月極探査ミッション

月極地探査ミッション（LUPEX ） [ ^6]は、インド宇宙研究機関（ISRO）と宇宙航空研究開発機構（JAXA）が計画している共同月探査ミッションである。^{[7] [8]}このミッションでは、2028年以降に無人の月面着陸船と月面ローバーを送り、月の南極地域を探査する予定である。 ^{[4] [5]}永久影領域の探査と、月面の水の量と質の測定が想定されている。^{[9] JAXAは}H3ロケットとローバーを提供し、ISROは着陸船を提供する可能性が高い。 ^{[10] [11]}

LUPEXは計画されている月サンプルリターンミッション 「チャンドラヤーン4」に続くものである。^[4]

インド宇宙研究機関（ISRO）は、2017年12月にプレフェーズA、フェーズA研究の実施取り決め（IA）に署名し、2018年3月に宇宙航空研究開発機構（JAXA）^[12]と実現可能性報告書を完成させ、 2028年以降に打ち上げられる予定の共同月極地探査ミッション（LUPEX）で月の極地の水資源を探査する予定である^{[13]。[4] [14]}

ISROとJAXAは2018年12月に共同ミッション定義レビュー（JMDR）を開催した。2019年末までに、JAXAは内部のプロジェクト準備レビューを完了した。^[15]

2019年9月のチャンドラヤーン2号の着陸船の着陸が月面着陸の試み中に墜落したため、インドはLUPEXに必要な着陸能力を実証するための再挑戦として、チャンドラヤーン3号と名付けられた新たな月面ミッションの研究を開始した。 ^[16]

2019年9月24日のJAXAとNASAの共同声明では、NASAがLUPEXミッションに参加する可能性について議論された。^[17]

JAXAは2021年初頭に国内のシステム要件審査（SRR）を完了した。^[18] 2023年4月、LUPEXワーキンググループ1はインドに到着し、約束された候補地の着陸地点分析、月面上の着陸機とローバーの位置を推定する方法、コマンドとテレメトリ用の地上アンテナの情報を共有した。^[19]

インドの宇宙委員会は、ISROが2024年10月7日にLUPEXミッションの作業を開始することを承認した。連邦内閣は報告書を受け取っており、まもなく承認されると予想されている。^[20]

月極地探査ミッションは、極地での持続可能な月探査のために、車両輸送や月面夜間生存に関連する新しい表面探査技術を実証する。^{[21] [11]精密着陸には、JAXAの}スマート月探査着陸機（SLIM）ミッションから派生した特徴マッチングアルゴリズムとナビゲーション機器を使用する。 ^{[2] [22]}着陸機のペイロード容量は最低でも350 kg（770ポンド）となる。^{[3] [1] [23]}ローバーは、1.5 m（4フィート11インチ）の深さから地表下のサンプルを採取するためのドリルを含む、JAXAとISROによる複数の機器を搭載する。^{[24] [1]}水の探査と分析がミッションの目的となる可能性が高い。^{[10] [25]}

欧州宇宙機関のPROSPECTミッションの太陽圏外質量分析計Lバンド（EMS-L）は、もともとロシアのルナ27号ミッションのペイロードとして飛行する予定だったが、^{[26] [27]} 2022年のロシアのウクライナ侵攻とそれに関連するロシアへの制裁により継続的な国際協力が疑問視されたため、EMS-Lはこのミッションで飛行することとなった。^{[28] [29]}他の宇宙機関からのペイロードの提案が求められる可能性がある。^{[7] [22]}

着陸機はISROによって完全に再設計されており、新しいエンジンの開発が必要となった。同じエンジンは、将来、有人月面着陸ミッションのためにISROによって使用される予定である。LUPEXミッションは、液体推進システムセンター（LPSC）によって開発されたこのエンジンをテストする。ローバーの重量は現在350kgで、着陸機は（元の設計と比較して）重くなっている。ローバーは重いため外部に取り付けられており、チャンドラヤーン3号のように着陸機内に搭載して運ぶことはできない。月面でローバーを展開するために、スカイクレーンのような配置が設計されている。^[20]

JAXA宇宙探査センター月極地探査プロジェクトチームの研究員である井上博佳氏によると、今後の主な課題の1つは、着陸地点の選定だ。月面の南極に着陸することが計画されているが、そこには水が存在する可能性が高いと考えられている。しかし、この地域には着陸に最適で、十分な照明と通信が保証される平坦な場所は多くない。チームは、他の国も同じ場所を選択する可能性があるため、理想的な場所を決定次第、着陸地点を公表するつもりである。^[30]

ISROとESAの候補機器やJAXAが招待した国際協力者とともに、日本の機器がいくつか選定された。^{[18] [31]}

• 地中探査レーダー (GPR): ローバーの走行中に最大 1.5 メートルの地下をレーダーで観測します。(ISRO)
• 中性子分光計 (NS): ローバーの走行中に最大 1 メートルの地下中性子 (水素) を観測します。(NASA)
• 先進月面撮像分光計（ALIS）：H
  ₂表面および掘削されたレゴリスのO / OH 観察。
• LUPEX 用外圏質量分析計 (EMS-L): 表面ガス圧と化学種の測定。(ESA)
• 資源調査水分析装置 (REIWA): 4 つの機器の機器パッケージ。
  • 月面熱重量分析装置 (LTGA): 掘削サンプルの水分含有量を熱重量分析します。
  • 三重反射反射法（TRITON）：掘削サンプル中の揮発性成分の化学種を質量分析法に基づいて特定します。
  • 光共鳴水質検出器 (ADORE): キャビティ リングダウン分光法に基づく掘削サンプルの水分含有量測定。
  • ISRO サンプル分析パッケージ: 掘削サンプルの鉱物学的および元素学的測定。(ISRO)

• 月の水生探査機のための誘電率と熱物理調査（PRATHIMA）：^[32]月の表土に混ざった水氷のその場での検出と定量化。提案された実験は、水氷の存在を偵察し定量化するために月面の約20〜30 cmに展開される多目的プローブで構成されています。（PRL）
• アルファ粒子スペクトロメータ（APS）：^[32]崩壊系列中のアルファ粒子を測定し、LEGRSの測定結果と合わせて月面上の揮発性物質の輸送を理解する。（PRL）
• 低エネルギーガンマ線分光計（LEGRS）：^[32]カドミウム亜鉛テルル化物（CZT）検出器を用いて、月面の揮発性物質の輸送を研究するために低エネルギー（46.5keV）ガンマ線を測定する。（PRL）

提案されているペイロードは次のとおりです。

• 月面微小隕石実験（LUMEX）：^[32]月面に飛来する微小隕石の速度、流束、質量を測定し、月面からの揮発性物質の流出量を推定する。（PRL）
• 月静電ダスト実験（LEDEX）：^[32]帯電ダスト粒子の存在を検出し、揮発性物質に富む極域におけるダスト浮遊プロセスを確認する。（PRL）

• チャンドラヤーンプログラム
• 現場資源の活用
• 月の資源
• 月の水
• VIPERローバー
• ルナ27
• 嫦娥6号
• ヘラクレス