墜落するように設計された月ロケット

1960 年の漫画「ヒット・アンド・ミサイル」では、ポパイが誤ってロケットをチーズでできた月に衝突させてしまいます。

ポパイはすぐに「オイスに戻るには」もっと燃料が必要だと気づき、助けを求めに行きます。

NASAの科学者グループがこの夏、意図的にロケットを月に衝突させるとき、彼らも燃料を探すことになるだろう ― ある意味。

彼らは、月面クレーター観測探査衛星（LCROSS）が月に水の氷があるかどうかを教えてくれることを期待している。もしあったら、ロケット燃料など人類が利用できるように採取できる可能性がある。

LCROSS衛星は、より大型の月探査機（LRO）に同乗して月まで運ばれる。この2つのミッションは、2020年までに人類を再び月へ送り、月面基地を設立するというNASAの計画の第一歩となる。

このミッションでは、NASA の宇宙探査機が意図的に破壊される。科学者たちは LCROSS の破壊の結果を調べながら、水蒸気を発見したいと考えている。

LCROSS は、ほとんど後付けで考案され、スケジュールと予算も厳しかったため、民間企業から寄せ集めた部品が使われている。たとえば、この宇宙船の赤外線分光計は、カーペットリサイクル業者向けの携帯型機器を製造している会社から提供されたもので、赤外線カメラの 1 つは、もともとインディカー レース用に設計されたものだ。

「驚くべきことです。業界で検索して、特定の要件がある場合、仕様を満たす機器がどこかに見つかります。実際には、民間および商業投資を活用しているだけです」と、カリフォルニア州モフェットフィールドにある NASA エイムズ研究センターを拠点とする LCROSS ミッションの主任研究員、アンソニー・コラプリテ氏は語ります。「必ずしも状況が改善されたわけではありませんが、十分な性能の機器と宇宙船が誕生しました。これがマントラでした。」

同様に、このミッションはアマチュア天文学者にとっても画期的な科学研究に参加するチャンスである。宇宙機関は、さまざまな満ち欠けの月の画像を送信し、この夏、地球の伴星に望遠鏡を向けて衝突を観察する月観測者に協力を求めている。このプロジェクトは、世界天文年のハイライトとなる。

月面探査は今年の春に予定されており、打ち上げは5月21日を予定している。衝突は8月28日に予定されている。

偵察衛星の計画段階で、技術者らは同衛星のアトラスVロケットにはもう1機の探査機を搭載するのに十分な推力があることに気付き、NASAは提案を求めた。地球と火星の気候変動を研究するコラプリテ氏は、現在LCROSSのプロジェクトマネージャーを務めるダン・アンドリュース氏らと協力し、月に何かを衝突させて破片を調査するというアイデアを思いついた。

彼らはノースロップ・グラマン・エアロスペース・システムズのエンジニアと協力し、LCROSSを設計した。LCROSSは2006年4月に提案の中から選ばれた。機体は2008年春までに設計、製作、試験され、異例の速さで完成し、コラプリテ氏によれば、チームが目標を達成するのに役立ったという。

「その結果、シンプルで組み立てやすいデザインが生まれました。時間があれば、もっと考えれば考えるほど、物事はより複雑になります」と彼は語った。

ノースロップ・グラマン社の先進概念技術および新興システム担当副社長、スティーブン・ヒクソン氏は、ミッションの期限が27カ月であることと、比較的安価な7,900万ドルという費用のため、チームは予算内での作業にとどまらざるを得なかったと語った。エンジニアたちは小さな夢を描かなければならなかった。

「これを制約と見ることもできるし、航空電子機器、太陽電池アレイ、計器搭載物の容積を基本的に決定するものと見ることもできる」とヒクソン氏は語った。「ある意味で、これは我々にとって作業を簡素化した」

チームはまた、宇宙探査では新しい概念である掘り出し物も探しました。コラプリテは、希望する機器をすでに提供しているか、すぐに作ることができる中小企業をいくつか見つけました。あるケースでは、購入したカメラが振動テストで故障し、NASA のマネージャーが原因を調べるために訪問しました。

「開けて中身を見て、何が問題なのか調べるよう提案されましたが、私は『いいえ、保証期間内です。封印を破ったら保証期間外です』と言いました。でも彼らは信じてくれませんでした」とコラプリテさんは語った。

彼はそれを送り返しましたが、製造元は間違った部品が取り付けられていたことを知りました。会社はそれを修理して送り返しました。テストは合格しました。

「そうでなければ、このカメラを修理するのに何万ドルも費やしていただろう」とコラプリテ氏は語った。

5月の打ち上げ後、LROはアトラスVの上段セントールロケットに小型衛星を残して出発する。この2つの衛星は月の周りを細長い軌道で周回する。この軌道はセントールの残りの燃料を燃やし尽くすように設計されており、衛星の水蒸気探知装置が過剰な水素に惑わされないよう配慮されている。

最終接近時に、セントーは宇宙船から分離し、時速9,000キロメートルで選択されたクレーターに衝突する。

LCROSS は、おそらく月の北極近くにある、暗い三日月形のクレーターに衝突するはずです。クレーターは、壁が表面の一部を永久に影にできるほど深くなければなりません。そうすれば、おそらく彗星によって運ばれた古代の氷が決して溶けることのないほど、十分に冷たいままになります。

ケンタウルスの衝突により、新たなクレーターと、噴出する塵や土埃の巨大な雲が形成されるだろう。

4分後、エルクロスは塵の中を飛行し、2度目の破片の噴出を引き起こす終焉を迎える前に猛烈な勢いでデータを収集し、地球に中継する。塵の雲から得られるデータは、科学者が月面下に水があるかどうかを判断するのに役立つだろう。

ハワイのマウナケアにあるケック望遠鏡や赤外線望遠鏡などの地上の望遠鏡は、8月28日に月を観測し、水蒸気やその他の物質を探します。しかし、噴出雲は10インチの望遠鏡で見えるほどの大きさになるはずなので、多くのアマチュア天文学者は、一度は満月を見られることを喜ぶでしょう。

衛星はケネディ宇宙センターで打ち上げの準備が進められている。