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無人探査機「ボイジャー2号」が到達した星間空間

Posted by moonrainbow on 13.2019 宇宙への旅   0 comments   0 trackback
無人探査機「ボイジャー2号」が到達した星間空間との境界とは

太陽圏(Heliosphere)の模式図
太陽圏(Heliosphere)の模式図。青が末端衝撃波面(Termination Shock)、水色の縁がヘリオポーズ(Heliopause)、その間にある領域がヘリオシース(Heliosheath)(Credit: NASA/JPL-Caltech)

NASAの無人探査機「ボイジャー2号」の観測データを用いた論文5本が、2019年11月4日付で「Nature Astronomy」に掲載されました。史上2番目に「星間空間」に到達したボイジャー2号のデータから、太陽圏と星間空間の境界がどのような様子なのか、新たな知識がもたらされています

■ボイジャーが越えたのは、星々の世界へ向かう途中に存在する「境界」

太陽から日々放出されている太陽風(プラズマ)は、惑星の軌道を超えて外側へと広がっていき、星間物質(星々の間に広がる星間空間にあるガスや塵)に衝突して速度を落とします。衝突後の太陽風は減速しつつも徐々に広がり続け、やがて星間物質と混ざり合う境界面に達します。

太陽風が星間物質と衝突して速度が落ち始める場所は「終端衝撃波面(Termination Shock、末端衝撃波面とも)」、太陽風と星間物質が混ざり合う境界面は「ヘリオポーズ(Heliopause)」、内側の終端衝撃波面から外側のヘリオポーズの間にある厚みを持った領域は「ヘリオシース(Heliosheath)」と呼ばれています。

2018年11月、ボイジャー2号は外側の境界面であるヘリオポーズを通過しました。太陽風の影響が及ぶ限界であるヘリオポーズから内側は「太陽圏(Heliosphere)」と呼ばれており、2012年に通過したボイジャー1号に続き、ボイジャー2号は太陽圏を離脱した2番目の探査機となったのです


■2機の通過した場所の違いや時間差も重要

星間空間に達した「ボイジャー」の想像図(
星間空間に達した「ボイジャー」の想像図(Credit: NASA/JPL-Caltech)

今回発表された一連の論文では、初めてヘリオポーズを通過したボイジャー1号に加えて、6年遅れで通過したボイジャー2号のデータが重用されています。たとえば、両機が時間差を置いてヘリオポーズを通過したことで、太陽圏外縁のダイナミックな姿が見えてきました。

ボイジャー1号は太陽から121.6天文単位のところでヘリオポーズを通過しましたが、ボイジャー2号はやや近い119天文単位で通過しています。11年周期で変化する太陽の活動レベルに合わせてヘリオポーズも膨らんだり縮んだりすると考えられてきましたが、2機が通過した際の距離の違いは、こうした太陽活動の変化による膨張・収縮が6年の時間差によって実際に観測されたものとみられています。

両機は飛行する方向も異なっています。太陽圏を船にたとえると、ボイジャー1号は舳先(前方)に、ボイジャー2号はやや舷側(側面)に向かって通過したため、時間差に加えて場所によっても異なるヘリオポーズの様子が判明しています。

ボイジャー2号の観測データを調べたところ、ヘリオポーズを通過したあとで、太陽圏の内部から星間空間に向かって流れ出る粒子が捉えられました。このような粒子の漏出はボイジャー1号では観測されていなかったといいます。

また、ボイジャー1号ではヘリオポーズを越える直前に、粒子の速度がほとんどゼロになる領域を通過しました。ボイジャー2号ではこうした領域は観測されていませんが、かわりにヘリオポーズに近いヘリオシースの内部に複数の境界が存在することが確認されており、ヘリオポーズの複雑さが示唆されています。

ただ、両機の観測結果は異なるものばかりではありませんでした。2012年に星間空間へと到達したボイジャー1号は、少なくともヘリオポーズを越えた直後の星間空間では、磁場の向きが太陽圏内部とほとんど変わらないことを検出しました。2018年に通過したボイジャー2号の観測結果も同様で、やはり磁場の向きはほぼ揃っていました。

