The Moon Age Calendar >> Main >> Exhibition >> Missons >> Explore　　DrawUp 1998/02/10　　Renovate 2003/06/23

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月探査の歴史と今後

月探査の歴史
ルナ２号	名　　　　称 国名 打上年月日 内　　　　　　　　　容 ルナ１号 ソ連 1959/01/02 月から６０００キロのところを通過。 ルナ２号 ソ連 1959/09/06 初めて月に衝突。 ルナ３号 ソ連 1959/10/04 初の月の裏側を撮影。 レインジャー６号 アメリカ 1964/01/30 静かの海に衝突。 レインジャー７号 アメリカ 1964/07/28 雲の海に衝突までに４３００枚もの写真を撮影。 レインジャー８号 アメリカ 1965/02/17 静かの海に衝突。 レインジャー９号 アメリカ 1965/03/21 アルフォンススクレーターに衝突。 ゾンド３号 ソ連 1965/07/18 月から１万キロのところを通過、月の裏側を撮影。 ルナ９号 ソ連 1966/01/31 嵐の大洋に初の軟着陸。 ルナ１０号 ソ連 1965/03/31 初の月の衛星となる。 サーベイヤー１号 アメリカ 1966/05/30 嵐の大洋に軟着陸。 ルナ・オービター１号 アメリカ 1966/08/10 アポロ着陸サイトを調査。 ルナ１１号 ソ連 1966/08/24 月の周回軌道上から調査。 サーベイヤー２号 アメリカ 1966/09/20 補助エンジン点火に失敗。コペルニクスクレーターに衝突し破壊。 ルナ１２号 ソ連 1966/10/22 月の周回軌道上から調査。 ルナ・オービター２号 アメリカ 1966/11/06 アポロ着陸サイトを調査。 ルナ１３号 ソ連 1966/12/21 嵐の大洋に軟着陸。 ルナ・オービター３号 アメリカ 1967/2/4 アポロ着陸サイトを調査。 サーベイヤー３号 アメリカ 1967/4/17 嵐の大洋に軟着陸。後にアポロ１２号によってカメラが回収される。 ルナ・オービター４号 アメリカ 1967/05/08 月面のマッピング。 ルナ・オービター５号 アメリカ 1967/08/01 月面のマッピングと高緯度調査。 サーベイヤー５号 アメリカ 1967/09/08 静かの海に軟着陸。 サーベイヤー６号 アメリカ 1967/11/07 中央の入り江に軟着陸。 サーベイヤー７号 アメリカ 1968/01/07 ティコクレーター北縁に軟着陸。 ルナ１４号 ソ連 1968/04/07 月の周回軌道上から調査。 ゾンド６号 ソ連 1968/11/10 月の周回軌道上から調査ののち帰還。 アポロ８号 アメリカ 1968/12/21 アポロ初の有人飛行。 アポロ１０号 アメリカ 1969/05/18 アポロ１１号 アメリカ 1969/07/16 ゾンド７号 ソ連 1969/08/07 月の周回軌道上から調査ののち帰還。 アポロ１２号 アメリカ 1969/11/14 アポロ１３号 アメリカ 1970/04/11 ルナ１６号 ソ連 1970/09/12 豊の海に軟着陸、１００ｇの月の試料を採集して 地球に持ち帰る。２４号も同様（１９７６年） ゾンド８号 ソ連 1970/10/20 月の周回軌道上から調査ののち帰還。 ルナ１７号 ソ連 1970/11/10 雨の海に軟着陸。無人移動式ルナホート１号。 アポロ１４号 アメリカ 1971/01/31 アポロ１５号 アメリカ 1971/07/26 ルナ１９号 ソ連 1971/09/28 月の周回軌道上から調査。 ルナ２０号 ソ連 1972/02/14 豊の海に軟着陸。月の石を採集して帰還。 アポロ１６号 アメリカ 1972/04/16 アポロ１７号 アメリカ 1972/12/07 ルナ２１号 ソ連 1973/01/16 晴れの海に軟着陸。無人移動式ルナホート２号。 ルナ２２号 ソ連 1974/06/02 月の周回軌道上から調査。 ルナ２４号 ソ連 1976/08/14 危難の海に軟着陸。 月の石を採集して帰還。 ガリレオ アメリカ 1989/10/18 木星への航行時間・燃料短縮のためフライバイを利用する際に２回月の観測を行う Hiten 日本 1990/01/24 月を周回したのちフライバイへ。 クレメンタイン アメリカ 1994/01/25 ７１日間で２００万枚のデジタル画像を撮影。 ルナー・プロスペクター アメリカ 1998/01/06 ルナーＡ 日本 1999/2−3 2003年現在、さらに計画が延期されています。
レインジャー１号
サーベイヤー。
ルナ・オービター
月面を離れる月着陸船イーグル。
アポロ11号司令船。
アポロ１１号アームストロング船長の足跡。
ルナーＡ

