広漢宮殿は貴賓でいっぱいです。月はどのようにして段階的に人気のチェックインスポットになったのでしょうか？

時は経つのは早いもので、2004年1月23日に国務院が月探査プロジェクト、いわゆる「嫦娥プロジェクト」を承認してから、あっという間に20年が経ちました。月探査が人類の宇宙活動においてますますホットな話題になりつつあることを嬉しく思います。特に今年は、広漢宮殿が多くのゲストをお迎えします。

月探査：人類が地球の揺りかごから踏み出した最初の一歩

未知の世界を探検するのは人間の本性です。地上から見える最大の天体である月は、古来より人類の広大な宇宙への限りない憧れを担い、月にまつわる数えきれない伝説や物語を生み出してきました。

科学技術の進歩により、人類は月についてますます多くのことを知るようになりました。月は地球の唯一の天然衛星です。地球と月の平均距離は約38万キロメートルです。月の直径は地球の約4分の1です。月の表面の重力は地球の6分の1です。月の1昼夜は地球の27.3日に相当します。月の表面温度は摂氏130度からマイナス180度くらいなど。徐々に知られるようになったこうした常識によって、人類は月が想像していた楽園ではなく、人間の生存に適さない不毛の地であることを認識することとなったのです。

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「地球は人類のゆりかごであるが、人類は永遠にゆりかごの中に閉じ込められることはできない。」ツィオルコフスキーのこの有名な言葉は、生命の根底に存在する継続的な再生と拡大のコードを明らかにしています。広大な宇宙に比べると、実体のある惑星は晴れた空に舞う塵のように見つけにくく、人間が居住できる惑星はさらに少ない。惑星間の広大な距離は、人類が地球という揺りかごから外に出る際に越えるべき最も困難な障壁となっている。

地球に最も近い月は、人類が宇宙に足を踏み入れる最初の試験場となった。距離が短いということは技術的な難易度、リスク、コストが低いことを意味するため、人間は比較的簡単に練習し、探索することができます。人類の宇宙時代の幕が開くとすぐに、月探査が最初の熱狂の波を引き起こしました。

第 1 次月探査のクライマックスは、主に 2 つの宇宙大国である米国とソビエト連邦の間の宇宙開発競争を中心に展開されました。

1959年1月3日、ソビエト連邦はルナ1号探査機の打ち上げに成功した。ルナ1号は当初、月に衝突する予定だったが、地上管制システムの故障により、計画通りの衝突は完了しなかった。その代わりに、1月4日に6,000キロメートルの距離を月を通過し、月を通過した最初の探査機となった。その後、1959年9月12日、ソ連はルナ2号探査機の打ち上げに成功し、同年9月14日に予定通り月面への衝突に成功し、月面に到達した最初の人工物となった。そして1959年10月7日、ルナ3号は月の裏側の画像の撮影に成功しました。これは人類が初めて月の裏側の写真を目撃した瞬間でした。

ルナ3号探査機は月の裏側の初めての写真を地球に送り、人類に月の裏側が遠くからどのように見えるかを初めて垣間見せる機会を与えた。

画像出典: ロシア国立科学技術文書アーカイブ

アメリカは当初は不利だったものの、すぐに追いつき、自らの強力な科学技術力を頼りに、壮大な有人月面着陸計画を構想し、宇宙開発競争に一挙に勝利しようとした。米国は、パイオニア、レンジャー、サーベイヤーを含む一連の月探査機を打ち上げ、月面への硬着陸を達成し、地球月間空間の環境調査を実施し、より正確な月の天文学的パラメータを取得し、その後の有人月探査ミッションの基礎を築いた。 1969年7月20日、アポロ11号はついにアームストロングとオルドリンを月へ送り、有人月面着陸という偉業を達成した。月面着陸後、アームストロングは今日でも世界に記憶される言葉を残した。「これは一人の人間にとっては小さな一歩だが、人類にとっては偉大な飛躍である。」

