月探査機画像復元プロジェクト

月探査機画像復元プロジェクト（LOIRP ）は、1966年と1967年に月へ送られた5機の月探査機のオリジナルのアナログデータテープをデジタル化するプロジェクトであり、 NASA、SkyCorp、SpaceRef Interactive、および個人によって資金提供されました。^[1]

プロジェクトによって復元に成功した最初の画像は、2008年11月に公開されました。これは、1966年8月に撮影された、月から地球を撮影した最初の写真でした。2014年2月20日、プロジェクトは、プロジェクトの主要なテープキャプチャ部分を完了したと発表しました。^[2]中解像度の画像1枚、高解像度の画像1枚の大部分、および他の3枚の一部が失われていますが、これは記録時にミスがあったためと思われます。^[3]残りのルナ・オービターの画像は復元に成功し、 ^{[2] NASAの}惑星データシステムで公開されています。^[4]

ルナ・オービター宇宙船が撮影した画像は、主に有人アポロ計画の着陸地点を特定するために使用されました。これらの計画が終了すると、約 1,500 本のテープに記録されたデータは、その目的を果たしたため、ほとんど忘れ去られました。元のテープは、メリーランド州政府によって 20 年間慎重に保管されました。テープが1986 年にカリフォルニア州パサデナにある NASA のジェット推進研究所(JPL)に返却されたとき、テープを廃棄するかどうかの決定は、JPL のアーカイブ担当者であるナンシー・エバンスが担当することになりました。彼女は、テープは保存すべきだと判断しました。彼女は、「道徳的に、これらのものを処分することはできませんでした」と回想しています。^[5]

数年のうちに、ナンシー エバンスと数人の同僚は、NASA からの資金援助を受けて小規模なプロジェクトを開始することができました。彼らは、FAA、USAF、NASA などの政府機関でのみ使用されていた、非常に特殊なドライブである、希少なAmpex FR-900 テープ ドライブを 4 台見つけることができました。(FR-900 のトランスポートは、 2 インチQuadruplex ビデオテープ形式から採用されましたが、FR-900 の場合、ドライブは、 2 インチ Quad の場合のようにビデオ信号専用ではなく、計測機器やその他の目的であらゆる種類の広帯域アナログ信号を記録できるように設計されていました。) 時間の経過とともに、エバンスのチームは、さまざまな政府の余剰品ソースからテープ ドライブのドキュメントとスペア パーツも収集しました。

プロジェクトはテープから生のアナログデータを取得することに成功したが、画像を生成するには、ルナ・オービター計画で使用されていたが現在は存在しない特殊な復調ハードウェアが必要であることがわかった。チームのメンバーはハードウェアを構築するためにNASAや民間から資金を得ようとしたが、失敗に終わった。結局、ナンシー・エバンスとマーク・ネルソンは他のプロジェクトに移り、テープドライブはエバンスのガレージに置かれたままになった。^[6]

2004年、フィリップ・ホーゼンパはワシントンDCのNASA歴史事務所でルナ・オービター計画の調査をしていた。そのアーカイブで、彼は偶然、マーク・ネルソンによるルナ・オービターの画像をデジタル化するという提案を含む1996年のメモを見つけた。約1年間の調査の後、ホーゼンパはマーク・ネルソンと連絡を取った。^{[7] 2人は資金を見つけてルナ・オービターのテープ回収作業を再開することを決定し、} NASAエイムズ研究センターのジェン・ヘルドマンと連絡を取った。

2007年初頭、ホーゼンパはNASASpaceflight.comというWebフォーラムでルナ・オービターのテープ回収活動についてコメントした。その結果、デニス・ウィンゴはフォーラムを通じてフィリップ・ホーゼンパに連絡を取った。ホーゼンパはウィンゴをネルソンとエバンスに紹介し、彼らはウィンゴをチームに招いた。ネルソンは上記のテープドライブに加え、いくつかのテープヘッドを入手していた。^[8]テープドライブは、ルナ・オービターのオリジナルデータテープを読み取るあらゆる活動に絶対に不可欠だった。