磁場が揃っているのは偶然なのか、それとも太陽圏周囲の星間空間全体に対して言えることなのかは、通過した場所もタイミングも異なるボイジャー1号と2号の観測結果が揃うことで、ようやく判断できたのです


■ボイジャーからの声が届くのも、あと5年くらい

ボイジャー2号打ち上げの様子
1977年8月、ボイジャー2号打ち上げの様子(Credit: NASA/JPL-Caltech)

1977年に打ち上げられたボイジャー1号と2号は、すでに42年間も稼働し続けています。両機は電力源として太陽電池ではなく、放射性物質が崩壊するときの熱から電気を得るための装置「放射性同位体熱電気転換器(RTG)」を搭載していますが、その発電量は打ち上げ当初の6割ほどにまで落ち込んでいます。

想定より冷え込んだ環境でも稼働し続ける観測装置、37年ぶりでも点火する姿勢制御スラスターなど頑丈さが目立つボイジャーですが、NASA・ジェット推進研究所(JPL)の元所長であるEdward Stone氏(カリフォルニア工科大学物理学教授)によると、生きた探査機としてボイジャーに残された時間は5年ほどとみられています。

それでも、2機の探査機にはあと数年間ほど星間空間の観測データを取得し続けるチャンスがありますし、太陽圏のふるまいが完全に解明されたわけでもありません。たとえば両機がヘリオポーズを通過した際の距離について、NASA・ゴダード宇宙飛行センターのLeonard Burlaga氏は「(太陽の活動レベルに左右されるとする)理論通りなら差が生じると思われる」と語っており、実際に観測された距離の差は小さすぎることを示唆しています。

太陽圏の外縁から星間空間にかけては、ボイジャー1号と2号が到達したことで初めて直接観測できるようになった領域です。両機は地球に通信を送り返すことができる最後の瞬間まで、貴重な観測データをもたらし続けてくれるでしょう


Image Credit: NASA/JPL-Caltech

2019/11/7
Soraeより

ボイジャー探査機1号、2号

Posted by moonrainbow on 11.2019 宇宙への旅   0 comments   0 trackback
ボイジャー探査機の予測運用寿命は後5年に

ボイジャー計画

ボイジャー計画に関わる科学者は2019年10月31日、探査機の予測運用期間は残り5年になると発言しました

1977年に打ち上げられたボイジャー1号と2号は、木星や土星、天王星、海王星の探査を実施。さらに、太陽圏ををこえて現在も活動を続けています。

そしてミッションサイエンティストのエド・ストーン氏によると、探査機は温度が下がることで発電量も減少しており、約5年後には科学観測機器が動作を停止すると予測されているのです。

現在ボイジャーは時速4万8000キロメートル以上で飛行しており、地球との通信には1号なら20時間以上、2号は17時間近くかかります


Image: NASA

2019/11/6
Soraeより

NASAがアルテミス計画で使用される宇宙服を公開

Posted by moonrainbow on 20.2019 宇宙への旅   0 comments   0 trackback
これが新世代の宇宙服だ! 

宇宙服1

月面探査計画「アルテミス」による2024年の有人月面探査再開を目指して「オリオン」宇宙船や大型ロケット「SLS(Space Launch System)」の開発を進めているNASAは2019年10月16日、アルテミス計画で使用される2種類の宇宙服を公開しました

■月面での活動に使用される「xEMU」

新世代の宇宙服「xEMU」の全体像
新世代の宇宙服「xEMU」の全体像(Credit: NASA/Joel Kowsky)

公開された宇宙服のうち1つは、月面に降り立った宇宙飛行士が屋外で活動をするときに着用する「xEMU(Exploration Extravehicular Mobility Unit)」です。

xEMUはアポロ計画で使用された宇宙服や、国際宇宙ステーション(ISS)で現在使用されている宇宙服をもとに開発されました。ほぼ白一色だったアポロ計画当時の宇宙服とは違い、xEMUでは白だけでなく青や赤も配色されているのが印象的です