壮大な荒廃: アポロ 11 号のムーンウォーク写真 (NASA)

1969年7月から1972年12月まで、アメリカの宇宙飛行士は6回の有人月面着陸を成功させ、合計12人を月に送り、合計381.7キログラムの月のサンプルを持ち帰りました。同時に、ソ連は月面探査車と無人サンプルリターンミッションを成功裏に実施しました。 1970年9月から1976年8月まで、ソ連のルナ16号、20号、24号は3回にわたり月面への軟着陸に成功し、採取した数百グラムの月の土を地球に送り返した。

月が徐々に普通の人々に腕を広げるとき

1976年にソ連の「ルナ24号」ミッションが完了した後、世界の月探査活動は冷静な反省の段階に入った。 1976年から1994年まで、世界で月探査活動が成功したのは、日本が1990年1月に月探査機「ひてん」を打ち上げ、世界で3番目に月を探査した時のみであった。その理由は、冷戦状況の緩和により、宇宙覇権をめぐる競争が緩和されたためである。コストがかかり、非効率で、検出レベルが低い探査活動の経験と教訓をまとめ、新たな探査のアイデアや戦略を提案する必要がある。月探査技術を様々な分野に転換・推進・応用する必要がある。新たな宇宙往復輸送システムや効率的な探知機器の開発を加速する必要がある。探査データを消化し、分析し、統合し、月面科学研究をより高いレベルの合理的理解にまで高めるには、より長い時間がかかります。

1994年1月25日に米国が打ち上げたクレメンタイン月探査機は、まさに世界における第2次月探査の始まりとなった。クレメンタインはその年の2月6日に月周回軌道に入り、最終的には月極軌道に移動して月全体の地図を作成しました。探査機は合計180万枚（160万枚という報道もある）の画像を送信し、検出データから月には水の氷があることが示された。この発見により月の価値は急上昇した。

その後の月への道では、米国、ロシア、中国、インド、日本、ESA、韓国などの伝統的な国々が目覚ましい成果を上げているほか、イスラエルやUAEなどの国々も絶えず挑戦し、競争に加わっています。月は各国にとって探査のホットスポットとなっている。

その中で、中国の「周回」「着陸」「帰還」という3段階の月探査プロジェクトは、間違いなく最も優れた成果を達成した。 2013年12月、嫦娥3号は月面への軟着陸に成功した。中国は米国とソ連に続いて月面への軟着陸を達成した世界で3番目の国となった。嫦娥4号は月の裏側の指定エリアに自律着陸し、海外では例のない有人探査機による月の裏側への初の軟着陸を達成した。 2020年12月17日、嫦娥5号は月の土を積んで地球の着陸地点に無事帰還し、3段階戦略が完全に成功したことを示しました。

嫦娥5号月面探査車が月面に着陸。

画像出典: 中国月探査

月面での水氷の発見は、米国が月へ再進出するきっかけとなった。米国は、ルナ・プロスペクター、ルナ・リコネッサンス・オービター、月面クレーター観測・センシング衛星、月重力回復・内部実験室、月大気・ダスト環境探査機などの月周回衛星を相次いで打ち上げており、リモートセンシングを通じて月面に大量の水氷が存在することがさらに確認されている。同時に、月の重力場を正確に測定し、月の薄い大気の組成を分析し、月の塵の役割を研究し、将来の探査活動が月の環境に及ぼす可能性のある影響を研究しました。

月面探査の明るい展望は、世界各国の政府の熱意を刺激しただけでなく、多くの民間航空宇宙企業も月面探査に注力しており、月は徐々に一般の人々に対して門戸を開き、月面着陸探査機の人気はますます高まっています。イスラエルの「ジェネシス」、日本の「ホワイトラビットR」や「月探査機インテリジェントランダー」、インドのチャンドラヤーン2号、チャンドラヤーン3号、ロシアのルナ25号、米国の「ペレグリン」などの月面着陸機が相次いで月へ急行し、月面着陸を試みた。

