東方見雲録

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2024.01.25

トピックス：SLIM、月面への「ピンポイント着陸」に成功誤差100m以内

テーマ：百聞は一見に如かず。今日のデジカメ写真(3933)

カテゴリ：宙（そら）学入門

月面に着陸した探査機SLIM。手前左下に映っているのはSLIMから分離された小型ロボット＝JAXAなど提供
© 毎日新聞

宇宙航空研究開発機構（JAXA）は25日、20日未明に月面に着陸した小型月着陸実証機「SLIM（スリム）」が、着陸目標地点から誤差100メートル以内に降り立つ「ピンポイント着陸」に成功したと発表した。あわせて、分離した小型ロボット「LEV―2」が撮影した、月面のSLIM本体の画像を公開した。

　JAXAによると、SLIMが着陸したのは月の東側、赤道のやや南にある「神酒（みき）の海」の「SHIOLI」クレーター（直径約300メートル）付近の傾斜地。目標からわずか55メートルしか離れていなかったという。ただし、着地姿勢は計画通りではなかった。【田中韻】
引用サイト：こちら
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　JAXAは、タカラトミーなどが開発した超小型変形ロボット「SORA―Q（ソラキュー）」が分離後に正常に動作し、探査機の様子を撮影したと明らかにした。探査機が頭からひっくり返るように月面に接地している様子が写っていた。
引用サイト：共同通信　　こちら
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関連日記：2024.01.19の日記こちら
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自習MEMO
SLIM外観

月の岩石撮影用のカメラ

カメラは横についている？

機体がひっくり返っていても、太陽光が当たれば、所期の詳細撮影の可能性はありか？・・・
「はやぶさ」のような奇跡のドラマ再来を期待する。

関連日記：2022.06.12の日記　探査機はやぶさ　　こちら
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月面着陸結果の報告
1月20日午前0時から20分間かけて実施したSLIMの月面着陸について、JAXAの報告は下記の通り。

・「障害物回避を行う直前、高度50m付近まで、SLIMは正常に着陸降下した」

・「特に、14回実施した画像照合航法は、その航法結果も含めて、全て正常であった」

・「SLIMのピンポイント着陸精度は障害物回避の直前で評価することが適切であり、評価の結果、ピンポイント着陸精度は10m程度以下であり、3～4m程度であった可能性が高いと考えている」

・「高度50m付近で、何らかの異常が発生し、結果としてメインエンジン２基のうち1基を喪失した」

・「一定の冗長性を有していたことから、SLIMは着陸できなくなるといった致命的な破綻をきたすことなく、ゆっくりと東に移動しながら緩降下を続け、高度5m付近で小型プローブ（LEV-1及びLEV-2(SORAQ)）を分離、月面に送り届けることを達成した後、仕様範囲より低い降下速度で接地した。但し、降下速度以外の接地条件が仕様範囲を超えていたため、想定と異なる姿勢で静定した」

推定される着陸位置及び姿勢から作成したCG画像（提供：JAXA、CG製作：三菱電機エンジニアリング）
© UchuBiz

分光カメラによる撮影

月面着陸したＳＬＩＭに搭載されたカメラで撮影した月面の画像。右側の灰色の部分は途中で作業を切り上げたためにデータのない部分（ＪＡＸＡ、立命館大、会津大提供）

月面着陸したＳＬＩＭに搭載されたカメラで撮影した月面の拡大画像。「しばいぬ」などの名称は、撮影した岩石の愛称（ＪＡＸＡ、立命館大、会津大提供）

ＳＬＩＭの撮影に成功したのは、ＪＡＸＡ、タカラトミー、ソニーグループ、同志社大で開発した小型ロボット「ＳＯＲＡソラ ― Ｑキュー」（重さ約２５０グラム）。球状から変形し、両脇の車輪で月面を走行できる設計になっている。着陸直前にＳＬＩＭから分離され、着陸した機体を撮影した。
引用サイト：読売新聞　　こちら
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JAXAが成果報告

© Impress Watch
SLIMは自己判断により、より安全な場所を探して着陸する能力を持つ。そのため、地上約50m上空で一旦空中で停止(ホバリング)し、画像解析によって岩など危険な障害物を避けるルートを判断して、障害物回避マヌーバを行ない着陸する。地上50mに達するまでは、予定通りピンポイント精度を優先して航行するが、実際に着陸する段階では、現場の状況を分析して、より安全に着陸できる場所をその場で自律的に判断して決定する。

ピンポイント着陸性能は、この障害物回避マヌーバ開始直前の高度50m付近での位置精度が基準となり、この時点では10m程度以下、実際には3～4m程度の誤差に収まっているとみられている。

