、そのペイロードのうちの2つ、 IrisとMoonArkは、どちらもカーネギーメロン大学の学生と教員によって開発され、それぞれ月面に着陸した最初の大学開発のロボットローバーと博物館になっていたでしょう。それらの着陸予定日は、IM-1とEagleCamの予定着陸および展開の翌日である2024年2月23日でした[ 85 ]。

参考文献

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