デニス・ウィンゴは航空宇宙工学会社スカイコープの社長で、宇宙とコンピュータ技術の分野で長年働いてきた。彼はテープドライブの改修管理に取り組むための技術力を持ち合わせていること、NASA に人脈があること、そして何よりも月が再び注目を浴びていることを知っていた。ウィンゴは「テープドライブとテープの価値はわかっていた」と述べている。^[5]別のグループも同じ考えで、「将来の月探査ミッションは月コミュニティに活力を与え、ルナ・オービターのデータへの関心を新たにした」と書いている。^[9]

より新しい宇宙船である月探査機（LRO）は、2009年6月23日に月の周回軌道に入り、試験の後、同年9月に写真撮影ミッションを開始しました。^[10] LROの主な目的の1つは、月面で働く人々へのリスクを判断することです。LROは、アポロ時代に軌道から撮影された月面の最高解像度の画像に匹敵する表面画像を作成できます。LROのオリジナルの画像は、LROの写真撮影以前に軌道から撮影された月面の最高解像度の画像でした。^[11]デジタル化されたLRO画像は、月面の変化を研究する科学者にとって非常に貴重なものとなるでしょう。

2007 年 2 月、ウィンゴはエバンスのガレージで初めて 4 台のAmpex FR-900 テープ ドライブを訪れた。各ドライブは高さ約 6 フィート (1.8 m)、幅 3 フィート (0.9 m)、奥行きは冷蔵庫ほどで、重さは約 600 ポンド (270 kg) あった。ドライブはすべて厚い埃とクモの巣で覆われていた。ドライブは、テープ ドライブのマニュアルと回路図、および月面画像に関連するデータのハード コピーが入ったパレットとともに保管されていた。一方、テープは温度管理された倉庫で安全に保管されていた。テープは約 1,500 本あり、すべて箱詰めされ、パレットに 4 段重ねで積まれ、シュリンク ラップされていた。^[12]

ウィンゴ氏と、元NASA職員のキース・カウイング氏（SpaceRef Interactive社長）は、現在、月周回衛星画像復元プロジェクト（LOIRP）の共同リーダーを務めている。カウイング氏とウィンゴ氏は、プロジェクト開始に必要な資金を提供した。彼らは約1年かけて、さらなる資金、施設、書類、専門知識を探した。NASAエイムズ研究センター所長のピート・ウォーデン氏は、復元プロジェクトを開始するための資金と施設が見つかるまで、未使用の倉庫スペースにテープドライブとテープを保管することに同意した。

2007 年 4 月、ジェット推進研究所はテープをエイムズ研究センターに引き渡しました。エバンズはまた、FR-900 ドライブの所有権をウィンゴとカウイングに譲渡しました。ウィンゴとカウイングは 2 台の輸送トラックを借り、テープ ドライブと書類を 1 台のトラックに積み込み、アナログ データ テープのパレットをもう 1 台のトラックに積み込みました。その後、カウイングとウィンゴはトラックを運転してバーバンクからカリフォルニア州マウンテン ビューまで行きました。その後、ドライブとテープは、プロジェクトの資金が募集される間、約 1 年間保管されていました。

チームは適切な暖房と冷房、そして流し台のある施設を必要としていたため、エイムズ研究センターの門の外にある空きビルは 2 つに絞られました。理髪店と数週間前に閉店したマクドナルドの1軒です。理髪店は比較的小規模だったので、そこで作業するにはテープを別の倉庫に保管する必要がありました。一方、以前のマクドナルドははるかに大きく、照明も良く、十分な電力、エアコン、駐車場がありました。建物は電気配線にいくらか改良が必要であることが判明しました。2008 年 7 月までに、チームは以前のマクドナルド (ビル 596) に移転し、現在は「マクムーン」と呼ばれています。

ウィンゴとカウイングはすぐに、FR-900 シリーズを含むアナログ テープ マシンの取り扱い経験が長い米陸軍の退役軍人、ケン ジンの専門知識を知りました。偶然にも、ジンの兄弟は NASA エイムズ研究センターで働いており、ウィンゴとカウイングが最初にジンと連絡を取ったのもこの偶然を通じてでした。NASA 本部のケン ダビディアンの協力を得て、ドライブを修理できること、および元のテープからイメージを復元できることを実証するパイロット プロジェクトの資金が 2008 年に見つかりました。最初の作業は、テープ ドライブを系統的に分解してクリーニングすることでした。その間に、ジンはテープ ドライブのシステムをテストし、交換および改修するデバイスのリストを作成し始めました。ドライブの部品は、eBay、オンラインの電子部品店、その他の場所で購入しました。

