日本の月着陸機「SLIM」、再起動して任務を再開

 (bbc.co.uk)
1 ポイント 投稿者 GN⁺ 2024-01-30 | 1件のコメント | WhatsAppで共有
  • 日本のJAXAの月着陸機 SLIM が、電力供給の問題で1週間停止した後、再び地球との交信を回復し、任務を再開した
  • 着陸直後は太陽電池が太陽と反対側を向いていたが、照明条件の変化によって日光を受けるようになり、電力供給が回復した
  • SLIMの2024年1月20日の軟着陸により、日本は米国、旧ソ連、中国、インドに続く 5番目の月軟着陸成功国 となった
  • 着陸機は目標地点から 55m 以内の赤道付近にあるShioliクレーター縁に着陸し、JAXAはこれを「前例のないピンポイント着陸」と評価した
  • 岩石組成の分析は月の起源の手がかりを探るために使われる予定だが、SLIMは約14日間続く 月の夜 に耐えられるようには設計されていない

電力回復と科学観測の再開

  • 日本の宇宙航空研究開発機構 JAXA は日曜日にSLIMとの交信を再び確立し、電力供給の問題も解決したようだと明らかにした
  • 1月20日の着陸時には、太陽電池が太陽を向いておらず発電できなかった
    • 着陸機は数時間、バッテリー電力 のみで動作した
    • JAXAは日光の角度が変われば電力回復の可能性があると見て電源を切っていた
  • 再起動後、JAXAはXでSLIMが撮影した近くの岩石の写真を共有し、その岩石に「toy poodle」という愛称を付けた
  • 着陸機は岩石の 組成分析 を通じて、月の起源に関する手がかりを探る予定だ

55m着陸の成果と残る制約

  • SLIMは赤道付近の Shioliクレーター の縁に着陸し、目標着陸地点から55m以内に到達した
    • JAXAはこれを「前例のない ピンポイント着陸」と評価した
    • この着陸技術は、燃料・水・酸素の潜在的供給源と考えられる起伏の多い月極域の探査に活用できる可能性がある
  • 今回の任務以前にも、日本の月着陸挑戦には失敗例があった
    • スタートアップ iSpace の月着陸機は、オンボードコンピューターが月面上空の高度を取り違えたことで墜落した
  • SLIMが月でいつまで稼働できるかは、依然として不確実だ
    • 着陸機は、月面が太陽光にさらされない 月の夜 を耐え抜けるようには設計されていない
    • 月の夜は約14日間続く
  • 月着陸は統計的に非常に難しく、成功率は全試行の約 半分 にとどまる
    • 日本以前では、インドの Chandrayaan-3 探査機が2023年8月に月の南極付近へ着陸した
    • 今月初め、民間運営者が打ち上げた米国の宇宙機は太平洋上空で燃え尽き、月ミッションを終えた
    • 2023年8月、ロシアの数十年ぶりとなる最初の月探査機は制御不能なスピンの後、月に衝突した

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1件のコメント

 
GN⁺ 2024-01-30
Hacker News のコメント

  • Scott Manley の解説がよかった。着陸機は降下の最終段階、つまり着陸地点を撮影しながらホバリングしている最中にロケットノズルを1基失っており、ノズルは推力をはるかに効率化するものなので、実質的に片側の推力を失った形だった
    ソフトウェアはこれをうまく補正して、穏やかに接地させることはできたが、機体が傾いて倒れるところまでは防げなかった
    目標地点から50m以内に着陸したのだから精度は非常に高く、その点は完全な成功と見るべき
    ノズルの問題はバルブ固着のような原因かもしれず、似た設計で同様のことが以前にもあったようだ

