年末総括：今年は夢を追い宇宙に移住した年

◎科技日報記者 金鋒

星は広大で、空で夢を追いかけています。 2022年の中国は、夢の翼に乗り、壮大な離陸とたゆまぬ探査により、遠く神秘的な宇宙に革新の足跡を残し続けるだろう。

神舟13号と天河のコアモジュールの最初の放射状ランデブーとドッキングから、中国の宇宙ステーションの「T」字型の基本構成の完成まで。文天および孟天実験モジュールの「空への問いかけ」の成功から、有人宇宙船と貨物宇宙船の「天が結びつけた組み合わせ」の形成まで。宇宙飛行士が半年間宇宙に滞在できるようになったことや、2つのクルーの6人の宇宙飛行士が宇宙で会うことなど…今年、中国の宇宙産業は広大な宇宙を探査するという新たな旅を加速させ、30年代の中国の有人宇宙計画に時代の記念碑を築きました。それ以来、中国人民の「天上の宮殿」は明確な形を持つようになった。

月の土壌研究、火星探査…中国の宇宙探査の勢いは止まらない。今後も世界にさらなる驚きをもたらすような発見が続くと信じています。

神舟13号が地球に帰還

中国の宇宙ステーションの主要技術検証段階が成功裏に終了

秋がワインのように濃くなると、空に舞い上がり、春が暖かくなり花が咲くと、栄誉をもって帰ってきます。 4月16日午前9時56分、半年間宇宙を旅してきた有人宇宙船「神舟13号」が東風着陸場に無事着陸した。宇宙に「出張」していた宇宙飛行士の翟志剛、王亜平、葉光復の3人は、183日後、無事に船室から脱出し、地球に帰還した。

4月16日、有人宇宙船「神舟13号」の帰還カプセルが東風着陸場の指定エリアに無事着陸した。写真提供：新華社記者彭元

16日午前0時44分、神舟13号有人宇宙船が宇宙ステーションの天河コアモジュールから分離に成功し、午前9時56分、宇宙船の帰還カプセルが東風着陸地点に着陸するまで、この天と地の間の旅は、中国の宇宙飛行士が宇宙から地球に帰還する際の最速速度の記録を樹立した。

この記録は、神舟13号有人宇宙船が樹立した数多くの宇宙記録の1つに過ぎません。2021年10月16日午前6時56分、神舟宇宙船は自律高速ランデブー・ドッキングモードを採用し、天河コアモジュールのラジアルポートにドッキングしました。これは我が国の有人宇宙船が宇宙で初めて放射状にランデブーおよびドッキングした例である。 2021年11月8日、王亜平さんは中国初の船外活動を行った女性宇宙飛行士となり、中国女性による船外活動の第一歩を踏み出した。 2022年1月1日、神舟13号の宇宙飛行士たちは遠い宇宙で新年最初の太陽の光を迎えました。中国人が宇宙で新年を祝うのは今回が初めてであり、中国人が自ら建設した宇宙ステーションで新年を祝うのも今回が初めてである。

宇宙飛行士たちはどんどん上達しており、2022年にはさらに多くの「初」の記録を更新するでしょう。1月6日、我が国は宇宙ステーションのロボットアームを使い、初めて大型の軌道上車両を操作し、移送試験を実施しました。 2日後の1月8日、宇宙飛行士は初めて手動の遠隔操作により貨物宇宙船と宇宙ステーション複合施設のランデブーとドッキングを完了しました...