ウィンゴとカウイングは、部品の発注、資金の管理、余剰備品置き場の探索、改修会社の調査、プロジェクトの協力者の募集など、プロジェクトの管理に没頭した。彼は電子メール ニュースレターの送信を開始し、これは後にブログ (MoonViews.com) に転換され、プロジェクトの Facebook ページに写真を投稿した。近くのサンノゼ州立大学の学生インターンが採用され、チームはAmpexの退職者や現従業員、そして読者に協力してくれそうなブログ ライターに協力を求めた。毎日、マクムーンのところには新しい訪問者がやってくるようだった。たとえば、月探査機のフィルムをデジタル化するUSGSプロジェクトのリサ ガディス博士や、月探査機のデータを磁気テープに保存することを推奨するメモを書いたチャーリー バーンなどである。このプロジェクトはロサンゼルスタイムズ、^[5] コンピュータワールド、^[13] ナショナルジオグラフィック、^[14] AP通信、^[15] アメリカンライブラリー、^[16]地元ニュース、^[17]多数のブログで報道されました。^{[18] [19] [20]}

どのニュース記事にも、これらの画像は歴史上重要なものであるというメッセージが含まれていたが、それ以上に、これらの画像には、これまでに再現されたことのない時間、場所、品質に関する科学的データが含まれているというメッセージが含まれていた。これらの画像は、月と地球の気候に関する現在の研究に役立つ可能性がある。同じテープドライブを使用して記録された同じ時代の他の失われたデータもあり、LOIRPチームの努力から恩恵を受ける可能性がある。^{[5] [13] [21]}

マクムーンズに移って間もなく、NASA 宇宙生物学アカデミーの学生グループが募集され、箱からすべてのテープを取り出して整理しました。各テープは、テープドライブで再生するのに約 1 時間かかり、高解像度の画像 1 つと中解像度の画像 1 つを保持しています。^[22] 1970 年代初頭にアーカイブされたとき、各テープ リールにはラベルが付けられ、透明なビニール袋に包まれ、ミューメタルの缶に入れられ、黄色のビニール テープで封印されていました。追加のラベルがテープ コンテナの外側に貼られています。各テープには通常、2 つの文字と 2 つの数字で構成されるコードがラベル付けされています。たとえば、MT_19、WT_45、GT_46 などです。宇宙生物学アカデミーの学生の 1 人は、最初の文字がそのコンテナ内のテープにデータを記録した地上局を示していることに気付きました。「M」は、テープがスペインのマドリードで記録されたことを示します。「W」は、テープがオーストラリアのウーメラで記録されたことを示します。 「G」はテープがカリフォルニア州ゴールドストーンで録音されたことを示している。この推測は、チームがいくつかのテープの冒頭の音声トラックを聞いたときに確認された。この音声トラックでは、地上局のオペレーターがテープと録音に関する情報を朗読している。「M」とマークされたテープでは、オペレーターは明らかにスペイン訛りである。「W」とマークされたテープでは、オペレーターは明らかにオーストラリア訛りである。「G」とマークされたテープでは、オペレーターはアメリカ訛りで話している。音声トラックには、ある追跡局のオペレーターが別の追跡局のオペレーターと話しているところが収録されていることもある。各テープの冒頭の音声には、テープが録音された日付が現地時間と世界時の両方で含まれている。

テープには他にも混乱を招く問題が数多くあります。各テープには完全な画像が 2 つ収録されているはずですが、中には数分間の音声信号しか収録されていないものや、画像の同じ部分が何度も収録されているものもあります。プロジェクトの初期段階では、チームは最も価値があり影響力のある画像を救出したいと考えていましたが、この乱雑なテープ配列から画像を見つけるのに非常に時間がかかることがわかりました。^[要出典]

