月探査機

月探査機
LROのイラスト
ミッションタイプ月周回衛星
オペレーター米航空宇宙局(NASA)
コスパーID2009-031A
SATCAT番号35315
Webサイト.gsfc .nasa .gov
ミッション期間
  • 主な任務:1年間[ 1 ]
  • 科学ミッション:2年間[ 1 ]
  • 延長1:2年[ 1 ]
  • 延長2:2年[ 2 ]
  • 経過時間: 16年7ヶ月6日
宇宙船の特性
メーカーNASA  / GSFC
打ち上げ質量1,916 kg (4,224 ポンド) [ 3 ]
乾燥質量1,018 kg (2,244 ポンド) [ 3 ]
ペイロード質量92.6 kg (204 ポンド) [ 3 ]
寸法打ち上げ時:390 × 270 × 260 cm(152 × 108 × 103インチ)[ 3 ]
1850ワット[ 4 ]
ミッション開始
発売日2009年6月18日 21時32分00秒 UTC ( 2009-06-18UTC21:32Z )
ロケットアトラス V 401
発射場ケープカナベラルSLC-41
請負業者ユナイテッド・ローンチ・アライアンス
入隊2009年9月15日 (2009年9月15日
軌道パラメータ
参照システム月中心主義
半長軸1,825 km (1,134 マイル)
近日点高度20 km(12マイル)
アポセレーネ高度165 km (103 マイル)
エポック2015年5月4日[ 5 ]
周回衛星
軌道挿入2009年6月23日

月偵察軌道船(LRO は、現在偏心極軌道で月を周回しているNASAのロボット宇宙船です。[ 6 ] [ 7 ] LROによって収集されたデータは、NASAの将来の月への有人およびロボットミッションの計画に不可欠と言われています。[ 8 ]その詳細なマッピングプログラムは、安全な着陸地点を特定し、月面の潜在的な資源の位置を特定し、放射線環境の特徴付け、そして新しい技術を実証しています。[ 9 ] [ 10 ]

2009年6月18日、[ 11 ] NASAの月探査ロボット計画の先駆けとして、月面クレーター観測センシング衛星(LCROSS)と組み合わせて打ち上げられたLROは、[ 12 ] 10年以上ぶりのアメリカの月探査ミッションであった。[ 13 ] LROとLCROSSは、アメリカの宇宙探査ビジョン計画の一環として打ち上げられた。

探査機は、100メートル解像度、98.2%のカバー率(深い影の極地を除く)で月面の3D地図を作成した。[ 14 ]これには、アポロ着陸地点の0.5メートル解像度の画像も含まれている。[ 15 ] [ 16 ] LROからの最初の画像は2009年7月2日に公開され、雲海Mare Nubium )の南にある月の高地の地域が映し出された。[ 17 ]

ミッションの総費用は5億8,300万ドルと報告されており、そのうち5億400万ドルはLRO本体に、7,900万ドルはLCROSS衛星に充てられる。[ 18 ] LROには少なくとも2026年までは運用を継続するのに十分な燃料がある。[ 19 ]

ミッション

LROとLCROSSを搭載したアトラスV

NASAゴダード宇宙飛行センターで開発されたLROは、1,916kg(4,224ポンド[ 18 ] )の大型で高性能な宇宙船です。ミッション期間は当初1年間の予定でしたが[ 20 ]、NASAによる審査を経て、その後何度も延長されています。

2006年2月に予備設計審査、2006年11月に詳細設計審査を完了した後、[ 21 ] LROは2009年2月11日にゴダードからケープカナベラル空軍基地に出荷されました。 [ 22 ]打ち上げは2008年10月に計画されていましたが、宇宙船が熱真空チャンバーでテストされていたため4月に延期されました。[ 23 ]打ち上げは、優先的な軍事打ち上げの遅れにより2009年6月17日に再スケジュールされ、[ 24 ] 1日遅い6月18日に行われました。この1日の延期は、水素燃料漏れにより予定されていた打ち上げがキャンセルされた後、スペースシャトルエンデバー号がミッションSTS-127のために打ち上げられる機会を与えるためでした。 [ 25 ]

調査対象には、月周回軌道上の全地形水氷堆積物や照明環境を含む月の極地、月周回軌道上の深宇宙放射線の特性評価、および将来の着陸地点の選択と特性評価を支援するための最大解像度50cm/ピクセル(20インチ/ピクセル)の高解像度マッピングが含まれます。[ 26 ] [ 27 ]

さらに、LROは、アポロ計画の着陸地を含む、過去および現在の月面ミッションの着陸船や機器の画像と正確な位置を提供してきました。[ 15 ] 2024年には、日本のSLIM軟着陸 に初めて成功した着陸地点を非常に正確に確認しました。 [ 28 ]

