アポロ11号に関する私たちのオリジナル記事はこちら

48 年前の 1969 年 7 月 20 日、ニール・アームストロングとバズ・オルドリンが月面に初めて足跡を残しました。これは壮大な出来事でした。ポピュラーサイエンス誌は、この偉大な功績を、ドイツ生まれのエンジニアで、現在「ロケット科学の父」として知られる、アポロを月へ運んだサターン V 型ロケットを開発したヴェルナー・フォン・ブラウンによる記事で取り上げました。1969 年 7 月号で、ブラウンはアームストロングとオルドリンの 2 時間の月面滞在の計画について説明しました。(この記事は、元の形式でこちらからお読みいただけますが、不思議なことに 2 ページが欠落しています。)

月面に初めて降り立った人々

ヴェルナー・フォン・ブラウン博士

アポロ11号月着陸船の2人乗りキャビンでは、垂直のロケット噴射でゆっくりと下降し、青い信号灯が点滅する。円盤状のフットパッドの60インチ下にぶら下がっている探査機が月面に触れた。パイロットはエンジンを切る。しばらくして、軽い衝撃が乗組員に月面に着陸したことを知らせる。

NASA の計画によれば、この計画は 1969 年 7 月 20 日日曜日の午後早く、月の静かの海の西部で実行される予定である。人類初の月面着陸に挑戦するよう選ばれたのは、アポロ 11 号の船長ニール・アームストロングと月着陸船パイロットのエドウィン (「バズ」) オルドリンである。月周回軌道上の母宇宙船である司令船および機械船に乗って着陸地点の上空を旋回するのは、司令船パイロットのマイケル・コリンズである。

アポロ 11 号の大冒険が成功すれば、10 年以内に人類を月に送るという私たちの目標が実現するでしょう。何百万人ものアメリカ人が、テレビ画面でその展開を見ながら、この素晴らしいミッションの緊張感とスリルを共有するでしょう。ここでは、アポロ 11 号の宇宙飛行士が何をしようとしているのか、そして成功を左右する重要なイベントのガイドをご紹介します。

頂上へのダッシュ。

人類が初めて月面に着陸したことは、他の探検隊が設置した一連のベースキャンプのうち最も高いところから出発し、数人の選ばれた登山家が高山の頂上を目指して最後のスパートをかけることに例えることができる。

アポロ 7 号はコマンドおよびサービス モジュール (CSM) の性能を実証しました。アポロ 8 号の月への旅では、人類が月周回軌道に出入りしました。月着陸船 (LM) の分離とドッキングは、アポロ 9 号によって地球周回軌道で、アポロ 10 号によって月上でリハーサルされました。これで、頂上への攻撃、つまり月面着陸そのものの準備がすべて整いました。

アポロ11号は、ある時点まで、アポロ8号と10号の月航行ルートを辿ることになる。7月16日に予定されているサターンV型ロケットの地球周回軌道への打ち上げ、サターンV型ロケットの最上段の再点火による月への着陸、そしてロケットのブレーキングによるアポロ11号の月周回軌道（地表から70マイル上空）への投入である。（各主要操作の「ゴー」は、これまでのところ乗組員と宇宙船が完璧な状態であることを意味する。途中でトラブルが発生した場合、ミッションは中止され、乗組員は帰還する。）

その後、2人の乗組員を乗せた月着陸船は分離し、ロケットのブレーキ噴射を行い、1時間で月面上空5万フィートまで降下します。この操作は、これまでアポロ10号の宇宙飛行士のみが行なったことがあります。

これから、アポロ11号の月着陸船が新たな道を切り開くことになるだろう。

イランに到着。

これまでに行われたことのないこのミッションのクリアを知らせる無線の合図は、ヒューストンのミッションコントロールから送られる。「PDI 開始です」。これは「Powered Descent Initiation」の略で、ロケットのブレーキが非常に強力になり、数分以内に月着陸船が月面着陸を試みることを開始することを意味します。

足から降りた月着陸船は、時速約 4,500 マイルで月をかすめ、乗組員は降下エンジンをまっすぐ前方に噴射します。逆噴射は、10,000 ポンドのフル推力で 6 分間続きます。その後、推進剤の消費により軽量化された月着陸船は、推力 6,000 ポンドでさらに 2 分間続きます。この「ブレーキ段階」で前進速度がほぼ完全に停止します。これにより、月着陸船は、わずか数百マイルの飛行機のような速度で着陸地点に近づきます。

宇宙船が直立すると、それまで乗組員の視界になかった月の表面が、窓の下から徐々に見えてきます。

着陸レーダーが高度と速度のデータを報告し始めた。これは非常に重要なデータであり、レーダービームが月面を「ロックオン」できない場合は着陸を断念しなければならない。着陸まであと 5 マイル足らずのハイ ゲートと呼ばれる地点で、落下中の機体は高度 7,000 フィートまで降下し、最終接近段階に入る。機体は垂直に傾き始め、降下エンジンを使って落下を阻止する。

