2008年6月27日TweetPocket6月20付けSCIENCE@NASAに「アポロの遺物が月の秘密を明らかにする」という記事が掲載されています。内用は月面掘削に関するもの。私が一番興味がある分野で、これは!と思ったのですが、要するにサーベイヤーのスコップの寸法の資料が失われてしまったので再計測してレプリカを作って実験してますよという話。この手のアポロデータが無くなったという話、時々聞きます。40年以上も前の事ですのでしょうがないのでしょう。「アポロの遺物が秘密を明らかにする」という題から、何かすごいことが起きたのか!と思いましたがそうでは無いようです。この記事で注目すべきは最後に書かれている「私達のチームは実際月面で計測されたサーベイヤー7号のデータにかなり近い計測値が得られてとても満足しています。本文にも書かれているようにレゴリスと言われる月の砂、地球上の砂とはかなり様子が違います。月面を掘ったときどのくらいの力が必要なのかという問題に対して、いままで地球の砂に対して作られていた(半経験的な)理論式を使って本当に良いのかどうか?それを検証するためには地球上で模擬月の砂を使った実験をする必要があります。その実験結果の解釈(異なる重力、高真空の影響などをどのように考慮するか)が正しいかどうかは、やはり月面で実際に計測した値(この場合はサーベイヤー7号の記録)と照らし合わせる必要があるのです。「サーベイヤー7号のデータにかなり近い計測値が得られ」たことは「とても満足」する事柄なのです。この一文に、月面上の砂の機械的性質に関連する問題、いわゆる「ルナメカニクス」に関する取り組み方が端的に現れていると言えるでしょう。>——-想像してみよう。月に着陸し宇宙船から降りる。荒々しい月面を見渡すとそこには200年前からそこに立っている古い宇宙船が見える。これと同じことが実際1969年に起きた。宇宙飛行士、ピート.コンラッドとアラン.ビーンがアポロ12号の着陸船から降りたときのことだ。そこから歩ける範囲のクレータの淵に1967年に月面に着陸していたアメリカの月探査機サーベイヤー3号が立っていたのだ。アポロ12号の着陸地点はサーベイヤー3号の着陸点付近に慎重に決められた。被曝、隕石の衝突、極端な昼夜の温度差といった月の過酷な環境の中で過ごしてきた。地球ではNASAのエンジニア達が、金属、ガラス、そして宇宙船を作っている他の物質がそのような月面の過酷な環境によってどの様な影響を受けるか知りたがっていた。サーベイヤー3号を直接調べるのがその答えを得るのに最も良い方法だと思われたのだ。4回目の4時間にわたる船外活動において、ビーンとコンラッドはサーベイヤー3号まで歩き、大量の写真撮影と計測を行い金属部品と電気ケーブル、カメラを、そして最後に、乾いた月面を掘削し月の砂の機械的性質を計るためにサーベイヤー3号の伸縮アーム先端に取り付けられていたスコップを回収した。これら小さなスコップ、カメラ、そして他の部品は地球で分析され、その後厳重に保管された。スコップは40年の間ジョンソンスペースセンターで保管され、その後カンザスの宇宙博物館に移された。そこで静かに時を過ごすことになっていたが、最近、NASAのグレンリサーチセンターの研究者たちがその小さなスコップが大きな秘密を解く鍵を持っていることに気づいたのだ。その秘密とは、月面を掘るということに関係する。NASAはは月に人を戻し月面基地を構築するという計画を進めているが、この計画を進めるためには「掘削」がどうしても必要になる。月面の岩、ダストそして「レゴリス」といわれる砂には人が生きていくために必要な資源を含んでいる。月の岩石には酸素が大量に含まれ、月の極地域では、クレータの永久影部分の砂の中に凍った水が存在しているといわれている。すればよいのだろう?月のレゴリスは地球の砂とは違っている。地球では、砂は有機物と鉱物でできているのが一般的だ。地球の砂は常に湿気を含み、水の作用で滑らかな粒子表面を持っている。月のレゴリスは、その逆で、湿気は全く無く、長年の隕石の衝突によって細かく砕かれたガラス質状の物質である。それをシャベルやスコップで掘ろうとしたとき、地球の砂とは全く違った反応を示すのだ。「月面を掘る機具を設計するためには、月のレゴリスの中でスコップや他の装置を動かす際に発生する反力を事前に算定しなければいけません。Wilkinson氏は言う。サーベイヤー3号とその後のサーベイヤー7号は実際に月面を掘りスコップを月の砂の上で動かし、押し付け、引っ掻くのにどのくらいの力が必要なのか測定している。Wilkinson氏のグループが40年以上前に得られたそれらのデータを分析するためには、サーベイヤーのスコップの形状データが必要だった。不幸なことにスコップの設計データは既に失われていた。スコップそれ自身に答えを聞くしかなかったのだ。2007年7月、Wilkinson氏はカンザスに赴き、スコップの形状を細かく計るためにカンザス州率宇宙博物館からそれを借りてきた。そのスコップの計測は簡単ではなかった。スコップに定規を当てて値を読み取ることができなかったのだ。実はスコップに触ることさえ許されていなかった。サーベイヤー3のスコップは密閉された三角のコンテナに入れられており、NASAはそれを大気の中に取り出すことはその歴史的価値を半減させるとして許さなかったのだ。そのためレゴリス調査チームはケネディ宇宙センターから写真計測装置を借り、写真測量技術を用いて計測した。Agui氏が、正確に市松模様の基準寸法が書かれたキューブと共にコンテナに入ったスコップを撮影した。Mueller氏が三角測量法を使って、基準のチューブとスコップの角のポイントを照らし合わせることで寸法を抽出した。このソフトウエアはコロンビア事故の調査のために開発されたものだった。「写真測量はとてもうまくいきました。「私達はスコップを0.03~0.04インチ(約1mm)の精度で計測することができました。「掘削反力は今計測中です。スコップの複製が月のレゴリスの特性と最も近いレゴリスシミュラントJSC-1aで満たされた長方形の「砂地盤」へ突き立てられ、その時の反力を計測している。「私達のチームは実際月面で計測されたサーベイヤー7号のデータにかなり近い計測値が得られてとても満足しています。」このテスト装置を用いて、彼のチームは例えばスコップの別の形状を検討したり月の砂の力学理論を再検討したりすることも考えている。月面掘削の秘密は解き明かされつつあるようだ。写真1:アポロ12号の宇宙飛行士、ピート.コンラッドがサーベイヤー3号を調べている様子。NASA写真2:月のレゴリスの拡大写真。Tennessee.写真3:レゴリス調査チームの4人に調査されるサーベイヤー3のスコップ。Bell.写真4:ガラスのコンテナに入れられたサーベイヤー3号のスコップ。前に置かれた万年筆は寸法を示すため。写真から3次元形状を作成し測量などを行うプログラムを作っています。よろしければご覧ください。コメントをキャンセルメールアドレスが公開されることはありません。*サイト上に表示された文字を入力してください。2005年4月22日付けSICENCE@NASAに月のダストが人体に与える影響について書かれています。7月17日付けScience@NASAに「アポロ着陸地点の写真」という記事が掲載されています。2005年1月24日付けScience@NASAに太陽面爆発が月面に与える影響について書かれています。2013年3月15日付けNASAのニューストピックス太陽系版に「月ダストの跳躍」という記事が掲載されています。2005年8月30日付けのScience@NASAに月面でのテニスの記事が出ています。6月20付けSCIENCE@NASAに「アポロの遺物が月の秘密を明らかにする」という記事が掲載されています。