SLIMの正確な着陸目標地点は、月の経度：25.24889(deg)、緯度-13.31549(deg)。位置情報はプロジェクトにとって重要な情報であり、着陸安全性の確保などの理由から、これまでは小数点第一位までのみが公表されていた。着陸地点は、理学的な観測成果や着陸時の安全性などを考慮して、長い議論の末に決定したものだという。

0時19分18秒頃から加速度が半減した
© Impress Watch
推進系トラブル発生もSLIMが自ら対処
今回、SLIMの着陸は成功したものの、想定外の姿勢で着陸してしまったため、太陽光パネルによる発電が行なわれなかった。その原因も分かってきた。

高度50mに達するまでは、すべてにおいて順調な進捗だったが、ここで想定外のトラブルが発生。SLIMから送られてきたデータによると、高度50m時点で障害物回避マヌーバを行なう直前のタイミングで推進系に異常が発生していたことが明らかになった。

SLIMからのデータによると、0時19分18秒頃、メインエンジン2基のうち、1基に何らかの異常が発生し、推進力が得られない状況になっていた。データでは、このタイミングから推進力が半減していることが読み取れるほか、着陸後の温度挙動を調べたところ、2基のエンジンのうち、片方のエンジンの温度が上昇していないことから、エンジンに異常が発生していたとみられる。

ただし、SLIMはエンジンが1基停止しても着陸は可能で、エンジンが1基使用できない状況でも、自己判断によって姿勢を制御し着陸に成功した。実際に着陸した場所は、50m上空で障害物検知を行なった際に想定した位置から東へ約55m程度移動していたが、100m以内のピンポイント着陸は見事に成功した。

メインエンジンの機能が喪失した原因は、メインエンジン自体ではない何らかの外的要因がメインエンジンに波及した可能性が高いとし、今後は、その原因について調査を継続する予定。

マルチバンド分光カメラによる撮影も成功
着陸後に太陽光パネルでの発電が出来なかったことから、必要な情報の送信などを行なったうえでSLIMのバッテリーは過放電によるトラブルを防ぐためにシステムから切り離された。しかし、既報の通り、必要なデータはすべて送信が完了していたほか、SLIMのミッションの一つである、マルチバンド分光カメラによる月面の撮影にも成功した。

着陸後の45分間の間に、打上げや着陸の衝撃に耐えるためのロック機構を解除し、マルチバンド分光カメラの各機能がすべて正常に動作することを確認。本来は35分程度で333枚の画像を撮影する予定だったが、15分のスキャンで打ち切り、257枚を撮影、地球に送信できた。送られてきた257枚の写真を合成した画像も公開している。

撮影時間が半分程度であったため、画像の半分はデータがない状況だが、送られてきた画像には、観測対象となる「カンラン石」が複数写っているのが確認されている。

引用サイト：こちら
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【動画】JAXA報告会見探査機「SLIM」日本初の月面着陸成功　こちら
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JAXAマネージャ「100点満点」
SLIMの月面着陸プロジェクトに20年間携わってきたJAXAの坂井真一郎プロジェクトマネージャは「今回のピンポイント着陸について100点満点と私は考えています」「誰もできなかったことを実現し、降りられるところに降りるのではなく、降りたいところに降りることができるんだということを実証し、新しい扉を開いて、これまでできなかったミッションができるようになることが、今回の大きな意義」とコメントしました。

動画サイト：日テレ　　こちら
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SORA-Qの挑戦について

「LEV-2（SORA-Q）」が大きな貢献を果たせた事を
大変嬉しく思います。

これにより
SORA-Qは月面に着陸、撮影した日本最初のロボットになりました。

今回の成功は
共に夢を追い求めた全ての関係者と応援して下さった皆様のおかげです。
心より感謝申し上げます。

このSORA-Qプロジェクトの成功が、
世界中の子どもたちが自然科学に対する興味や関心を持つ
きっかけになることを願うと同時に、
難しい事や新しい事に挑戦していく事の大切さと、
夢と希望を与え自分自身の未来を創り出す力を信じる
きっかけとなることを期待しています。

創業100周年を迎えるこの記念の年に、
生業である“おもちゃ”の技術が今回の偉業の一翼を担えたことを誇りとし、
私たちはこれからも「アソビ発」の新たな挑戦を続けてまいります。

2024年1月25日
株式会社タカラトミー代表取締役会長富山幹太郎
引用サイト：こちら

ちょっと息抜き：チョロＱこちら

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小型月着陸実証機「SLIM」の撮影に、ソニーのロボット制御と画像処理技術が貢献

4者の共同開発においてソニーグループは、ソニーセミコンダクタソリューションズのIoT向けスマートセンシングプロセッサー搭載ボード「SPRESENSE」を活用し、月面ロボットの制御システムと画像処理技術の開発を主導したという。

