第9章クレーターに覆われた世界Cratered Worlds

The Moon has only one-eightieth the mass of Earth and about one-sixth Earth’s surface gravity—too low to retain an atmosphere (Figure 9.2). Moving molecules of a gas can escape from a planet just the way a rocket does, and the lower the gravity, the easier it is for the gas to leak away into space. While the Moon can acquire a temporary atmosphere from impacting comets, this atmosphere is quickly lost by freezing onto the surface or by escape to surrounding space. The Moon today is dramatically deficient in a wide range of volatiles, those elements and compounds that evaporate at relatively low temperatures. Some of the Moon’s properties are summarized in Table 9.1, along with comparative values for Mercury.

月の質量は地球のわずか80分の1、表面重力は約6分の1であり、大気を保持するには弱すぎる（図9.2）。動き回る気体の分子は、ロケットと同じように惑星から脱出できる。重力が弱いほど、気体は宇宙へ逃げやすい。彗星の衝突によって、月が一時的な大気を得ることはあるが、その大気は表面に凍りつくか、周囲の宇宙へ逃げることによって、すぐに失われる。現在の月には、比較的低い温度で蒸発する元素や化合物、すなわち揮発性物質が、広い範囲にわたって著しく不足している。月の性質のいくつかを、水星との比較値とともに表9.1にまとめた。

Most of what we know about the Moon today derives from the US Apollo program, which sent nine piloted spacecraft to our satellite between 1968 and 1972, landing 12 astronauts on its surface (Figure 9.1). Before the era of spacecraft studies, astronomers had mapped the side of the Moon that faces Earth with telescopic resolution of about 1 kilometer, but lunar geology hardly existed as a scientific subject. All that changed beginning in the early 1960s. Initially, the Soviet Union took the lead in lunar exploration with Luna 3, which returned the first photos of the lunar far side in 1959, and then with Luna 9, which landed on the surface in 1966 and transmitted pictures and other data to Earth. However, these efforts were overshadowed on July 20, 1969, when the first American astronaut set foot on the Moon.

現在の月に関する知識の大部分は、アメリカのアポロ計画から得られた。この計画は1968年から1972年にかけて、9機の有人宇宙船を月へ送り、12人の宇宙飛行士を月面に着陸させた（図9.1）。宇宙機による研究の時代に先立ち、天文学者は約1 kmの分解能を持つ望遠鏡観測によって、月の地球を向く側を地図にしていた。しかし、科学分野としての月の地質学は、ほとんど存在していなかった。この状況は、1960年代初めから一変した。当初、ソ連は1959年に月の裏側の初の写真を送ったルナ3号、続いて1966年に月面に着陸して画像などのデータを地球へ送ったルナ9号によって、月探査を先導した。しかし、1969年7月20日にアメリカの宇宙飛行士が初めて月に足を踏み入れると、これらの成果はその陰に隠れた。

Table 9.2 summarizes the nine Apollo flights: six that landed and three others that circled the Moon but did not land. The initial landings were on flat plains selected for safety reasons. But with increasing experience and confidence, NASA targeted the last three missions to more geologically interesting locales. The level of scientific exploration also increased with each mission, as the astronauts spent longer times on the Moon and carried more elaborate equipment. Finally, on the last Apollo landing, NASA included one scientist, geologist Jack Schmitt, among the astronauts (Figure 9.3).

表9.2は、着陸した6回と、月を回ったが着陸しなかった3回を合わせた、9回のアポロ飛行をまとめている。初期の着陸は、安全上の理由から選ばれた平坦な平原で行われた。しかし、経験と自信が増すにつれ、NASAは最後の3回のミッションで、地質学的により興味深い場所を目指した。宇宙飛行士が月に滞在する時間が延び、より高度な機器を持ち込むにつれて、科学探査の水準もミッションのたびに高まった。ついに最後のアポロ着陸では、NASAは宇宙飛行士に1人の科学者、地質学者のジャック・シュミットを加えた（図9.3）。

In addition to landing on the lunar surface and studying it at close range, the Apollo missions accomplished three objectives of major importance for lunar science. First, the astronauts collected nearly 400 kilograms of samples for detailed laboratory analysis on Earth (Figure 9.4). These samples have revealed as much about the Moon and its history as all other lunar studies combined. Second, each Apollo landing after the first one deployed an Apollo Lunar Surface Experiment Package (ALSEP), which continued to operate for years after the astronauts departed. Third, the orbiting Apollo command modules carried a wide range of instruments to photograph and analyze the lunar surface from above.

