2024年1月20日に宇宙航空研究開発機構（JAXA）の小型月着陸実証機「SLIM」が日本初となる月面着陸に成功してから、SLIMに関連する様々なニュースが連日発表されています。
今回は、SLIMと、SLIMに搭載されていた超小型月面探査ローバー「LEV-1」、変形型月面ロボット「LEV-2（SORA-Q）」の状況を時系列ごとにまとめました。
SLIMと各探査機の目的や特徴
小型月着陸実証機「SLIM」
JAXAの宇宙科学研究所による日本の無人月面探査機・着陸機。
目的
小型の着陸機で史上初となる「ピンポイント着陸」技術の実証と、従来より軽量化した探査機システムで「月の起源を探る」ための調査を行うこと。
月面からの帰還は行われない。
特徴
- 事前に読み込んだクレーターを基にした月の地図データと、移動中・着陸降下中にカメラで撮影した月の表面の画像を照合することで自身の位置を把握する「画像照合航法」などによるピンポイント着陸技術。従来の10倍以上となる精度100m以内を目指す。
- 斜面に着陸できるようにするためにあえて倒れこむように着地させる「二段階着陸方式」。着陸時にスポンジ状の構造が潰れることで、衝撃を効果的に吸収する。
- 高さ2.4m、重さ210㎏であり、従来の月面着陸機に比べて非常に軽量。例えば、昨年、月の南極に着陸したインドのチャンドラヤーン3号は1750㎏の重量があった。
超小型月面探査ローバー「LEV-1」
JAXAの宇宙科学研究所、東京農工大学、中央大学が共同で開発した小型の月面探査機。
質量は2.1㎏で、SLIMに搭載されて月面まで輸送される。
目的
SLIM探査機本体の着陸状況および着陸地点周辺の情報を取得することを目指し、自律機能および移動技術を実証すること。
特徴
- 38万km離れた地球と直接通信。着陸時のデータや、SLIMの着陸状況や周囲を撮像したデータ、LEV-2から受信したデータを地球に送信する。
- バネにより月面を蹴りジャンプする「ホッピング動作」で月面上を移動。完全自律動作で、画像処理によってホッピング方向を決定する。
変形型月面ロボット「LEV-2（SORA-Q）」
タカラトミーと、JAXAの宇宙探査イノベーションハブ、ソニーグループ、同志社大学が共同開発した超小型の変形型月面ロボット。
質量は0.25㎏で、LEV-1とともにSLIMに搭載されて月面に輸送される。
目的
SLIM探査機本体の着陸状況および着陸地点周辺の情報を取得することを目指し、自律機能および移動技術を実証すること。
特徴
- タカラトミーの玩具作りで培われた小型化・軽量化の知見と変形機構に関わる技術を活用。SLIMから放出された後、直径約8㎝の球体で着地。着地後は球体が左右に展開すると同時に頭部が立ち上がり、尻尾のようなスタビライザーを伸ばした状態へと拡張変形。
- 変形後の外殻を車輪として回転させて月面を移動。車輪が左右対称に動く「バタフライ走行」と、左右が交互に動く「クロール方向」の2つの走行方法をとる。状況によって適当な走行方法を自動で選択する。
- 前方のカメラで周囲の状況を、後方のカメラで自らが月面を走行してできた跡、轍を撮影。データをLEV-1に送信し、LEV-1が地球に送信する。
SLIMと各探査機の時系列まとめ
～12/25 地球から月へ移動
2023年9月7日に日本のH-ⅡAロケット47号機により打ち上げを実施。
同年12月25日に月周回軌道に投入された。
1/20 日本初の月面着陸に成功
2024年1月20日0時00分に月面着陸開始。
その20分後に日本初の月面着陸に成功した。（ピンポイント着陸の成功についてはこの時点では解析できていない）
しかし、太陽電池での発電を行うことができておらず、予め搭載されていた使い捨て型のバッテリーにより通信を実施。
今後のピンポイント着陸技術に必要なデータや降下中の画像データを取得した他、2つの小型月面探査機の動作も確認された。
SLIMの太陽電池については、テレメトリデータから電池が西側を向いており、太陽がSLIMの西側に移動すれば太陽電池が発電を開始する可能性があると判断。
予め搭載していたバッテリーの充電が0％になった場合に太陽電池の復旧が阻害される可能性があるため、残量12％時点でバッテリーを切り離した。そのため、同日2時57分にSLIMの電源はオフとなった。
1/25 SLIMの月面着陸の結果・成果に関わる記者会見
2024年1月25日に、JAXAが小型月着陸実証機（SLIM）の月面着陸の結果・成果等に関わる記者会見を配信。
障害物との衝突を回避するシステムが働き、当初の目標地点から55m東側の位置に着陸したことが発表された。障害物回避の直前で評価すると、ピンポイント着陸としては、精度10m以下（おそらく3-4m程度）を達成。
着陸時は、高度50m付近で何らかの異常が発生し、2基のメインエンジンのうち1基を喪失。
1基で着陸を実施したにもかかわらず、仕様範囲より低速な降下速度となった。しかし、横方向の速度や姿勢が仕様範囲とは異なっていたため、計画から90度回転した、倒立するような姿勢で着地した。
また、使い捨て型のバッテリーにより達成された通信で取得した、SLIMのマルチバンド分光カメラ（月の物質を分析するための特殊なカメラ）で撮影された画像が公開された。
LEV-1については、跳躍移動や地球との直接通信を達成。地球との直接通信は世界最小、最軽量の例となった。
しかし、画像の取得はできていない状況。所定の電力を使い切ったが、太陽電池による活動の再開の可能性があるため電波を受信する体制を維持している。
LEV-2（SORA-Q）はSLIMの撮影に成功。撮影した複数枚の画像の中から良質なものを自動で選択してLEV-1に送信し、その画像がLEV-1の通信機により地上に送信された。 LEV-1、LEV-2の月面ロボット間通信や移動を含む完全自律機能の実現は世界初の快挙である。1/27 月の上空から撮影されたSLIMの画像をNASAが公開
2024年1月27日、NASAの月周回衛星「LRO」から月面上のSLIMを撮影した画像が届く。
JAXAが解析により判断したSLIMの着陸位置が、実際のSLIMの位置と大差ないことが確認された。
1/29 SLIMの太陽電池が復旧
2024年1月29日、SLIMの太陽電池が機能し、通信を確立することに成功。運用を再開した。
SLIMの観測対象となる岩「トイプードル」を観測したデータが公開された。
観測対象の岩には、「トイプードル」の他、「秋田犬」「ブルドッグ」「柴犬」などの犬の種類の名前が付けられている。
29日21時から翌日の朝9時までSLIMの運用が行われ、秋田犬、甲斐犬、セントバーナード、柴犬、ビーグル、土佐犬が観測された。
ビーグル、土佐犬は太陽電池が復旧した後に新たに仲間入りした観測対象である。
さいごに
いかがでしたか。
今後もSLIMに関する情報が追加され次第、本記事を更新していきます。
ぜひご注目ください。
参考