    • 該当動画: https://www.youtube.com/watch?v=7bFiJvbKyPs
      似た問題が JAXA の金星探査ミッションでもあったらしいが、今回のようにノズルが脱落する明確な映像がないため、確信度は低いようだ
    • Scott Manley の解説がよかった。下で「Kerbal っぽい」と言っているのがまさにその通り
      KSP で Mun に核推進ロケットを着陸させたら倒してしまったことがあるが、そちら側に着陸装置を付ければいいと気づいた。するとその機体を月面ローバーのように使え、帰るときは丘をランプにして「Dukes of Hazard」式に離陸した
      一度これを Scott Manley に直接見せたこともある
    • この細部は、読んだ一般メディアの記事では見かけなかった。Hacker News にはたいていこういう簡潔な要約があるのに、なぜ一般メディアはここまで明快にできないのかわからない
      記者に工学的バックグラウンドが足りないからだと思うし、こうした数文を加えるだけではるかに多くの情報を伝えられる

  • BattleBots や Robot Wars のチームと協業して、ひっくり返ったロボットを起こすフリッパー装置でも入れておくべきだったのでは

    • LEV たちは着陸の数メートル手前で展開されるよう、そのように設計されていたらしい[1][2]。本体探査機でもこういうことが起こり得ると予想していたが、航法試験と解析に集中するため設計に入れなかったのか、別のユーザーが言うように追加のペイロードの問題だったのかもしれない
      [1] LEV-2, https://www.youtube.com/watch?v=S_8TwJgKfYQ
      [2] LEV-1, https://www.youtube.com/watch?v=Ej4ZMp4a2xw&t=4782s
    • 宇宙探査ではよくある問題なのかもしれない。Men in Black 2 の小さな宇宙船も逆さまに着陸したが、動く脚で姿勢を直していた
    • 結局はペイロードが問題だったのだろう

  • 「宇宙機は数時間バッテリー電力で動作した後、太陽光の角度が変わったときに電力回復の可能性を残すため電源を切った。（...）JAXA によると、着陸機は月の起源の手がかりを探るため、岩石の組成を分析する予定だ」
    だとすると、まだ早合点はできないが、これは姿勢を立て直すという意味なのか気になる。それとも「倒れたままではあるが、一部のカメラ作業は可能」という意味に読むべきなのか
    残りのミッションでは利用可能な太陽光発電量が大きな制約になりそうだ

    • 当時、太陽電池パネルは太陽と反対側を向いていた。しかし月が回転したことで、今は太陽電池パネルが発電できる方向を向くようになった
    • SLIM から放出された小型ロボット2台、LEV-1 と SORA-Qが、表面で写真撮影などを続けながらミッションを継続している
      特にそのうち少なくとも1台は地球と直接通信できる
    • 起き上がるのではなく、いつか太陽が地平線の上に上がって照らすのを待ってから、再び電源を入れる方式だ
    • 日本の科学者が画像データをダウンロードして一般的なファイル形式に変換した後、写真ビューアで「回転」ボタンを2回押して画像をまっすぐ見えるようにする場面を想像して笑ってしまう

  • このスレッドの安楽椅子専門家ぶりはかなりひどい。それでもミッションが完全な失敗にならなくてよかったし、JAXA に称賛を送りたい

    • 正直、記事全文を読んでも逆さまに着陸したという非常に重要な事実を把握できなかった
      人々は SLIM ミッションチームではなく、BBC のひどい報道に反応しているのかもしれない
    • その通り。では次は「じゃあ……はどう？」で始まるコメントがもっと必要だな

  • 逆さまに着陸したことを「不具合」と呼ぶのか？ これをどう直せたのか気になる。姿勢を復旧する方法があったのか、それとも太陽電池パネルに再び光が当たるようになっただけなのか。結局何が起きたのかわからない