楽器

搭載計器

探査機には 6 つの計測機器と 1 つの技術実証が搭載されています。

放射線の影響を観測する宇宙線望遠鏡(CRaTER)
放射線の影響を観測する宇宙線望遠鏡の主な目的は、月軌道上の荷電粒子による局所的なエネルギー移動とその生物学的影響を測定し、その特徴を明らかにすることである。[ 29 ]
占い師
ディバイナー月放射計実験は、将来の月面活動や探査のための情報を提供するために、月面の熱放射を測定します。[ 30 ]
ライマンアルファマッピングプロジェクト(LAMP)
ライマン・アルファ・マッピング・プロジェクトは、恒星から発生する紫外線太陽系全体に薄く広がる水素原子を利用して、永久に影になっているクレーターを調べ、水氷を探します。[ 31 ]
月探査中性子検出器(LEND)
月探査中性子検出器は測定を行い、地図を作成し、地表近くの水氷堆積物の可能性を検出します。[ 32 ]
月周回衛星レーザー高度計(LOLA)
月周回衛星レーザー高度計の調査により、正確な地球規模の月の地形モデルと測地グリッドが提供されます。

月探査機カメラ(LROC)狭角カメラ(NAC)
月偵察軌道カメラは、着陸地点の認定と極照明の測定要件に対応しています。[ 33 ] LROC は、2 つの狭角カメラ (NAC) と 1 つの広角カメラ (WAC) で構成されています。[ 34 ] 2 つの狭角カメラは、f/3.59、主鏡の直径 19.5 cm のカセグレン (リッチー・クレティエン) 一次光学系を備えており、 [ 34 ]プッシュブルーム撮像素子を使用しています。[ 35 ] [ 36 ]高度約 50 km の元の高度では、各 NAC は約 0.5 メートル幅約 0.5 メートルのピクセルを撮像し、5064 ピクセル幅の観測幅は約 2.5 km です。軌道は 2011 年に楕円形に引き上げられ、軌道の一部の解像度が 2.0 m/px に低下しました。[ 37 ] : LROCは、アポロ月面着陸跡地の上空50km(31マイル)を数回飛行しました。月面車( LRV)と月着陸船の降下段、そしてそれぞれの影、そして以前に月面に残された他の機器がはっきりと見えます。
月探査機カメラ(LROC)広角カメラ(WAC)
WACは、60kmの幅にわたって7つのカラーバンドで100メートル/ピクセルのスケールで可視画像と紫外線画像を提供します。[ 38 ]画像フォーマットは1024×1024ピクセルで、視野は92°(モノクロ)、61°(可視光)、紫外線59°です。[ 34 ]
ミニRF
小型無線周波数レーダーは、新しい軽量合成開口レーダー(SAR)と通信技術を実証し、潜在的な水氷の位置を特定しました。[ 39 ]

月の名前

LROの打ち上げに先立ち、NASAは一般の人々に、LROのマイクロチップに名前を刻む機会を提供しました。この機会の締め切りは2008年7月31日でした。[ 40 ]約160万件の名前が提出されました。[ 40 ] [ 41 ]

ミッションの進捗状況

この画像では、2 本の緑色のビームのうち下側のビームは、ルナ・リコネッサンス・オービターの専用トラッカーからのものです。
地球を周回するLROの軌道のアニメーション  月探査機 ·  地球   月
2009年6月23日から2009年6月30日までのLRO軌道のアニメーション   LRO  ·  

2009年6月23日、ルナー・リコネッサンス・オービター(LOR)は地球から4日半の旅を経て、月周回軌道に入った。打ち上げ時、探査機は月の位置よりも前方の地点を目標としていた。探査機が月周回軌道に正しく進入するために、飛行中に軌道修正が必要だった。月の裏側に到達すると、探査機はロケットエンジンを点火し、月の重力に捕らえられて楕円軌道に投入された。[ 42 ]

その後4日間にわたる4回のロケット噴射により、衛星は試運転段階の軌道に投入され、各機器がオンライン状態となり試験が行われた。2009年9月15日、宇宙船は高度約50km(31マイル)で1年間月を周回する主要ミッションを開始した。[ 43 ] 1年間の探査段階を終えたLROは、2010年9月にNASAの科学ミッション局に引き渡され、ミッションの科学段階を継続した。[ 44 ] 50kmの円軌道を継続するが、最終的には残りのミッション期間中、 燃料を節約する「準凍結」[ 45 ]楕円軌道に移行する予定であった。

NASAのLCROSSミッションは、10月9日11時31分と11時36分(UTC)の2回の月面衝突で最高潮に達した。衝突の目的は月の南極付近のカベウスクレーターの水の探索であり、 [ 46 ]予備的な結果では水と水に関連するイオンであるヒドロキシルの両方の存在が示された。[ 47 ] [ 48 ]