完成し、機能している磁気テープドライブシステムでは、テープドライブヘッドがテープに非常に特殊な磁場を印加し、テープが電流の変化を誘発し、それが捕捉される。その後、ルナオービターテープのデータは復調器とアナログ-デジタルコンバーターを通過し、コンピューターに送られてデジタル処理される。各画像はテープ上で細片に分割されており、コンピューターを使用して細片をまとめて全体の画像を作成する。^[22]プロジェクトを開始する前に、チームはリスクを評価し、2つのリスクがあると判断した。1つは、テープが読み取れないほど劣化していること、もう1つは、テープドライブがテープを読み取れないことである。プロジェクトのマイルストーンは、これらのリスクをできるだけ早く、最小限の費用でテストするために開発された。^[要出典]

2008 年 7 月にプロジェクトが本格的に開始されると、結果はすぐに出ました。わずか 2 週間で最初のテープ ドライブの電源が入りましたが、まだ多くの部品を交換する必要があることは明らかでした。^[23]さらに 1 週​​間のクリーニングとテストで、4 つのドライブと予備部品のバッチの中に、テープ ドライブの 1 つを稼働させるのに十分な電源があり、ドライブ用のヘッドが少なくとも 1 つ動作していることがわかりました。[ ^24]ヘッドはテープに触れてデータを読み書きするメカニズムであるため、非常に重要です。Ampex FR-900 テープ ドライブの場合、ヘッドは 1974 年以降は製造されておらず、交換できず、1 つの小さな会社が多額の費用をかけて再生するしかありませんでした。^{[25] [26]}

さらに 1 か月をかけて部品の修理と交換、メカニズムのテストと調整を行った後、プロジェクトはテープが良好であるという最初の確かな結果を得ました。各テープはオペレーターの短い標準形式のオーディオ クリップで始まり、テープ ドライブはオーディオ信号を読み取ることができました。(オーディオのサンプルを聞く) これは、テープからルナ オービターのデータを読み取るために必要なビデオ ヘッドを使用していませんが、テープが劣化しておらず、テープ ドライブのサブシステムの多くが正常に動作していることを示しました。^[27]

テープ ドライブのドキュメントは大幅に不完全だったため、チームはテープ ドライブの修理、保守、使用の正しい方法を理解することができませんでした。ドキュメントの検索は広範囲に及び、たいていは期待はずれの結果に終わりました。退職したエンジニアや高齢のエンジニアがガレージを片付けたばかりだったことがしばしばあるからです。ブログに投稿した Dennis Wingo 氏は、「この 6 か月間に、最近捨てられたマニュアルに関する同様の話を何度聞いたかわかりません」と述べています。ちょうどよいタイミングで、チームは友人の友人から、Ampexのフィールド エンジニアリング部門の退職した責任者が、アパーチャ カード(コンピューターのパンチ カードに埋め込まれたマイクロフィルム) に保存された保守ドキュメントの宝庫を保管していたことを知りました。このドキュメントがあれば、チームはテープ ドライブの修理と機構の調整の正しい手順を理解することができます。^{[28] [29]}

修復のこの時点で、テープの復調が最大の問題となっていた。チームは、システムに付属していた復調ボードが正しいものなのか、別のボードが必要なのか、あるいはこのボードともう 1 枚必要なのか確信が持てなかった。同時に、冒頭のオーディオ クリップから、画像の 1 つが復調された録音が含まれているように聞こえるテープを発見した。これは幸運な出来事だった。このテープから画像を生成するのに復調器は必要ないということだ。チームがこの画像を救出できれば、プロジェクトは「ドライブを修復してテープを確実に再生できる」ことを証明することになる。^[27]作業は続行され、チームはどのテープにどの画像が含まれているかを調査するプロセスを表すために「テクノ考古学」という用語を作り出した。

ブログへの投稿は続いたが、内容はほとんどなく、突然NASAが記者会見を発表した。^[要出典] 2008年11月13日、NASAは記者会見を開き、修復された最初の画像を公開すると発表した。それは1966年8月23日に撮影された、月から見た地球を初めて撮影した印象的な画像だった。これは、テープとテープドライブが両方とも良好であることを示す大きな節目だった。予備分析では、画像は「[元の]フィルム画像の4倍のダイナミックレンジと最大2倍の解像度」であることが示された。^[30] NASA探査システムミッション局（ESMD）は、これまで10万ドルの小額の助成金でチームを後援してきた。これらの結果を受けて、ドライブの大規模な修復を完了し、他のテープに必要な復調ハードウェアを作成するためにさらに15万ドルの資金が支給された。エイムズにあるNASA月科学研究所の副所長グレゴリー・シュミット氏は、「画像を取得する能力を実証したので、私たちの目標はテープドライブの修復を完了し、残りのテープ上のすべての画像を取得することです」と語った。^[31]