    • 実際には完全に逆さまではなく、側面で着陸した状態だ
      今上を向いているエンジンノズルは、本来は側面にあるはずだった。着陸機は着陸後に4分の1回転して、エンジンノズルを下側から横側へ移すよう設計されていたが、接触時の水平速度が大きすぎて半回転し、ノズルが上側に来てしまった
      太陽電池パネルは本来上側にあるはずだったが、今は側面にある
      当初、その側面は太陽と反対側だったが、月の回転により太陽がパネルを照らし始めた。ただし発電量は設計値よりかなり低い可能性が高い
      これ以上動けないなら、バッテリーを充電できる時間は月の昼の一部に限られるため、電力を節約する必要がある
    • 記事の2文目に出ている。着陸機は元の姿勢のままだが、太陽光の角度が変わったため、今は太陽電池パネルに光が届いている
    • 本来どう着陸するはずだったかはここで見られる。岩石スキャンの説明部分を少し参考にするとよい:
      https://youtu.be/nvXLt3ET9mE?t=1384
      実際にはこのように着陸したようだ:
      https://static.euronews.com/articles/stories/08/19/58/62/120...
      Scott Manley がより詳しく説明している。4:48 あたりの面白い場面も見逃さないように: https://youtu.be/7bFiJvbKyPs
    • 着陸機には姿勢を立て直す方法はなく、そもそも数日後の2月1日に始まる月の夜を耐えるようにも設計されていない

  • 「統計的に、月面着陸は非常に難しいことが証明されている。全試行のうち成功したのは半分程度にすぎない。」
    NASAが55年前に人間を月に着陸させ、しかも連れ帰ることまでしたのに、なぜ今でもこうなのか気になる

    • 人が搭乗していれば着陸を直接見守れるので、もっと簡単だったように思える。地球から最後まで半自律着陸で処理しなければならないのとは違う
    • たいていは小さくて「間抜けな」問題が原因だが、人がいなければ即座に直せない
      難しさは、起こり得るあらゆる緊急事態を事前に計画しておくことにあり、実際にはそんなことはできない。結局、ミッションが直面した問題が、あらかじめ用意したリストの中にあることを願うしかない
    • SLIMは傾斜地への着陸と、ピンポイント着陸の精度、たとえば10m級を検証する技術実証機である
      過去の着陸は、数km周辺が比較的安全だと判断された、広く平坦な限られた地域で行われ、実際の着陸地点も目標から数kmずれた、おおよその近辺であることが多かった
    • 本当に興味深い。ものすごく賢いチームがいたが、難しい状況では搭乗している人間のほうがコンピューターよりうまく対応できるようだ。Apollo 11も、高度に訓練された人間がいなければおそらく墜落していただろう
    • それは55年前ではなく54年前のことだ。自分で見ていたし、今58歳なので分かる

  • “First Man” (2018)
    https://youtu.be/PSoRx87OO6k?si=OPCRv2nLyhdvh9Lo
    https://youtu.be/w4GtJB5WAlQ?si=ASRrv1K0akxJwj-I
    Eagle着陸船の燃料が「Empty」まで30秒以内に減る状況でも冷静だった、Armstrongの冷静さがこの映画では強烈に描かれている

    • 彼は数多くのきわどい瞬間を生き延びた。朝鮮戦争で脱出し、Gemini 8の回転事故、LLRVの墜落、そして月ミッションまで経験した
      プレッシャー下で例外的に強く、Geminiで一緒に飛行したDavid Scottも自伝で彼を高く評価していた

  • Kerbalをやったことがあるなら、この状況がどんな感じか分かる

  • 「JAXAがX（旧Twitter）にSLIMが撮影した近くの岩の写真を投稿し、その岩に『toy poodle』というニックネームを付けた」という部分が気になる
    ここでニックネームを付けたとはどういう意味なのだろうか。着陸機が何らかのパターン認識をしたのか、機械がどうやってニックネームを作るのか分からない

    • 実際のTwitter投稿へのリンクがないので断定は難しいが、Curiosity/Ingenuity方式のように、ロボットを擬人化したTwitterアカウントを作ったのだと思う
      実際の探査機やロボットが更新しているように投稿されるなら、「それがニックネームを付けた」という文は成り立つ
    • 分光計チームがカメラの視野内の候補岩石をA、B、Cのように選び、宇宙機運用チームの誰かが名前があると便利だと言って、数分後には全部犬の名前になっていたと記憶している。出典は忘れた
    • ここでの「it」はJAXAを指している
    • https://interestingengineering.com/science/japans-moon-lande...
      チームがニックネームを付けたのであって、SLIMではなくJAXAのことを言っているように見える
    • ここでの「it」は着陸機ではなくJAXAを指している