月面に着陸した証拠は塵の中にある

アポロ11号の月面着陸記念日には、月面着陸捏造説を唱える人々が勢揃いする。科学者たちは、アポロの旗が真空中ではためいているように見えるなど、捏造説を唱える人々の最も一般的な主張を反駁しているが、実際に月面に着陸したことを証明する、あまり見かけない興味深い方法が1つある。それは、アポロ16号の月面車が巻き上げた塵の動きだ。

アポロ 16 号は、月面探査車を月まで運んだ 2 回目のアポロ計画でした。1972 年 4 月、ジョン ヤング船長と月着陸船パイロットのチャーリー デュークは、20 時間強をかけて月のデカルト地域を探索しました。探査車のおかげで、徒歩では到達できないほど広い範囲を移動でき、また、オフロード走行というユニークな体験もできました。飛行中に撮影された写真やビデオの中には、デューク オブ ヤングが探査車を最高速度で運転し、レゴリス (月の塵) を巻き上げる有名なクリップがあります。これが「グランプリ」です。しかし、このビデオは、地球に住むすべての人間を激しく嫉妬させるだけでなく、人類が実際に月に着陸したという興味深い証拠も提供しています。

鍵となるのは、月面車の背後に舞い上がる塵の軌道だ。コロラド大学ボルダー校の大気宇宙物理学研究所の科学者、シアンウェン・スー氏とミハイ・ホラニ氏が研究したのはまさにその点だ。

スー氏とホラニ氏は、まずアポロ 16 号のグランプリの映像を個々の画像に分割し、各画像がビデオの 1 フレームに対応するようにしました。それらの画像から、ローバーが一定速度で、カメラに対して直角に走行している様子を示す 2 つのシリーズを選択しました。これにより、2 次元平面に可能な限り近づき、ダストの追跡作業は、ローバーのリア フェンダーを基準とした 2 つの軸に対してダストの動きをプロットするだけの簡単な作業になりました。ローバーの後ろに伸びる水平軸は速度を表し、フェンダーから垂直に伸びる軸は高さを表します。

画像内の塵は非常に細かいため、個々の粒子を追跡することは不可能でした。代わりに、彼らは塵雲の上部をマーカーとして使用しました。塵雲の動きを追跡すると、特徴的なルースターテイルがはっきりと表示され、たとえば地球上の塵の中を移動しているローバーによって生成される塵雲の単純な放物線ではありません。この特定のルースターテイルの形状は、月の環境に依存しています。つまり、ローバーの速度に基づく塵粒子の初期速度、地球の6分の1の重力場の強さ、そして月には目立った大気がないため空気抵抗がまったくないことです。この視覚データを数式に変換することで、スーとホラニは塵の動きをグラフにプロットし、グランプリのルースターテイルを数学的な視覚化に変換できました。

ここからが本当に興味深いところです。Hsu 氏と Horányi 氏は、月の塵粒子の動きを追跡するだけでは終わりませんでした。彼らは同じ公式を使用して、空気抵抗を考慮しながら地球上の塵粒子の軌跡をプロットしました。また、空気抵抗は異なるサイズの粒子に非常に大きな影響を与えるため、念のため、地球の塵については 2 つの値をとりました。

2 人の科学者は、4 つの粒子の動きを 1 つのグラフにプロットしました。2 つは月面環境 (実線)、2 つは地球環境 (点線) です。グラフは、どの環境でも粒子は同じ初期速度で動き始めますが、弾道経路は非常に異なることを示しています。地球では空気抵抗によって粒子はかなり速く引きずられますが、月では空気抵抗がないため、粒子の軌道は長くなります。

スー氏とホラニ氏の研究結果、特に座標系のX軸に沿った粒子の減速がないことは、アポロ16号のローバー映像が真空中で撮影された場合にのみ当てはまる。たとえば月面のような真空は、地球上のサウンドステージには存在し得ない。

_月面着陸といえば、私は現在アポロ 11 号のミッションを「ライブ」ツイートしています。月面着陸は今日の午後 4 時頃 (東部標準時) に予定されており、船外活動はその 3 時間後に行われます。飛行の最新情報を逐一知るには、@astVintageSpace をフォローしてください。_

_出典: Hsu と Horányi、「月面車ダストトレイルにおけるダスト粒子の弾道運動」American Journal of Physics、第 80 巻、第 5 号。この論文を送ってくれた Mihály Horányi に心から感謝します。彼は 2 年近く前に UC Boulder LASP の New Media Workshop で知り合った人です。かなり時間がかかりましたが、ようやくこの記事を書くことができました。_