米国の商業月面ペイロードサービス（CLPS）プログラムの結果、民間企業は2024年に5回の打ち上げと月面着陸ミッションを実施する予定であり、これには月の南極への着陸準備中のインテュイティブ・マシーンズ1号と2号、嵐の海のレナガ・クレーターへの着陸中のインテュイティブ・マシーンズ3号、危機の海への着陸中のブルー・ゴースト着陸機、月の南極のノビル・クレーターへの着陸中のグリフィン1着陸機が含まれる。

深宇宙探査の前線基地

月には希土類元素、鉄、チタンなどの資源が豊富にありますが、採掘コストが高すぎるため、現在は月の太陽エネルギーとヘリウム3資源に注目が集まっています。月には大気がなく、毎年月に到達する太陽​​放射の量は、地球が毎年消費するエネルギーの 25,000 倍に相当します。太陽エネルギーに加えて、月の土壌には103万〜129万トンのヘリウム3資源が存在します。このヘリウム3を核融合発電の核融合材料として利用すれば、今後1万年間の人類社会のエネルギー需要を満たすことができます。

同時に、地球に最も近い唯一の天然プラットフォームとして、月の高い空間的位置、特別な宇宙環境、そして独特の天然資源は、地球と人類社会の発展にとってかけがえのない価値を持ち、火星や深宇宙の探査のための中継基地となる可能性もあります。月の重力は地球の6分の1しかないため、月でロケットを打ち上げるのに必要なエネルギーは地球上よりもはるかに少なくて済みます。水氷の存在と相まって、月面でロケット推進剤を製造・補充することが可能となり、月面輸送ステーションの展望はさらに有望なものとなる。

月探査工学技術の最適化と二次開発は、宇宙天文学、宇宙物理学などの基礎科学とハイテクの発展を牽引・促進することができます。新エネルギー技術、新素材技術、ロボット技術、遠隔測定技術など、多分野にわたる相互浸透を推進し、国民経済の持続可能な発展を促進します。

月探査は複雑な科学技術プロジェクトであり、国の国民的意志、科学技術の発展レベル、現代文明の重要な象徴です。月探査プロジェクトは、人類の宇宙と自らの生活環境に対する理解を深めるだけでなく、科学技術の革新を大きく刺激し、多数のハイテク技術の飛躍的発展を推進するだろう。国際情勢を見ると、新たな有人月面着陸ミッションが始まろうとしています。米国はアルテミス計画を開始し、月面宇宙ステーションの建設と月への再訪の準備を進めている。中国の有人月面探査プロジェクトの月面着陸フェーズも開始されており、2030年までに中国初の月面着陸を達成する予定だ。

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我が国は、人類の月面長期滞在を実現するために、より総合的かつ大規模な科学探査、技術実験、月資源開発、月環境利用を行う月面研究基地を設立することも計画しています。このうち、嫦娥6号ミッションは2024年に実施される予定。主な任務は、月の裏側からサンプルを採取し、月のサンプルを地球に持ち帰ることだ。嫦娥7号は2026年に月の南極へ行き、月に水が存在する証拠を探す予定だ。嫦娥8号は2028年に嫦娥7号と協力して、月の南極に国際月面研究基地の基本モデルを構築し、月資源の探査と利用に関する一連の実験を行う予定である。

将来的には、月の南極に複数の国が参加する国際月面研究基地が出現し、再び人類の足跡が月面に刻まれることになるだろう。豊富な資源を有する月は、人類にとって宇宙探査の新たなフロンティアとなり、深宇宙へのフロンティア前哨基地となるでしょう。

著者: Yu Yuanhang、北京航空宇宙システム工学研究所上級エンジニア

査読者: パン・ジーハオ、国家宇宙探査技術主任科学コミュニケーション専門家、中国宇宙科学コミュニケーション専門家スタジオ主任科学コミュニケーション専門家

制作：中国科学普及協会

制作：中国科学技術出版社、中国科学技術出版社（北京）デジタルメディア株式会社