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ルナとゾンド　　Luna & Zond(1959-1976)

１９５９年１０月ルナ３号によって、初めて月の裏側の写真を撮影する偉業が達成されました。

ソビエトのルナ計画は１５機もの探査機を月に送り、世界の月探査をリードし、多くの成果をもたらしました。

初の接近通過・初の接近撮影・初の周回軌道上からの観測・初の軟着陸など一連の快挙によって、当時ソ連はアメリカ同様に人間を月に送る計画を密かに立ていました。

ソビエトの2つの成功した月探査は、ルナ（15機の探査機）とゾンドでした（5機の探査機）。

現在確認されているデータはルナ3号、9号、13号、21号、22号、およびゾンド3号、6号、7号、8号からのものです。

すべてのデータは、ルナ21号からの月の均衡データを除いて本質的には写真です。

月の接近通過をした探査機（ルナ3号、およびゾンド3号、6号、7号、8号）は、月の周縁および裏側の領域の写真を得ました。

またゾンド6号、7号、および8号は、月を一周しシベリア（6号と7号）とインド洋（8号）に帰還しました。

月着陸船（ルナ9号、13号、および22号）の写真撮影実験の目的は、有人の月着陸の為の研究と着陸地点決定のため、表面のクローズアップ画像を得ることでした。

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レインジャー　　Ranger (1964 - 1965)

レインジャー計画は、月の表面のクローズアップイメージを得るアメリカ最初の試みでした。

レインジャーは衝突の瞬間まで月にまっすぐに飛び続け、画像を送り返すために設計されました。

その画像品質はは0.5メートルの解像度を持っていました。

また、レインジャーには6つのカメラがボードに搭載されていましたが、視野、レンズ、および露出走査レートなど、撮影方向の違い以外は基本的に同じものでした。

カメラシステムは2つのチャンネルとして、P（部分的）、およびF（全体）とに分割され撮影されました。

個々のチャンネルは、別々の電源が供給され、タイマー、およびトランスミッターに至るまで自己完結型でした。

その内、F-チャンネルには広角のA-カメラと角度狭いB-カメラの2つを持っていました。

また、P-チャンネルにはP1、P2（狭い角度）とP3、P4（広い角度）の4つのカメラを持っていました。

Fチャンネルの最終画像は、インパクトの0.2秒から0.4秒前（高度約600m）までの撮影が可能であり、P-チャンネルはインパクトの2.5秒から5秒前（高度約5km）まで撮影されました。

これらによって撮影された画像は、約1000箇所もの非常に詳細な画像で、アポロ計画者達に軟着陸が決して容易では無いことを示しました。

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サーベイヤー　　Surveyor (1966 - 1968)

サーベイヤーは、月に安全に上陸するアメリカ初の探査機でした。

サーベイヤーの主要な目的は、月の表面の詳細な拡大画像を得ること、およびその地形が有人着陸に安全であるかどうかを決定することでした。

サーベイヤーにはテレビカメラが装備され、さらに、サーベイヤー3号と7号は、月面に溝を掘り、地質学的調査が行われ、サーベイヤー5号、6号、7号では、月表面の試料の化学的検査を行いました。

後にサーベイヤー3号のカメラはアポロ12号の飛行士によって地球に持ち帰られることになります。

このカメラを詳細に調査した結果、２年前にサーベイヤーが月へ向かう時点で付着していたと思われる、連鎖球菌が発見され物議を呼びました。

その後の調査の結果、月面の過酷な環境でも細菌が生命を維持できることが分かり、月は人類によって汚染されたとの見方もされました。

これにより、それ以降の地球圏外に送られる探査機は厳重な滅菌処理が施されるよう規定されました。

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ルナ・オービター　　Lunar Orbiter (1966 - 1967)

アポロ着陸の前に月の表面の地図を作るために、5機のルナ・オービターが1966年から1967年に渡り打ち上げられました。

全機が成功し、月面の99%もの範囲が約60mの解像度によって撮影されました。

ルナ・オービター1号、2号、3号は、地球からの観察に基づき、選定された2箇所の月着陸サイトを撮影することに専念され、低い軌道で飛ばされました。

ルナ・オービター4号と5号はより広い科学目的によって高高度極軌道に載せられ、4号は月面の正面と裏面の95%を撮影し、5号は月全体の撮影と裏面を含む約36箇所の選ばれたエリアの中（20m）および高（2m）解像度画像を撮影しました。