■オリオン船内で着用される通称「オリオンスーツ」

オリオン宇宙船の船内で使用される「オリオンスーツ」の全体像
オリオン宇宙船の船内で使用される「オリオンスーツ」の全体像(Credit: NASA/Joel Kowsky)

もう1つは、オリオン宇宙船の船内で着用される「OCSS(Orion Crew Survival System)」。NASAのプレスリリースでは「Orion suit(オリオンスーツ)」とも呼ばれています。

オリオンスーツは打ち上げ時や大気圏再突入時、宇宙ステーション「月軌道プラットフォームゲートウェイ(LOP-G)」に接近・離脱する時や緊急事態が発生した時など、ミッションのなかでもリスクの高い局面で着用されます。

鮮やかなオレンジ色はスペースシャトルで使用されていたスーツを想起させますが、実際にオリオンスーツはシャトルミッションのスーツをもとに改良が加えられており、腕や脚などの可動範囲が改善されていたり、ヘルメットの耐久性や機能が強化されたりしています。

また、シャトルミッションのスーツは既製品からサイズが合うものを選んで着用していましたが、オリオンスーツは宇宙飛行士ひとりひとりに合わせたオーダーメイドとなります。

宇宙服のデザインが固まったことでよりイメージしやすくなったNASAのアルテミス計画。2020年には、無人で行われるオリオン宇宙船の実地テスト「アルテミス1」ミッションが予定されています


2種類の宇宙服をお披露目
2種類の宇宙服をお披露目するNASAのジム・ブライデンスタイン長官(左から2人目)(Credit: NASA/Joel Kowsky)

Image: NASA/Joel Kowsky

2019/10/16
Soraeより

火星目指す宇宙船「スターシップ」

Posted by moonrainbow on 12.2019 宇宙への旅   0 comments   0 trackback
ペースXは月や火星目指す宇宙船「スターシップ」の詳細発表 

次世代宇宙船「スターシップ」

スペースXのイーロン・マスクCEOは、次世代宇宙船「スターシップ」とその開発スケジュールを発表しました

次期宇宙船「スターシップ」のプロトタイプ機

全長50メートルのスターシップは、全長68メートルのブースター「スーパー・ヘビー」と組み合わせ、100人を搭乗させて月や火星など他の惑星へと運ぶことができます。宇宙船とブースターは再使用が可能です。

機体は強度(温度による)と融点、コストに優れたステンレスを採用し、6基のラプターエンジンを搭載。スーパー・ヘビーには最大37機のラプターが搭載されます。

今後の計画としては、スペースシップは6ヶ月以内に地球軌道へと到達。そして2020年には有人飛行が開始されます。

なお、元ZOZO社長の前澤友作氏は2023年に、このスターシップで月周辺を複数人のアーティストとともに旅行する予定です


Image: スペースX

2019/10/2
Soraeより

火星を目指す宇宙船「スターシップ」

Posted by moonrainbow on 09.2019 宇宙への旅   0 comments   0 trackback
火星を目指すスターシップの新デザイン、スペースXが8月中旬に公開へ

宇宙船「スターシップ」

米スペースXを率いるイーロン・マスク氏は、宇宙船「スターシップ」の新デザインを2019年8月中旬に公開すると発表しました

スターシップはスペースXが開発をすすめる超大型の宇宙船で、ブースター「スーパー・ヘビー」と組み合わせることで、人工衛星の打上げから月、さらには火星宇宙探査にまでに利用されます

2016年に公開されたスターシップは、2018年にデザインが変更されました。さらに、スターシップの実験用プロトタイプ「スターホッパー」は先日、地上係留なしでの短距離飛行テストに成功しています

今後もスターホッパーは打上げテストが実施され、スターシップは2021年の無人飛行、そして2023年の有人飛行を予定しています。また、火星探査も2022年〜2024年に実施される予定です

Image: スペースX

2019/8/1
Soraeより
 

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