Loading article…
嫦娥3号（ / tʃæŋˈʌ / 、中国語:嫦娥三号、ピンイン: Cháng'é Sānhào、直訳:「嫦娥3号」）は、中国国家航天局（CNSA）が運用するロボット月探査ミッションで、ロボット着陸機と中国初の月面探査車を搭載している。2013年12月に中国月探査計画の第2段階の一環として打ち上げられた。[ 4 ] [ 6 ]ミッションの最高司令官は馬興瑞であった。[ 7 ]
この宇宙船は、中国神話の月の女神である嫦娥にちなんで名付けられ、嫦娥1号と嫦娥2号の月周回探査機の後継機である。探査車は、オンライン投票の結果、月の女神のペットとして月に住む神話上のウサギにちなんで玉兎（中国語：玉兔、文字通り「玉のウサギ」）と名付けられた。[ 8 ]
嫦娥3号は2013年12月6日に月周回軌道に到達し[ 9 ]、2013年12月14日に着陸した[ 10 ]。これにより、 1976年のソ連のルナ24号以来、月面軟着陸に成功した最初の宇宙船となり[ 11 ]、この偉業を成し遂げた3番目の国となった[ 12 ] 。2015年12月28日、嫦娥3号は黒色の鉱物イルメナイトを豊富に含む新しいタイプの玄武岩を発見した[ 13 ] 。
中国の月探査計画は、段階的な技術進歩の4つのフェーズで実施されるように設計されています。 [ 14 ] 1つ目は、単純に月周回軌道に到達することです。これは、2007年に嫦娥1号、2010年に嫦娥2号によって達成されました。2つ目は、月面着陸と月面探査です。これは、2013年に嫦娥3号、 2019年に嫦娥4号によって達成されました。3つ目は、月の表側からサンプルを採取して地球に送ることです。これは、嫦娥5号と嫦娥6号のミッションによって達成されました。4つ目のフェーズは、月の南極付近にロボット研究ステーションを開発することです。[ 14 ] [ 15 ] [ 16 ]この計画は、2030年代に有人月面着陸を促進し、南極付近に前哨基地を建設することを目的としています。[ 17 ]
2004 年 1 月に、中国の月周回衛星計画が正式に設立されました。[ 18 ]中国初の月周回衛星である嫦娥 1 号は、 2007 年 10 月 24 日に西昌衛星発射センターから打ち上げられ[ 19 ] 、11 月 5 日に月周回軌道に入りました。[ 20 ] この宇宙船は 2009 年 3 月 1 日に意図的に月の表面に衝突するまで運用されました。[ 21 ]嫦娥 1 号によって収集されたデータは、月面全体の正確で高解像度の 3D マップを作成するために使用され、嫦娥 3 号着陸機の設置場所の選定に役立ちました。[ 22 ] [ 23 ]
嫦娥1号の後継機である嫦娥2号は2008年10月に承認され[ 18 ]、2010年10月1日に打ち上げられ、2013年の嫦娥3号の軟着陸に備えて、高度100kmの月周回軌道から調査を行った[ 24 ] 。嫦娥2号は、設計は嫦娥1号と似ているものの、改良された機器を搭載し、嫦娥3号のミッション計画を支援するために、月面の高解像度画像を提供した。2012年、嫦娥2号は小惑星4179トゥータティスへの延長ミッションに派遣された[ 25 ]。
公式ミッションの目的は、中国初の月面軟着陸と月面探査を実現するとともに、将来のミッションのための重要な技術を実証および開発することです。[ 26 ] [ 27 ] [ 28 ]嫦娥3号の科学的目標には、月面地形と地質調査、月面物質組成と資源調査、太陽・地球・月宇宙環境の検出、月面からの天文観測が含まれます。[ 26 ]嫦娥3号は、深さ30メートル（98フィート）までの月面土壌の構造と深さを初めて直接測定し、数百メートルの深さまでの月面地殻構造を調査する予定です。 [ 29 ]
嫦娥3号は、2013年12月1日17時30分（UTC）（現地時間12月2日1時30分）に、四川省南西部の西昌衛星発射センター第2発射台から打ち上げられた長征3Bロケットに搭載されて打ち上げられた。[ 30 ]
打ち上げセンターから離れた場所にある家屋は、打ち上げ時にロケットの使用済み部品の残骸（机ほどの大きさのものも含む）が隣接する湖南省遂寧県の村に落下したため被害を受けた。県当局は打ち上げ前に16万人を安全な場所に避難させており、四川省の打ち上げ場所付近では2万人以上が小学校の講堂に避難していた。長征ロケットの残骸が落下すると予想される範囲は、長さ50～70km 、幅30kmである。[ 30 ]