1か月以内に次の資金調達が成立し、修復が本格的に始まりました。^[32]ヘッド、キャプスタン、ローターモーターは2つの異なる会社によって修復されていました。復調に関する新しい文書が発見され、チームは手作業でボードの構築を開始しました。古いベルトを交換するためにカスタムベルトが製造されました。デジタル画像を処理するソフトウェアが作成されました。最大の費用はヘッドで、改修には1つあたり約8,000ドルかかりました。^[要出典]

2009年3月21日、研究チームは、新たに完成した復調システムを使用して、テープの1つから復調されていない画像を救出したと発表した。コペルニクスクレーターの画像は、1966年11月24日にルナオービター2号宇宙船によって撮影されたものである。NASAの科学者マーティン・スウェトニックは、 1966年のタイム誌の記事で、この画像を「世紀の偉大な写真の1つ」と呼んだと引用されている。^[33]

4月までに、チームは30枚の画像をデジタル化した。^[17]数か月後、Computerworldの記事で、プロジェクトには新たに60万ドルの助成金が与えられ、2010年2月までにすべての画像を完全にデジタル化する見込みであることが明らかにされた。新しい資金のほとんどはNASAから提供されたが、約10％は他の寄付者から提供された。^[13]この新しい資金により、チームは2009年11月までに2台目のテープドライブを完全に稼働させることができ、画像の復元プロセスが大幅に迅速化された。^[34]

アンペックスFR-900ヘッドは、コロラド州コロラドスプリングスのビデオマグネティクス社によって再生された。同社は、アンペックスとRCAクアッドプレックスのビデオヘッドを再生している世界で唯一の会社である。^{[25] [26]}

2017年4月までに、すべての画像はNASAのミッションと地上支援データのデジタルリポジトリであるNASA惑星データシステム（PDS）に配信されました。LOIRP PDS提出のピアレビューは2017年5月に開始されました。LOIRPオンラインデータボリュームは、2018年1月31日にNASAによってPDS地図作成および画像科学ノードで一般公開されました。^[4]

ウィキメディア・コモンズには、月探査機画像回収プロジェクトに関連するメディアがあります。

• アポロ11号の行方不明のテープ
• 国際彗星探査機。2014年にルナ・オービターのテープ回収活動に携わった多くのメンバーが再接触した太陽軌道上の宇宙船。

出版物

• Byrne, CJ (1965 年 7 月 6 日)。月周回衛星の写真のテープ記録(PDF) (レポート)。Bellcom, Inc. TM-65-1012-6; N79-72860。2014年 5 月 11 日時点のオリジナル(PDF)からアーカイブ。
• Wingo, DR; Byrne, CJ (2011 年 3 月)。アナログ テープから復元された月周回衛星画像の分析。第 42 回月惑星科学会議。2011 年 3 月 7 ～ 11 日。テキサス州ウッドランズ。p. 2085。Bibcode : 2011LPI....42.2085W。LPI 寄稿番号 1608。
• Wingo, DR; Cowing, KL; Epps, A. (2012 年 7 月 17日)。「LO コペルニクス中央隆起と LRO LROC モザイクの比較」(PDF)。MoonViews 。

ニュース

• ビアレンド、ダグ (2014 年 4 月 23 日)。「NASA​​ の失われた月面写真を復元したハッカーたち」。Wired。
• ボレンスタイン、セス (2008 年 11 月 13 日)。「長らく失われていた月の写真が再び日の目を見る」。USA Today。AP通信。
• ディアス、ジーザス (2008 年 11 月 16 日)。「NASA​​ が 1966 年の月の画像を驚異的な超高解像度に拡大」Gizmodo。
• リービーク、ホーリー (2008 年 11 月 15 日) 「アースライズ1966」。NASA.gov。
• テルディマン、ダニエル (2008 年 11 月 13 日)。「NASA​​ が月面画像回復プロジェクトを発表」CNET。

• 公式サイト
• エイムズ研究センターのマクムーン: 37°24′34″N 122°03′17″W / 37.4094°N 122.0548°W / 37.4094; -122.0548