月が直立すると、それまでは乗組員の視界になかった月の表面が、窓の下から徐々に見えてくる。彼らが目にしたのは、ほぼ月の赤道上、月の経度23度東にある、平坦で比較的クレーターのない月の平原だ。

地球から月を見ると、この着陸地点は月の中心から右端までの中間より少し手前になります。着陸時には、月は「上弦の月」に近づき、かろうじて太陽の光が当たる領域内になります。着陸は意図的に月の早朝に予定されており、長い影が地形の起伏を鮮明に映し出します。

障害物のない着陸地点を選択し、乗組員は機体全体を傾けて、この目標地点が窓ガラスの目盛りのゼロ点に来るようにする。窓ガラスの目盛りの蛍光マークは暗闇の中で緑とオレンジに光る。次に、「マーク」ボタンを押して目標地点を定め、慣性誘導システムが自動的に目標地点への降下経路を導くようにする。

ローゲートと呼ばれる高度 1,000 フィート未満の地点で、最終アプローチ フェーズが終了し、着陸フェーズが始まります。乗務員は、すべてを自動的に行う「自動」モード、LM パイロットが降下率を制御する半自動モード、またはヘリコプターのように目視で着陸する完全手動モードを選択できます。おそらく半自動モードが選ばれるでしょう。

ホバリング中の月着陸船は、着陸に向けて毎秒 3 フィートの速度で降下します。残りの水平速度はさらに低くなります。水平速度を最小限に抑え、傾斜した地面や障害物を避けることが、悲惨な転倒を回避するために重要です。月着陸船は、完璧ではない着陸に対してはかなり寛容ですが、それでも、蜘蛛の脚の足裏が月の土に着地する瞬間は緊張の瞬間になります。

乗組員が無事に月面に着陸したという劇的なニュースの後、宇宙飛行士たちがすぐには姿を現さないため、次の出来事が起こるまでに少し時間が経過する。宇宙飛行士たちは宇宙船を点検するのにしばらく時間がかかり、その後、屋外での激しい活動の前に休憩時間をとらなくても、生命維持用のバックパックを背負った「ムーンスーツ」に苦労して着替える。

月面に足跡！

ついにミッションのハイライト、2時間40分のアクション満載の「月面歩行」プログラムがやってくる。アームストロング船長は前部ハッチからはしごを降り、最初に月面に降り立つことになる。彼の最初の行動は、袋一杯の月の土をすくい上げ、オルドリンに預けることだ。この「つかみ取り袋」サンプルは、万が一予定より早く離陸せざるを得なくなった場合に、手ぶらで帰ってこないようにするためのものだ。(計画者たちは、小さな緑の男たちによる敵対的な歓迎など想像もできないだろうが、上昇推進システムの漏れや生命維持装置のトラブルなど、考え得る不測の事態は考えている。)その後、アームストロング船長が月面歩行をテストし、着陸時に宇宙船が損傷を受けていないことを確認するために宇宙船の外装を点検した後、オルドリンが船外に出て彼に合流する。

地球の視聴者は、目の前に広がる不気味な月の光景をテレビで見ることになる。空気も生命もなく、色彩もまったくない荒涼とした灰色の砂漠。まぶしいハイライトと真っ黒な影で太陽に厳しく彩られている。黒い空高くに、はるか遠くの地球が浮かんでいる。地球より近い人間は、2時間ごとに頭上を航行するCSMのコリンズだけだ。地球の母船は、月を周回しながら天空を高速で移動している点を除けば、星のように見える。

月面探検家の赤いヘルメットの暗い金色にコーティングされたバイザーは、太陽のまぶしさから目を守る。彼らは断熱性の高い「月面用オーバーシューズ」を履いている。足元の月の土は、14日間続く月の夜の極寒の後でもまだ凍り付いているが、同じくらい長い月の昼間は沸騰したお湯よりも熱くなる。

彼らのテレビの映像や音声は、トランシーバーを介して、月面に立てられた逆さ傘のような形の無線アンテナから地球に送信される。熱心な写真愛好家である彼らは、フィルムカメラで写真を撮影することもある。

宇宙服を着用したままかがむことはできないため、彼らは長い柄のスコップ、トング、シャベルを使って岩石を集め、慎重に選んだ月の標本を個別にビニール袋に密封して、2つの「岩石箱」に詰め終えた。