中国が宇宙で何度も踏み出した小さな一歩が集まり、中国の宇宙計画にとって大きな前進となった。

神舟の凱旋帰還は、中国の宇宙ステーションの重要な技術検証段階における最後の飛行ミッションの完全な成功と6回目の飛行ミッションを意味する。これにより、中国の宇宙ステーションの建設段階も幕を開けることになる。

中国の宇宙産業は新たな出発点に達した。

朱容、火星に水活動の兆候を発見

火星の謎を解明する手がかりを提供する

太陽系の中で地球に最も似ている惑星である火星には、多くの未知の謎が残されており、人類の探査を惹きつけています。中国の火星探査車「珠容」の到着は、これらの謎を解明する手がかりを提供し続けている。

「パトロール中の集合写真」の写真。画像出典: 中国国家宇宙局

5月11日、サイエンス・アドバンス誌は火星の水の活動に関する重要な研究結果を発表しました。中国の科学者たちは、珠容火星探査車が得たデータを使って、地質学的に新しい珠容着陸エリアで水活動の兆候を発見した。これは、火星のこの地域には水和鉱物の形で利用可能な水が大量に含まれている可能性があることを示している。

これは、Zhurongが探査車に搭載された短波長赤外線分光計を使用して火星のその場で水分を含む鉱物を検出した世界初の事例である。

「地質学的に新しい着陸エリアで朱容が発見した水活動の兆候は、アマゾン期の火星水圏がこれまで考えられていたよりも活発だった可能性があることを示している。この発見は火星の気候と環境の進化の歴史を理解する上で非常に重要である」と、論文の筆頭著者で責任著者であり、中国科学院国家宇宙科学センターの研究員である劉洋氏は述べた。

研究チームはまた、珠容火星探査車が取得した短波赤外線スペクトルと航行地形カメラのデータを活用し、水和硫酸塩などの鉱物が豊富な岩石質のプレート状の硬い地殻層を発見した。これらの硬い地殻層は、地下水の溢れや毛細管蒸発によって結晶化した塩鉱物によって形成され、火星の土壌を固め、その後石化を経たのではないかと推測されています。

珠容の火星探査ミッションは次々と朗報をもたらしている。 9月26日、ユートピア平原で行われた珠栄火星探査車による世界初のレーダー探知結果が、国際的に有名な学術誌「ネイチャー」に掲載された。研究により、火星探査車の着陸エリアの表面にある厚さ約10メートルの風化層の下に、上に向かって細かくなる2組の堆積層があることがわかった。これは、35億年から32億年前の水の活動に関連した火星表面の変化過程の複数の期間を反映している可能性がある。現在、火星の表面下0～80メートルのこの地域では液体の水の証拠は見つかっていないが、塩の氷が存在する可能性は否定できない。

神舟14号出航

科学普及教育と文化コミュニケーション活動のシリーズを実施する

夏のそよ風がそっと吹き、神舟宇宙船を見送ります。広大な空が空飛ぶ英雄たちの到来を待っています。 6月5日午前10時44分、大地を揺るがす轟音とともに、宇宙飛行士3人を乗せた神舟14号有人宇宙船を搭載した長征2号Fロケットが砂漠の奥地にある酒泉衛星発射センターから打ち上げられ、大空へと飛び立った。

これは我が国の有人宇宙計画実施以来23回目の飛行ミッションであり、宇宙ステーション段階では3回目の有人飛行ミッションとなります。

3人の宇宙飛行士は、軌道上で有人宇宙船1機と貨物宇宙船1機の計2機の宇宙ステーションモジュールの訪問を歓迎し、神舟15号の宇宙飛行士との初の軌道上引き継ぎを完了し、貨物宇宙船と宇宙ステーションの最速ランデブー・ドッキングの世界記録など、多くの歴史的瞬間に立ち会ったほか、ミッションの合間に「天宮教室」宇宙講義を実施し、一連のユニークな科学普及教育と文化コミュニケーション活動を行った。

ウェンティアン実験モジュールは「空に尋ねる」ことに成功した

軌道上の中国の宇宙ステーションのリスクをより制御可能にする

銀河を渡って航海し、空で夢を追いかけましょう。 7月24日、中国の宇宙ステーションの文天実験モジュールは長征5号Bロケットの支援を受けて所定の軌道に無事投入され、「天に問う」ことに成功した。