嫦娥3号は2013年12月6日午前9時53分（協定世界時）に高度100km（62マイル）の円形月周回軌道に入った。この軌道は、1基のメインエンジンによる可変推力エンジンブレーキを361秒間（6分）行った後に得られた。[ 31 ]その後、探査機は15km × 100km （9.3マイル× 62.1マイル）の楕円軌道を採用した。着陸は1週間後の12月14日に行われた。近点では、速度を落とすために再び可変スラスタが噴射され、月面から100m （330フィート）まで降下した。探査機はこの高度でホバリングし、障害物を避けるために自らの誘導で水平方向に移動した後、ゆっくりと地上から4m （13フィート）まで降下し、その時点でエンジンが停止され、月面への自由落下となった。着陸シーケンスの完了には約12分を要した。
嫦娥1号と2号の周回探査機からの地形データを使用して、嫦娥3号の着陸地点が選定されました。計画された着陸地点はシヌス・イリドゥム[ 32 ]でしたが、着陸機は実際には、直径6 km (3.7 mi)のクレーター、ラプラスF [ 33 ] [ 34 ]の南約40 km (25 mi )の雨の海に、北緯44.1214度、西経19.5116度、標高2,640 m (1.64 mi) [ 35 ]で、 2013年12月14日13時11分UTCに着陸しました。[ 10 ] [ 27 ] [ 36 ]
着陸時の質量は1,200 kg (2,600 lb)で、 140 kg (310 lb)のローバーも搭載して展開しました。[ 3 ]これは、2019 年に計画されている嫦娥 5 号と6 号のサンプル リターン ミッションに向けてさらに改良される技術実証機としての二重の役割を果たしています。 [ 37 ] [ 38 ]
固定着陸機には、計画されている 1 年間のミッション中にサブシステムを加熱し、太陽電池パネルとともに動作に電力を供給するための放射性同位体ヒーターユニット(RHU) が装備されています。科学ペイロードとして 7 つの機器とカメラが搭載されています。カメラは、月面科学の役割に加えて、地球や他の天体の画像も取得します。 [ 1 ] 14 日間の月の夜の間、着陸機とローバーは「スリープ モード」に入ります。[ 26 ]
着陸機には、近紫外線帯域 (245〜340 nm)で銀河、活動銀河核、変光星、連星、新星、クエーサー、ブレーザーを観測するために使用されている50 mm (2.0インチ)のリッチー・クレチアン望遠鏡が搭載されており、13 等級という低輝度の天体も検出できます。月の薄い外気圏とゆっくりとした自転により、対象を非常に長時間、途切れることなく観測できます。LUT は、重要な天体の継続的な観測を行い、それらの光の変化を研究し、現在のモデルをより良く改善する、初の長期月面天文台です。[ 39 ] [ 40 ] [ 41 ]
着陸機には極端紫外線（30.4 nm）カメラも搭載されており、[ 42 ]地球のプラズマスフィアを観測してその構造とダイナミクスを調べ、太陽活動によってどのように影響を受けるかを調査するために使用される。[ 29 ]
着陸機には、異なる方向を向いた3台のパノラマカメラが設置されている。着陸機には、嫦娥2号でテストされた降下用カメラが1台搭載されている。[ 39 ]
6輪ローバーの開発は2002年に上海航空宇宙システム工学研究所で始まり、2010年5月に完了した。[ 44 ] [ 45 ]ローバーの総質量は約140kg （310ポンド）、積載量は約20kg（44ポンド）である。[ 1 ] [ 46 ]ローバーはリアルタイムでビデオを送信でき、土壌サンプルの簡単な分析を実行できる。傾斜地をナビゲートでき、他の物体との衝突を防ぐための自動センサーを備えている。
エネルギーは2枚のソーラーパネルによって供給され、探査車は月の昼間を通して稼働し、バッテリーを充電することができた。夜間は探査車は大幅に電力が削減され、プルトニウム238を使用した複数の放射性同位体ヒーターユニット（RHU）を使用して過度に冷えないようにした。[ 47 ] RHUは熱エネルギーのみを供給し、電気は供給しない。