ルナ・オービターの高度な画像処理システムは、デュアルのレンズカメラ、フィルム処理ユニット、読み出しスキャナ、およびフィルム装填装置から成っていました。

610mm狭い角度高解像度（HR）レンズ、および80mm広角の中間解像度（ＭＲ）レンズは、それぞれの画像フレームを単一の70mmフィルム上に露出するものでした。

2つのカメラは同期して、HRフレームにおいてイメージされたエリアは、MRフレームエリア内で集中されて行きます。

フィルムは電気光学式のセンサーによって、宇宙船速度を補うために、露出の間は動かされていました。

フィルムは即座に処理され、走査し、画像は電波で通信で地球に届けられました。

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クレメンタイン　　Clementine　(1994)

クレメンタインは米国国防総省弾道ミサイル防衛局（かつての戦略防衛構想局）と 米国航空宇宙局（ＮＡＳＡ）の共同計画により、ローレンスリバモア研究所で開発されたセンサーの機能確認のために打ち上げられました。

探査機は海軍研究所によって設計・制作され、1994年１月25日に月を周回する楕円軌道に向けて打ち上げられました。

クレメンタインは月の表面からの距離を425kmから2950kmに変化させながら、２ヶ月にわたって詳細な月の地図の作成を行いました。

搭載された観測機器の中には紫外線から赤外線までをカバーする映像取得装置が含まれており、さらに月の中緯度地域の高度を測定することも可能でした。

1994年５月には小惑星（1620）ジオグラフォスの観測を行うための軌道に投入され月を離れることになっていましたが、機器の故障が発生し軌道修正は行えませんでした。

しかし、その後、操作は可能となり、現在は今後のクレメンタインの観測計画を検討していると言われています。

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ガリレオ　　Galileo　（１９８９）

木星の周回軌道から観測する軌道船と木星大気に突入して内部の様子を調査する観測船から構成され、 現在木星への軌道を航行中です。

軌道船は木星の周回軌道を航行し木星の衛星を詳しく観測し、観測船は木星大気に深さ600ｋｍまで降下しながらガス型巨大惑星の内部を初めて観測しデータを送り返してくる予定です。

ガリレオは木星に向かう途中で、幾つかの小惑星と月面の接近写真を地球に送ってきました。

また、シューメーカー−レビー第９彗星の木星への衝突の映像も撮影しています。

燃料と航行時間短縮のため地球や月の引力を用いるために数回に渡り接近することになっています。

打ち上げが行われたあと、展開式の高利得アンテナの展開に失敗し、その後何度かアンテナ展開の試みが行われましたが、結局失敗に終わっています。

現在ガリレオとの交信に使用されている低利得アンテナでは１秒に10ビットの情報しか送受信でき無いと言われています。

ジェット推進研究所では、通信できる情報量を可能な限り増やすため、地上の受信アンテナの感度を向上させたりデータの圧縮化技術（画像情報に関してはJPEGに似たデータ圧縮フォーマットを使用、その他の観測機器の観測データに関しては可逆圧縮。）を開発しました。

これによって低利得アンテナだけであっても、当初予定された観測対象の70％の観測データを送ることが可能と予想されています。

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ルナー・プロスペクター　　Lunar Prospector（1998）

ルナー・プロスペクターは1998年1月11日、午前7時17分EST月の軌道に入りました（12時17分UT）。

現在は予備的な高度100kmの地図作成軌道にあります。

1998年1月7日ケネディ宇宙センターより（1月6日午後9:28:44時28分44秒EST）2時28分44秒UTに打上げられた探査機は最大重量295kg（燃料充填時）、126kg（乾燥）で、202W太陽電池および15Ahのニッケル水素（NiH）バッテリーを装備しています。

ルナー・プロスペクターは月の低い極軌道調査、表面構成および精密な月面図の作成と、極氷の調査、月の形状の測定及び磁気と重力フィールドの研究を行います。

1年から3年を掛けて、月の表面構成の詳細な地図の作成に費やし、月の起源と現状、および今後の利用開発について基本的な解析を行います。

探査機は、黒鉛エポキシ樹脂ドラムの外殻を持ち、その大きさは直径1.4メートル、高さ1.22メートルです。

6つのヒドラジン単推進体、（22ニュートン）姿勢制御用ロケットによって回転安定し、コントロールされています。

通信装置は、2S帯域トランスポンダと段階的に設置された配列媒体利得アンテナ、および無指向性の低い利得アンテナです。

オンボード・コンピュータはなく、地球からのコマンドは3.6kbpsテレメーター法リンクによって実行されます。

また、ルナー・プロスペクターの制作費は6300万ドルと言われています。

打ち上げ後、110時間と118分後に99×100km高度月極軌道への投入されました。

より高い解像度を得るために、軌道が50kmと10kmの高度に下げられて約２年間の調査を行う予定です。

特に注目されている幾つかの測定装置は以下の通りです。

ガンマ線分光計（GRS）-Gと、中性子分光計（NS）
GRSとNSは、玄武岩の火山活動によって形成された高地地殻の発展、期間、および範囲を解明しようとするもので、現在までの基本的な諸データの詳細な測定を行うためです。
特にNSは、月の極付近で常時影に覆われたエリアに存在しているのではないかと言われる氷の存在を確かめる調査も行います。