2011年1月4日、月周回衛星(LRO)のミニRF機器チームは、ミニRFレーダー送信機に異常が発生したことを発見しました。ミニRFは通常の運用を停止しました。送信不能状態にもかかわらず、この機器は地球からのレーダー送信を用いてバイスタティックレーダー観測を行っています。ミニRF機器は2010年9月以降、400ストリップ以上のレーダーデータを収集しており、既に科学ミッションの成功基準を満たしています。[ 49 ]

2013年1月、NASAはメリーランド州グリーンベルトにあるNASAゴダード宇宙飛行センターの次世代衛星レーザー測距(NGSLR)ステーションからLROの月周回衛星レーザー高度計(LOLA)にモナリザの画像を送信し、LROとの片方向レーザー通信をテストしました。[ 50 ]

2015年5月、LROの軌道は月の南極から20km(12マイル)上空を飛行するように変更され、月周回衛星レーザー高度計(LOLA)とディバイナーの機器から永久影のクレーター上でより高解像度のデータを取得できるようになりました。[ 51 ]

2019年、LROはインドの月着陸船ヴィクラムの墜落現場を発見した。[ 52 ]

2020年には、2018年に(劣化のため)停止されていた小型慣性計測装置の代わりにスタートラッカーを使用するソフトウェアがテストされました。[ 53 ]

LROとチャンドラヤーン2号探査機は、2021年10月20日午前5時45分(UTC)に月の北極上空で危険なほど接近すると予想されていました。チャンドラヤーン2号探査機は、2021年10月18日午後6時52分(UTC)に衝突回避操作を実施し、接近の可能性を回避しました。[ 54 ]

結果

LOLAデータは、月の表側の3つの相補的な画像を提供します。地形(左)、表面傾斜値(中央)、地形の粗度(右)の地図です。3つの画像はすべて、比較的新しい衝突クレーターであるティコを中心とし、左側にはオリエンターレ盆地が広がっています。

2009年8月21日、この宇宙船はチャンドラヤーン1号探査機とともに、月面の水氷の存在を検知するためのバイスタティックレーダー実験を試みたが[ 55 ] [ 56 ]、テストは失敗した。[ 57 ]

2010年12月17日、LOLA観測装置によって収集されたデータに基づく月の地形図が公開されました。[ 58 ]これは現在までに作成された月面の地形図の中で最も正確なものであり、今後さらに多くのデータが得られるにつれて更新されていきます。

2011年3月15日、ミッションの探査段階からの最終データセットがNASA惑星データシステムに公開されました。宇宙船の7つの機器は192テラバイトを超えるデータを提供しました。LROはすでに、他のすべての惑星探査ミッションの合計に匹敵する量のデータを収集しています。[ 59 ]この量のデータが可能になったのは、月が非常に近いこと、LROが専用の地上局を持っていること、そして深宇宙ネットワークで時間を共有する必要がないためです。最新の成果物の一つに、月偵察軌道カメラ(LROC)による100メートル/ピクセル(330フィート/ピクセル)の解像度を持つ地球地図があります。

2015年3月、LROCチームは、2013年3月17日に地球から閃光が観測された衝突地点を撮影したと報告した。チームは、衝突後1~2年の間に撮影された画像(テンポラルペアと呼ばれる)と比較することでクレーターを発見した。画像には、周囲の地形とは反射率が著しく異なる斑点状の小さな領域が見られ、これは最近の衝突による地表の乱れによるものと考えられる。[ 60 ] [ 61 ]

2015年9月までに、LROCは月面のほぼ4分の3を高解像度で撮影し、3,000以上のローブ状の断崖を明らかにしました。これらの断崖の世界的な分布と向きは、これらの断層が地球の重力による潮汐力の影響を受けて、月が縮小するにつれて形成されたことを示唆しています。[ 62 ]

2016年3月、LROCチームは14,092のNAC時間ペアを使用して、月面に47,000以上の新しい斑点を発見したと報告しました。[ 63 ]

2024年7月、LROによって得られたレーダーデータの分析により、月面に地表からアクセス可能な地下洞窟の存在が確認された。[ 64 ] [ 65 ]この洞窟は幅約45メートル、長さは少なくとも80メートルと言われており、アポロ11号の宇宙飛行士ニール・アームストロングバズ・オルドリンが初めて月面に降り立った古代の溶岩平原である静かの海に存在する。 [ 66 ]

ミッションでは、科学的成果をまとめた出版物の完全なリストをウェブサイトに掲載しています。[ 67 ]

ティコクレーターの中央の山頂複合体は、地元の日の出近くに長く暗い影を落とします。
GRAIL-B が月軌道上の LRO を撮影。

参照

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