7月24日、文天実験モジュールを搭載した長征5号B堯3号ロケットが中国の文昌宇宙発射センターで点火され、打ち上げられました。写真提供：新華社記者 李剛

これは中国の有人宇宙計画実施以来24回目の飛行ミッションとなる。ウェンティアン実験モジュールは、中国の宇宙ステーションの2番目のモジュールであり、最初の科学実験モジュールでもあります。

ウェンティアンの実験キャビンは、作業キャビン、エアロックキャビン、リソースキャビンの 3 つの部分で構成されています。これは現在までに私の国で最大の密閉された単独のキャビンです。キャビンには寝室エリアが 3 つとバスルームエリアが 1 つあります。ドッキングが完了すると、中国の宇宙ステーションの「ベッド」の数は6つに増え、神舟14号と神舟15号の乗組員と6人の宇宙飛行士の「宇宙再会」の基盤が築かれる。

ウェンティアン実験キャビンは、プラットフォーム機能とテストペイロード機能を統合した「オールラウンドプレーヤー」です。文天実験モジュールと天河コアモジュールは相互にバックアップし、主要なプラットフォーム機能は一貫しており、宇宙ステーション複合体の作業要件を完全にカバーできます。つまり、天河コアモジュールが「休みたい」とき、文天実験モジュールは「一緒に飛んでいく」こともできるのです。

ウェンティアン実験モジュールは、宇宙飛行士の軌道上での長期滞在を保証するだけでなく、専用のエアロックと緊急シェルターも提供し、中国の宇宙ステーションの軌道上運用リスクをより制御しやすくし、長期にわたる軌道上運用の信頼性を高めます。

実験ペイロード機能の面では、キャビンには 8 つの実験キャビネットと 22 個の船外ペイロード アダプターが装備されており、まるで大きな科学実験室を宇宙に移動させたかのようです。ウェンティアン研究室キャビンのエネルギー管理システムは非常に強力で、高性能の「発電機」と「配電器」が付属しています。

宇宙ステーションの軌道上建設が完了した後、天河コアモジュールの太陽電池パネルが文天実験モジュールの資源モジュールの尾部に移されました。天河コアモジュールは宇宙ステーションの管理に重点を置いており、一方、文天実験モジュールはまさに「主発電所」となっている。

弾道ロケットの再使用飛行試験に成功

再利用可能な宇宙輸送技術の開発の基盤を築く

8月26日、中国航天科技集団傘下の中国ロケット技術研究院が自主開発したリフト型弾道ロケットの再使用飛行試験が大成功した。

飛行試験に使用された運搬船は、健康診断と整備を経て、再び点火し、酒泉衛星発射センターで垂直離陸し、定められた手順に従って弾道飛行を完了し、阿拉善空港にスムーズに水平着陸し、我が国の弾道運搬船の初となる再使用飛行を無事に実現した。この飛行試験の完全な成功により、我が国の宇宙輸送技術は使い捨てから再利用可能へと飛躍的に発展することが効果的に促進されました。

1年前の7月16日、酒泉衛星発射センターで、弾道再使用型実証検証プロジェクトのロケットが予定通り点火され、打ち上げられました。設定されたプログラムに従って飛行を完了した後、アルシャー右旗空港にスムーズかつ水平に着陸しました。初飛行ミッションは完全に成功しました。

地球と空を往復する再利用可能な宇宙輸送技術の開発は、我が国が宇宙大国から宇宙強国へと進歩する重要な象徴です。弾道再使用型宇宙輸送機は、複数の航空宇宙技術を1つに統合した、リフト型ロケット推進再使用型宇宙輸送システムのサブステージとして機能します。このプロジェクトの成功は、地球と空を往復する我が国の再使用型宇宙輸送技術の発展に強固な基盤を築きました。

孟天実験モジュールが打ち上げられる

宇宙技術応用研究のための「夢の工場」を創る

10月31日、中国の宇宙ステーションの孟天実験モジュールが長征5号Bロケットの支援を受けて宇宙に無事打ち上げられ、我が国の宇宙ステーション建設ミッションの最終戦を迎えた。 11月3日、中国宇宙ステーションの孟天実験モジュールの移送が無事完了し、中国宇宙ステーションの「T」構成の組み立てが完了した。