磁力計（MAG）と電子リフレクトメーター（ER）
MAG/ER実験によって、月外殻磁場、および月によって引き起こされた磁気の調査を行います。
月のコアサイズと構成について、詳しいことが分かってくるものと期待されています。

アルファ粒子分光計（APS）
APS器具は、ラドンが原子崩壊して発生するポロニウムからアルファ粒子を検出して、月の表面のガス噴出などを察知し希薄な月大気の調査を行うためのものです。

ドップラー重力実験（DGE）
宇宙船軌道により月の重力フィールドを決定するため、S帯域電波信号によりのドップラー追跡を用います。
このデータが月の内部についての情報を提供し、月地形上データとによって外殻の不均整、外殻の構造調査のほか、表面盆地構造の３次元データの収集が行われます。

これらによってＮＡＳＡが進めている月面開発などに向けて、大きく貢献して行くことでしょう。

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ルナＡ　　Luna-A

1999年2月から3月に打ち上げが予定されています。（2003年現在、さらに計画は延期されています）

探査機の重量は520.00kgと公開されています。

ルナAの科学目的は、月の表面を撮影することと、月面の地震を監視することであり、また表面近くの熱特性と熱の流れを測定すること、および月のコアおよび内部の構造を調査することです。

これらの目的ために、ルナAは地図作成用のカメラと3機のペネレーターを搭載しています。

このペネレーターは、熱フロー測定装置と地震計が装備されています。

地震計は1年期間に渡り月の地震を監視し、月内部の構造とコアのサイズについて詳しく知ることが出来ると予想されています。

打ち上げ後、ルナAは地球と月のまわりの軌道に投入され、４周半後にルナAは遠地点1185000kmの広い軌道となります。

この軌道から、ルナＡは月に再遭遇し月の軌道に投入されます。

この軌道は30度の傾向を持ち、ルナAは月の表面から40kmにまで近づきます。

また、軌道上から1ヶ月間に3機のペネレーター（重量13kg）を投下します。

それらは、250m/sから300m/sの速度で、月表面から1メートルから3メートルまで詰め込まれます。

地球側の赤道付近（アポロ12号と14号着陸サイトの近く）と裏側の赤道付近、更に周縁付近へと１機づつペネレーターが投下される予定です。

全てのペネレーターを投下した後に、ルナＡは200から300kmまで上がり地図作成軌道に移ります。

各ペネレーターの観測データはそれぞれのメモリーに格納され、ルナＡが個々のペネレーターの上を通過する時に送信されます。

ルナＡのメインボディは、高さ111cmで直径120cmのシリンダ状です。

軌道制御システム、S帯域アンテナ、およびUHF帯域アンテナ、反応制御装置、および別のS帯域アンテナ等が取り付けられています。

3枚の太陽電池パネルは、ボディのまわりに等しく間隔をおいて本体に配置されています。

30mの解像度の単色のマッピングカメラは、太陽電池パネル接続部付近に取り付けられ、太陽の光の当たり具合によってり微妙な地形上の特徴が現れる明暗界線の近くで画像を撮るために使用されます。

また探査機本体は回転安定します。

姿勢と回転レートは、N2H4単推進用反応制御系によりコントロールされます。

月の近くの軌道制御は、N2O4とN2H4エンジンを使って行われます。

ペネレーターは、直径14cmのミサイル型のシリンダで長さは90cmあり、本体に並んだ太陽電池パネルの間に装備されています。

ルナＡとの分離後に点火されるロケット・エンジンを持っており、自由落下の間にペネレーターを安定させるために使われます。

エンジンと姿勢制御装置は、インパクトの前に投棄されます。

X線透過度計、地震計、熱フロープローブ、傾斜計、加速度計、無線通信装置、およびアンテナが装備されています。

それらは、今後開発されるLi-SOCL2（スーパーリチウム）バッテリーにより動力を供給される予定です。

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Hiten　　１９９０

1990年1月24日午前11時46分に打ち上げられました。

探査機の重量は195.00kgで、月の重力を利用してプローブのコースとスピードを調整するスイングバイ技術を立証するために使用されました。

打ち上げ後に、天国で音楽を奏でる仏教の天使の名前をつけられたのでした。（Hiten）

光学式の弾道ナビゲーションを搭載されたコンピュータによって、様々なエンジニアリングデータが得られました。

また、3月19日にHiten最初の月のスイングバイが行われ、月から16472kmのところで重量12kgの人工衛星（Haroromo）をリリースしました。

長楕円形の航行に続き、提案された軌道をシミュレーションを行いました。

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