探査車は着陸機から展開され、12月14日20時35分（UTC）に月面に接触した。[ 48 ] 12月17日、分光計を除くすべての科学機器が起動され、着陸機と探査車は「予想外に厳しい月面環境にもかかわらず、期待どおりに機能している」と発表された。[ 3 ]しかし、12月16日から20日の間、探査車はサブシステムを停止したため動かなかった。直射日光により、探査車の日当たりの良い側の温度は100 ℃（212 °F）を超え、日陰側は同時に零下まで下がった。その後、着陸機と探査車は互いの写真を撮り終え、それぞれの科学ミッションを開始した。[ 49 ]
この探査車は、3ヶ月のミッション中に3平方キロメートル（1.2平方マイル）の範囲を探索するように設計されており、最大走行距離は10キロメートル（6.2マイル）です。
探査車は2014年1月11日にスリープモードから復帰するよう指示され、最初の月の夜を耐え抜く能力を示した。 [ 50 ] 2014年1月25日、中国の国営メディアは、探査車が「複雑な月面環境」によって引き起こされた「機械的制御異常」に見舞われたと発表した。[ 51 ]
探査車は2014年2月13日に管制センターと通信を確立したが、依然として「機械的な異常」に悩まされていた。[ 52 ]探査車は2014年9月6日まで断続的に送信を続けていた。[ 53 ] 2015年3月にデータの送信が停止した。[ 54 ]
この探査車は車体下部に地中レーダー（GPR）を搭載しており、月面土壌の構造と深さを最大30メートル（98フィート）まで直接測定し、数百メートルの深さまで月面地殻構造を調査することが可能です。[ 29 ]
この探査車には、アルファ粒子X線分光計[ 55 ]と赤外線分光計が搭載されており、月のサンプルの化学元素組成を分析することを目的としています。
月面から約1.5m （4.9フィート）の高さにある探査車のマストには、2台のパノラマカメラと2台のナビゲーションカメラが搭載されており、探査車の前部下部には2台の危険回避カメラが設置されている。[ 39 ]各カメラペアは、立体画像を撮影したり[ 56 ] 、三角測量による距離画像を取得したりするために使用できる。
嫦娥3号探査機の降下により、希薄な月外気圏の月塵の含有量が増加し、着陸時のエンジンの噴射によるガスが放出されることが予想された。NASAと中国国家航天局の間には正式な協力関係はないものの、今回の着陸はNASAの月大気塵環境探査機（LADEE）ミッションにとって、月外気圏の基準値の変動を調査する機会となり、着陸後に塵や使用済み推進ガスが月の周りにどのように沈着するかを研究することも可能となる。[ 57 ] [ 58 ]例えば、着陸機の燃焼副産物の一つは水蒸気であり、LADEEは極付近のコールドトラップに月の水がどのように堆積するかを観測できる可能性がある。[ 57 ] NASAの月周回探査機（LRO）は2013年12月25日に着陸地点の写真を撮影し、着陸機と探査車が写っている。[ 35 ] LROは2014年1月22日と2014年2月18日にも着陸機と探査車の撮影を試みた。[ 57 ]
探査車は2014年9月6日まで断続的に送信を続けていた。[ 53 ] 2015年3月現在、探査車は動かず、機器の劣化が続いていたが、[ 59 ] [ 60 ] [ 61 ]地球のラジオ局とはまだ通信できていた。[ 62 ] [ 63 ] [ 64 ] [ 65 ]アマチュア観測者は着陸機からの送信を検出できなかったが、中国当局は、2015年1月14日に14回目の月の夜に入った時点で、探査機は紫外線カメラと望遠鏡をまだ作動させていたと報告した。[ 53 ] [ 66 ]
玉兎探査車は2015年3月にデータ送信を停止した。[ 54 ] 2018年、 [ 67 ] 2020年、[ 68 ]および2025年、[ 69 ] [ 70 ]に行われた着陸機と月面紫外線望遠鏡（LUT）の状態チェックによると、月面着陸から約12年後も探査機は稼働中であることが示されている。[ 70 ]放射性同位体ヒーターユニット（RHU）と太陽電池パネルで構成される着陸機の電源は30年間持続する可能性がある。[ 71 ]
中国初の月着陸船嫦娥3号の着陸地点は、国際天文学連合（IAU）と中国国家国防科学技術工業局（SASTIND）によって「広寒宮（Guang Han Gong）」、すなわち「月の宮殿」と命名された。近くの3つの衝突クレーターには、中国の伝統的な占星術の3つの星座である紫薇、天獅、太薇という名前が付けられた。 [ 72 ]