アポロの各ミッションは、月面に着陸して間近に調べることに加え、月の科学にとって大きな重要性を持つ三つの目標を達成した。第一に、宇宙飛行士は地球の実験室で詳しく分析するため、400 kg近い試料を集めた（図9.4）。これらの試料から、月とその歴史について、ほかの月研究をすべて合わせたのと同じくらい多くのことが明らかになった。第二に、最初を除くアポロの月面着陸では、毎回、アポロ月面実験装置群（ALSEP）が設置され、宇宙飛行士が去った後も何年にもわたって動作し続けた。第三に、月を周回するアポロの司令船には、上空から月面を撮影・分析するための、幅広い機器が搭載されていた。

The last human left the Moon in December 1972, just a little more than three years after Neil Armstrong took his “giant leap for mankind.” The program of lunar exploration was cut off midstride due to political and economic pressures. It had cost just about $100 per American, spread over 10 years—the equivalent of one large pizza per person per year. Yet for many people, the Moon landings were one of the central events in twentieth-century history.

ニール・アームストロングが「人類にとっての大きな飛躍」を成し遂げてから、わずか3年余り後の1972年12月、最後の人間が月を後にした。月探査計画は、政治的・経済的圧力により、道半ばで打ち切られた。費用は10年間にわたってアメリカ人1人当たり約100ドルにすぎず、1人につき年1枚の大きなピザに相当した。それでも、多くの人々にとって、月面着陸は20世紀の歴史の中心的な出来事の一つだった。

The giant Apollo rockets built to travel to the Moon were left to rust on the lawns of NASA centers, although recently, some have at least been moved indoors to museums. It has been more than 50 years since astronauts landed on the Moon, but now there is increased interest in both the United States and China in future human lunar flights. NASA has established a program called Artemis, named for the twin of the ancient Greek god Apollo, which plans to place astronauts in lunar orbit in the next few years. The first test flight of the huge new Space Launch System rocket sent an uncrewed vehicle around the Moon and back in late 2022. Artemis will focus on landings near the lunar poles, and NASA will include both women and people of color in the astronaut crews. China is one other country that has expressed interest in sending humans to the Moon, and in late 2022, they completed their own space station in Earth orbit as a first step.

月への旅のために造られた巨大なアポロのロケットは、NASA各施設の芝生の上で、さびるに任されていた。ただし近年、その一部は少なくとも博物館の屋内へ移された。宇宙飛行士が月に着陸してから50年以上がたつが、現在、アメリカと中国の双方で、将来の有人月飛行への関心が高まっている。NASAは、古代ギリシャの神アポロンの双子にちなんだ「アルテミス」という計画を立ち上げた。この計画では、今後数年のうちに宇宙飛行士を月周回軌道へ送り込む予定である。新しい巨大ロケット、スペース・ローンチ・システムの初試験飛行は、2022年末に無人宇宙船を月の周囲へ送り、地球へ帰還させた。アルテミスでは月の極付近への着陸を重視し、NASAは宇宙飛行士の乗組員に、女性と有色人種の双方を含める。中国も、人間を月へ送ることに関心を表明している国の一つであり、最初の一歩として、2022年末に地球周回軌道上の独自の宇宙ステーションを完成させた。

In a bizarre piece of irony, a few people even question whether we went to the Moon at all, proposing instead that the Apollo program was a fake, filmed on a Hollywood sound stage. See the Link to Learning box below for some scientists’ replies to such claims. In the meantime, scientific interest in the Moon is stronger than ever, and more than half a dozen scientific spacecraft—sent from NASA, ESA, Japan, India, and China—have orbited or landed on our nearest neighbor during the past two decades.

奇妙な皮肉だが、私たちが本当に月へ行ったのかを疑い、アポロ計画はハリウッドの撮影スタジオで撮られた偽物だったと主張する人さえ少数いる。そうした主張に対する科学者の回答の例は、下の「学びを広げるリンク」の囲みを参照してほしい。その一方で、月への科学的関心は、かつてないほど強い。この20年間に、NASA、ESA、日本、インド、中国が送り出した7機以上の科学探査機が、私たちに最も近い隣の天体を周回し、あるいは着陸してきた。

Lunar exploration has become an international enterprise with many robotic spacecraft focusing on lunar science. The USSR sent a number in the 1960s and 1970s, including robot sample returns, and recently China has been active, with three landers and a sample return mission. Of special interest is the search for accessible water ice near the lunar South Pole. Table 9.3 lists some of the most recent lunar missions.

月探査は国際的な取り組みとなり、多くの無人探査機が月の科学を重点的に調べている。ソ連は1960〜1970年代に、無人の試料回収を含む多くの探査機を送り、近年は中国が、3機の着陸機と試料回収ミッションで活発に活動している。特に関心を集めるのは、月の南極付近にある、利用しやすい水の氷の探索である。ごく最近の月探査ミッションの一部を表9.3に示す。