月の科学パッケージ。

3 つの科学実験の準備が整い、そのうち 2 つは月に残され、月探査者の忙しいプログラムが完了しました。

太陽電池パネルで動く「月震検出器」は、1年間にわたり、あらゆる地震活動を無線で地球に報告すると予想されている。感度が非常に高いため、宇宙飛行士が離れる際の足音まで伝わってしまう可能性がある。

地球に面して傾斜した 100 個の円盤型石英反射鏡の配列は、地球の観測所から発射されたレーザー光線を反射します。科学者たちはこれを使用して、地球と月の距離を前例のない精度で測定し、また大陸移動説の検証などの目的で地球上のレーザー観測所間の正確な距離を測定したいと考えています。

LM の乗組員が宇宙船を離れるときに地面に広げ、帰還時に再び拾い上げる一枚の無地のアルミホイルは、持ち帰り実験用である。後に、閉じ込められたヘリウム、ネオン、その他の希ガスの有無を検査すると、「太陽風」の成分が明らかになる。

3 つの実験装置 (EASEP、アポロ初期科学実験ペイロード) の重量は合わせて 171 地球ポンド、つまり月面で 30 ポンド未満です。これらの装置の展開には 10 分もかかりません。最初の月面着陸者に過度の負担をかけないようにするため、NASA は、より精巧な科学装備 (ALSEP、アポロ月面実験パッケージ) の持ち込みは、次の月面着陸探検まで待つことにしました。

月面での限られた出撃時間中、探査隊は宇宙船から 50 ～ 100 フィート以内の距離しか離れません。宇宙船に戻った探査隊は、残りの 22 時間を、過酷な任務の休息と、軌道上の CSM に再び合流する際に使用する機器の打ち上げ前の入念な点検に費やします。

地球の視聴者は、目の前に広がる不気味な月の光景をテレビで見ることになる。空気も生命もなく、色彩も感じられない荒涼とした灰色の砂漠。まぶしいハイライトと真っ黒な影で太陽に厳しく彩られている。黒い空高くに、はるか遠くに地球が浮かんでいる。

「火を放て。」

月面からの初の有人打ち上げは、7 月 21 日月曜日の正午頃の予定です。宇宙飛行士と貴重な標本の安全は、宇宙船の上昇段の「FITH」打ち上げの成功にかかっています。FITH は「Fire in the Hole」の略で、上昇エンジンの点火前に段が分離されることはなく、いかなる種類のジェット デフレクターもありません。目的を果たした後、現在では使い捨てとなっている下降段は上昇段の打ち上げプラットフォームとして機能し、上昇エンジンの炎上するジェットによる損傷は問題になりません。

最初の 8 秒間、上昇段はエンジンの 3,500 ポンドの推力で垂直に上昇します。その後、急激に約 50 度下向きに傾斜します。月の山々の上空で安全に飛行し、速度を制限する大気もないため、水平方向の速度を可能な限り速く上げていきます。

離陸から 7 分 16 秒後、月着陸船は月面から 60,000 フィート上空でほぼ水平に時速 3,400 マイルで飛行しています。高度 52 マイルの楕円軌道に安全に投入されています。万一、何か問題が発生した場合、司令船と機械船が月着陸船の乗組員を救助します。

1 時間後、LM 上昇段は小型の反動制御スラスタで速度を少し上げ、高地点で軌道を円形にします。次に、スラスタを少し押して高度を調整し、CSM のちょうど 17 マイル 1/4 下に配置し、軌道面のわずかな差を修正します。次に、上昇段は後方と下から CSM とランデブーおよびドッキングを行います。

残りの部分、つまり地球への出発、宇宙での長い航行、高速での再突入と太平洋への着水は、宇宙飛行士と司令船の回収に至るまで、アポロ8号と10号の繰り返しとなるだろう。

隔離へ。

そして、このミッションの奇妙な結論は、月面の英雄たちと彼らの月面サンプルをヒューストンの月面受入研究所で少なくとも 3 週間隔離するというものでした [PS、1968 年 10 月]。これは、彼らが地球上ではおそらく知られていない、そして地球上の人間、動物、または植物の作物に害を及ぼす可能性のある生物を持ち帰った可能性に対する予防措置です。ただし、科学者たちは、月には生命がまったく存在しない可能性の方がはるかに高いと考えています。わずか数週間以内に、賛否両論の最初の確固たる証拠が得られるかもしれません。

アポロ 11 号の飛行は、偵察遠征の始まりに過ぎません。NASA は、月面のさまざまな場所にさらに 9 回のアポロ着陸を計画しています。次のアポロ 12 号は、今年 11 月に予定されています。しかし、人類初の月面着陸は、人類がこれまでに直面した最大の工学的課題の克服という、壮大な偉業となるでしょう。

この記事はもともと、1969 年 7 月号の『ポピュラーサイエンス』に掲載されました。