画像出典: 中国有人宇宙飛行

一見すると、孟天実験モジュールと文天実験モジュールは非常によく似ていますが、前者の方が丸みがあり滑らかです。孟天実験モジュールの 4 つのモジュールのうち、作業モジュールはドッキング機構を介してコアモジュールに接続されています。宇宙飛行士が船内で作業や運動を行う場所であり、また船内に科学実験用の筐体が設置されている場所でもあります。リソースモジュールには、太陽方向調整装置と柔軟な太陽翼が搭載されています。貨物エアロックとペイロードキャビンは、独特の「入れ子人形」設計を採用しています。つまり、エアロックはペイロードキャビンの「腹部」に隠されており、貨物がキャビンに出入りするための専用チャネルとなっています。

「文天実験モジュールを『国際空港』に例えるなら、孟天実験モジュールは『国際貨物港』だ。」中国第八航空宇宙科学技術研究所の宇宙ステーション孟天実験モジュール副主任設計者孟耀氏は、孟天モジュールには独自のペイロード移送機構と全自動の四角いスライドドアが装備されていると紹介した。ペイロードはキャビンに自動的に出入りでき、もはや宇宙飛行士による「貨物の運搬」だけに頼る必要がなくなり、船外活動の回数やペイロードの量や大きさに関する制限を大きく打ち破ります。

文天とは異なり、孟天には再生生命維持システム、睡眠エリア、衛生エリアは装備されていません。むしろ、より大規模な宇宙研究実験や新技術のテストを行うことができる専用の「作業小屋」として機能します。科学者たちはこれを宇宙科学の研究と応用のための「夢の工場」と呼んでいます。

孟天実験モジュールは、中国の宇宙ステーションで最も強力なペイロードサポート能力を備えたモジュールです。標準ペイロードキャビネットを13台装備しています。主に微小重力科学研究を目的としており、流体物理学、材料科学、燃焼科学、基礎物理学、航空宇宙技術実験などの学際的な研究をサポートすることができます。

同時に、孟天キャビンにはキャビン外に37個のペイロード設置ステーションが装備されています。特に、ペイロードキャビンには、軌道上曝露ペイロード試験プラットフォーム2基と固定曝露プラットフォーム1基が搭載されており、より徹底した「宇宙環境」実験を実施することができます。

1回のミッションで3回の船外活動

関連支援機器の機能性能を確認する

「まるで地球が目の前にあり、とても近く、私に向かって急いで来ているように感じます。」 9月1日18時26分、神舟14号の宇宙飛行士、陳冬は文天実験モジュールのエアロックハッチを開けた後、言葉にならないほどの興奮を表明した。その後、約6時間にわたる船外活動を経て、陳東、劉楊、蔡旭哲の宇宙飛行士は緊密に協力し、船外活動中に予定されていたすべてのタスクを完了しました。

この写真は9月2日に北京航空航天飛行管制センターで撮影されたもので、神舟14号の宇宙飛行士、劉洋氏（左）が船外活動ミッションを終えて帰還する様子が写っている。新華社通信、写真提供：Li Jie

これは、宇宙飛行士がウェンティアン実験モジュールのエアロックから出た初めてのケースであり、小型ロボットアームの支援による船外活動であった。宇宙飛行士の船外活動中は、地上と上空の間で慎重な調整が行われ、また、船内外でも緊密な協力が行われました。ウェンティアンモジュール膨張ポンプ群の設置、ウェンティアンモジュールパノラマカメラの吊り上げ、キャビン外での自律緊急帰還の検証などの作業が順次完了した。全体のプロセスはスムーズかつ成功し、宇宙飛行士の小型ロボットアームの操作能力がテストされ、ウェンティアン実験モジュールのエアロックと船外活動関連のサポート機器の機能性能が検証されました。

この船外活動は多くの「初」を生み出した。宇宙飛行士の陳東と劉楊は初めて船外活動を行った。宇宙飛行士が初めてエアロックから出たとき、ハッチはより「広く」なっていました。宇宙飛行士の移送に初めて小型ロボットアームが使用されました...

