月面着陸を目指す宇宙船「ムーン・スナイパー」のイメージ図。写真：JAXA
宇宙機構の宇宙打ち上げは、悪天候のため数回延期された後、日本時間火曜日午前８時４２分に種子島宇宙センターで実施された。
XRISM衛星と月着陸船は火曜日の朝に日本から打ち上げられた。写真：JAXA/YouTube
このイベントはJAXAのYouTubeチャンネルで英語と日本語でライブ配信されました。
XRISM（「クリズム」と発音）衛星は、X線画像分光ミッションの略で、JAXAとNASAの共同プロジェクトであり、欧州宇宙機関とカナダ宇宙機関も参加しています。
軌道上のXRISM衛星の図。写真：NASAゴダード宇宙飛行センター。
このイベントでは、JAXAの月探査機SLIM（スマートランダー・フォー・インベスティゲーティング・ムーン）も打ち上げられました。この小型探査機は、高精度着陸技術を駆使し、通常の1キロメートルではなく100メートルの精度で位置を「ピンポイント」に特定する能力を実証するために設計されました。その高い精度から、このミッションは「ムーン・スナイパー」と呼ばれています。
この衛星と搭載される2つの観測機器は、宇宙で最も高温の領域、最大の構造、そして最も重力の大きい天体を観測します。XRISMは、人間の目には見えない波長のX線放射を検出することができます。
恒星の爆発とブラックホールの研究
X線は宇宙で最もエネルギーの高い物体や現象から放射されます。だからこそ天文学者はX線を研究したいのです。
「XRISMで研究したい現象には、爆発する恒星や、銀河中心の超大質量ブラックホールから光速に近い速度で放出される放射線のジェットなどがあります」と、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主任研究員、リチャード・ケリー氏は述べています。「しかしもちろん、私たちが最も期待しているのは、XRISMが私たちの周りの宇宙を観測する中で、どのような予期せぬ現象を検出するかということです。」
他の形態の光の波長と比較すると、X 線の波長は非常に短いため、ジェイムズ・ウェッブ望遠鏡やハッブル望遠鏡など、可視光線、赤外線、紫外線を検出するために使用される皿型の鏡を通過することができます。
そのため、XRISMはX線をより容易に検出できるよう、複数の曲面鏡をインターレース状に配置して設計されています。衛星は軌道投入後、数ヶ月ごとに校正を行う必要があります。ミッションは3年間運用される予定です。
XRISMは、X線放射の検出に役立つ2枚の特殊な鏡を搭載しています。写真：テイラー・ミカル/NASA
この衛星は400～12,000電子ボルトのエネルギー範囲を持つX線を検出できます。これは2～3電子ボルトの可視光よりもはるかに高いエネルギーです。この検出能力により、宇宙最大の天体の研究が可能になります。
この衛星は、「Resolve」と「Xtend」と呼ばれる2つの機器を搭載しています。Resolveは、X線の発生源、組成、運動特性、物理的状態を特定するために、ごくわずかな温度変化も監視できます。Resolveは、液体ヘリウムの塊のおかげで、深宇宙の50分の1という低温である-273.10℃で動作します。
この装置により、天文学者は銀河団内の輝く高温ガス領域の化学的性質など、宇宙の謎を解明できるようになる。
「XRISMのResolveにより、これまで不可能だったレベルで宇宙X線源の組成を分析できるようになります」とケリー氏は述べた。「爆発する星、ブラックホールとその周囲の銀河、そして銀河団など、宇宙で最も高温の天体について新たな結論を導き出せると期待しています。」
さらに、Xtend により、XRISM はこれまでの X 線観測衛星の中でも最大の視野角を実現します。
「XRISMが収集するスペクトルは、私たちが観測する現象において、これまでにないほど詳細なものとなるでしょう」と、ゴダード宇宙望遠鏡のNASA XRISMプロジェクトサイエンティスト、ブライアン・ウィリアムズ氏は述べています。「このミッションは、中性子星の内部構造や活動銀河のブラックホールから放出される放射線のジェットなど、研究が難しい領域についての洞察を与えてくれるでしょう。」
ムーンスナイパーは月のクレーターを狙う
一方、SLIMは独自の推進システムを用いて月を目指して飛行します。打ち上げ後約3～4ヶ月で月周回軌道に入り、1ヶ月間月を周回した後、打ち上げ後4～6ヶ月で軟着陸を開始します。着陸に成功した場合、この技術実証ミッションでは月面の短期調査も行われます。
種子島宇宙センターにあるSLIM宇宙船の模型。写真：JAXA
南極を目指した他の月面着陸ミッションとは異なり、SLIMはネクター海付近のシオリと呼ばれる月のクレーター付近に着陸し、月の起源を解明する上で役立つ岩石組成の分析を行います。着陸地点は静かの海の南に位置し、1969年にアポロ11号が月の赤道付近に着陸した場所です。
インドは、8月23日にチャンドラヤーン3号宇宙船が月の南極に着陸し、米国、ソ連、中国に続き、月面着陸に成功した4番目の国となった。それ以前には、日本のispace社の月着陸船「はくとR」が4月に着陸中に高度4.8kmから落下し、月面に衝突していた。
SLIMには視覚ベースの航法技術が搭載されています。月面への正確な着陸は、JAXAをはじめとする宇宙機関の中心的な目標です。
月の南極や水氷のある影の領域といった資源豊富な地域も、月のクレーターや岩石の表面で危険をもたらします。将来のミッションでは、これらの要素を回避するために、狭い場所に着陸できる能力が必要になります。
SLIMは軽量設計も特徴としており、宇宙機関がより頻繁なミッションを計画し、火星などの他の惑星の衛星を探査する上で重要な要素となるでしょう。JAXAは、SLIMの目標達成により、着陸ミッションが「着陸できる場所への着陸から、着陸したい場所への着陸へ」と変革すると考えています。
グエン・クアン・ミン（CNNによる）
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