この船外活動は、神舟14号の乗組員の船外活動ミッションの前触れに過ぎません。 9月17日と11月17日に、乗組員はそれぞれ船外活動を実施しました。

3回目の船外活動では、宇宙飛行士らは天河コアモジュールと文天実験モジュールの間、および天河コアモジュールと孟天実験モジュールの間のキャビン間接続装置の設置を完了し、3つのキャビン間の船外歩行用の「スカイブリッジ」を構築した。宇宙飛行士の蔡旭哲氏は、「スカイブリッジ」を通る初のキャビン間船外活動を達成した。

天舟5号貨物宇宙船の打ち上げ成功

最速のランデブーとドッキングの世界記録を樹立

荷物を満載して空に飛び立ち、星の海を越えて天上の宮殿へと急ぐ。 11月12日、海南省文昌市の海岸に壮大な白煙が急速に上がる中、長征7号・堯6号ロケットの安定した支援を受けて、天舟5号貨物宇宙船が無事に打ち上げられた。

**打ち上げボタンを押してから宇宙ステーションとのランデブーとドッキングまで、天舟5号貨物宇宙船はわずか2時間で完了し、「宇宙貨物列車」から「宇宙貨物高速鉄道」への壮大なアップグレードを実現しました。 **わが国の高速ランデブー・ドッキング技術の軌道上での実装の成功は、中国の宇宙ランデブー・ドッキング技術における新たな技術的進歩を示すものである。

11月12日、北京航空航天飛行管制センターで、天舟5号貨物宇宙船と宇宙ステーションの組み合わせが自律的な高速ランデブーとドッキングを完了する概略図が撮影された。写真提供：Sun Fengxiao、新華社通信

天舟5号は我が国の5番目の貨物宇宙船です。これは、宇宙空間で「T」字型配置を形成した後、中国の宇宙ステーションを「訪問」した最初の機体である。また、中国の宇宙飛行士が軌道上で貨物宇宙船を迎えるのも初めてのことだ。天舟5号は、世界最大の貨物輸送能力と最も包括的な軌道上サポート機能を備えた完全密閉型の貨物宇宙船です。

天舟5号には、宇宙飛行士システム、宇宙ステーションシステム、宇宙アプリケーション用の約5トンの貨物と、約1.4トンの追加推進剤が積まれており、3人からなる神舟15号の乗組員の6か月間の軌道滞在、宇宙ステーションの組み立てと建設、宇宙アプリケーションに物質的なサポートを提供した。同時に、天舟5号は貨物宇宙船のアップリンク容量資源も十分に活用し、多数の実験ペイロードを搭載し、宇宙科学技術実験をサポートし、宇宙ステーションの姿勢軌道制御、系統接続電力供給、宇宙ステーションのテレメトリとデータ伝送サポートを行う能力を備え、より高い総合的利益を達成することができます。

これまでの貨物宇宙船とは異なり、天舟5号のドッキング対象は重量80トンの宇宙ステーション複合施設である。このミッションの成功により、貨物宇宙船のドッキング機構が大型目標物に適応可能であることも十分に実証されました。

神舟15号が打ち上げに成功

中国の宇宙ステーションは初めて「3キャビン、3機」の組み合わせを形成

「5、4、3、2、1、点火！」 11月29日23時8分、神舟15号有人宇宙船を搭載した長征2F堯15号ロケットが酒泉衛星発射センターで点火され打ち上げられた。約10分後、神舟15号有人宇宙船はロケットから分離し、所定の軌道に投入された。

宇宙船は軌道に入った後、所定の手順に従って宇宙ステーションアセンブリと自律的かつ迅速にランデブーおよびドッキングを実施し、神舟15号宇宙飛行士乗組員と神舟14号宇宙飛行士乗組員は軌道上で回転しました。宇宙飛行士の乗組員は、宇宙ステーションでの作業と生活の中で、キャビン内外の機器の設置、デバッグ、保守、修理、組み立て管理、宇宙科学技術実験など、さまざまなタスクを完了するために複数の船外活動を実施します。

これは我が国の有人宇宙計画実施以来27回目の飛行ミッションであり、宇宙ステーション段階に入ってからは4回目の有人飛行ミッションとなる。この打ち上げの成功により、宇宙ステーションの主要技術の検証と建設段階に計画された12回の打ち上げミッションがすべて成功したことになります。

神舟15号有人宇宙船の打ち上げは、我が国の極低温気候における有人宇宙船の打ち上げ成功の新記録を樹立しました。

宇宙ステーションの建設段階では、発射場では発射塔の全面的な改造が行われ、非標準の塔保守システム、配電システム、燃料補給・空気供給システム、空調システムが全面的にアップグレードされました。ミッション前には特別な状況確認と機器の多重デバッグを実施し、加熱効果が大幅に向上しました。

11月30日午前5時42分、神舟15号有人宇宙船は自律的に急速にランデブーし、天河コアモジュールの前部ポートにドッキングした。中国の宇宙ステーションは、文天と孟天の実験モジュール、神舟14号と天舟5号の宇宙船を合わせて初めて「3モジュール3機」の組み合わせを形成し、現在の最大設計構成に達し、総重量は100トン近くになった。

中国の科学者が初めて月で新しい鉱物を発見

「嫦娥石」は月と太陽系に対する人類の理解を深める

地球から38万キロ離れた月の謎が少しずつ明らかになりつつあります。 9月9日、中国国家宇宙局と国家原子力庁は共同で、中国の科学者が初めて月面で新しい鉱物を発見し、「嫦娥石」と名付けたと発表した。 **この鉱物は人類が月で発見した6番目の新しい鉱物です。単結晶粒子の大きさはわずか10ミクロンで、髪の毛の直径の1/10未満です。私の国は、月で新しい鉱物を発見した世界で3番目の国になりました。これは嫦娥5号の月サンプル研究におけるもう一つの大きな科学的成果である。

中国の科学者らが初めて月の新たな鉱物を発見し、「嫦娥石」と名付けた。この写真は、中国核工業集団の北京地質研究所の研究者が月の土壌を計量しているところを示している。写真提供：新華社通信、中国核工業集団北京地質研究所

専門家によると、「嫦娥石」は嫦娥5号の月のサンプルの玄武岩の破片から発見されたという。隕石リン酸ナトリウムマグネシウムカルシウム族に属する新しいリン酸鉱物です。

「新しい鉱物の発見は、月の形成と進化に関するより基礎的な科学的データを提供し、月と太陽系に対する人類の理解を深める。」中国原子力庁の董宝同副長官は、これは我が国が宇宙科学の分野で成し遂げた大きな科学的成果であり、業界間、専門分野間の協力の探求が成功したものだと語った。

2022年は「嫦娥石」に加え、嫦娥5号の月の土壌サンプルの研究でも実りある成果が得られる年となるだろう。

2022年1月、中国チームは初めて月面の原位置条件下での水分含有量を取得しました。最新の研究によれば、月の土1トンには約120グラムの水が含まれており、岩石1トンには約180グラムの水が含まれているそうです。サンプル分析と組み合わせると、月の土壌の水のほとんどは太陽風から来ており、岩石内の余分な水は月の内部からの水である可能性がある。

2022年5月、中国の学者たちは0.2グラムの月の土壌サンプルを研究し、その成分の一部が太陽光の作用で水と二酸化炭素を酸素と燃料に変換する触媒として働くことを発見した。

2022年6月、中国の研究者らは、月の土壌中のイルメナイト粒子の表面に非晶質ガラスの層を発見したと発表する論文を発表した。

出典：科技日報