LEV-2はLEV-1と共に日本初の月面探査ロボットとなり、世界初の完全自律ロボットによる月面探査と、世界初の複数ロボットによる同時月面探査を達成したという。また、LEV-2は世界最小・最軽量の月面探査ロボットにもなったとしている。
引用サイト：こちら

関連サイト：SPRESENSE　　こちら
SPRESENSE™は、低消費電力でありながら、GPS受信機能とハイレゾリューションオーディオコーデックを搭載したIoT用ボードコンピュータです。GPSと高機能プロセッサーを活用したドローンや、ハイレゾリューションオーディオの再生・録音、内蔵フルデジタルアンプを活用したスマートスピーカー端末、低消費電力を活かした定点撮影カメラなど、IoTを今まで以上にスマートで高度なものにしていきます。

*) SPRESENSEおよびロゴは、ソニーグループ（株）またはその関連会社の登録商標または商標です。

関連サイト：SLIMの高精度月着陸を実現した三菱電機の技術　　こちら

三菱電機は2015年度にSLIMのシステム開発をJAXAから受注し、主に鎌倉製作所（神奈川県鎌倉市）でSLIM全体の設計・製造・試験を担当。高精度着陸のために不可欠である「航法誘導制御系」も、JAXAの協力のもとで三菱電機が開発を担当している。
　航法誘導制御系は、カメラ、レーダーなどのセンサー類、計算機およびその搭載ソフトウエアによって構成され、SLIMは自律的に位置・姿勢を推定し、飛行軌道や姿勢を修正。また、航法誘導制御系にはJAXAの開発した画像航法技術（画像航法アルゴリズム、画像航法カメラ）が実装され、SLIMは飛行中に撮影した月面写真をもとにして自己位置を推定。

　三菱電機は航法誘導制御系の要となる統合化計算機および搭載ソフトウエアを開発したほか、着陸レーダーなどのセンサー類の開発・調達を担い、JAXAが開発した画像航法技術と組み合わせて航法誘導制御系を完成させた。今後、三菱電機はJAXAとともに今回の着陸を含めた運用全体の技術評価に取り組むとしている。

月面着陸した宇宙航空研究開発機構（ＪＡＸＡ（ジャクサ））の月探査機「ＳＬＩＭ（スリム）」の運用再開を受け、太陽電池パネルを開発したシャープ（堺市）は２９日、同社公式のＸ（旧ツイッター）に「今晩は月を見上げてぐっすり眠れるシャープ社員がたくさんいるはず」と投稿した。
引用サイト：こちら
関連サイト：こちら
シャープ製薄膜化合物太陽電池を搭載　　こちら

続報拾い読み：分光カメラで鉱物組成を分析　スリム搭載、「巨大衝突説」検証
探査機「ＳＬＩＭ（スリム）」に搭載された特殊な「マルチバンド分光カメラ」は、鉱物の色を分析して化学組成を明らかにする。月のマントルに由来する「かんらん石」を調べ、月が形成された歴史を解き明かす。研究チームは「月研究の前提が大きく変わるかもしれない」と期待する。

探査機ＳＬＩＭの模型を手にする立命館大の佐伯和人教授＝２０２３年１２月、滋賀県草津市
　月の起源は、地球に別の天体が衝突し、月と地球に分かれたとする「ジャイアント・インパクト説（巨大衝突説）」が有力だ。地球と月のかんらん石を比較し、成分が似ていればこの説を支持する証拠の一つになる。そうでなければ、月のもととなったのは、主に衝突した天体側ではないかという見方も浮上する。
　立命館大の佐伯和人教授と宇宙航空研究開発機構（ＪＡＸＡ）が開発したカメラは、月面で反射した太陽光を捉え、虹色のように光を分けて岩石の組成を調べる。小型が売りであるスリムの特徴を生かすため、骨組みや合金の材質を一部変えるなど工夫。コンパクトながら２～３０メートルの広範囲を撮影できるようにした。
　スリムの着陸後、カメラは月面に散らばる岩石の撮影に成功した。佐伯教授は「まさにこの景色が見たかった」と感極まった。「できるだけたくさんの岩石の観測をしておきたい。半年から１年後ぐらいには成果を発表したい」と力を込めた。
引用サイト：静岡新聞　　こちら
関連サイト：立命館大ESEC　　こちら
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ちょっと寄り道：「かぐや」の成果と「SLIM」
参考サイト：「かぐや」の成果　　こちら
参考サイト：月の「かんらん石」　　こちら
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宇宙航空研究開発機構（JAXA）は30日、月面着陸をした探査機「SLIM（スリム）」が28日の運用再開後も順調に稼働を続け、特殊なカメラを使った月面の岩石観測を追加で実施できたと明らかにした。着陸地点が「日没」を迎え、太陽光発電が止まると見込む2月1日以降は「休眠」状態に入るとしている。

　岩石観測は、月の起源を解明する手掛かりになる。これまで観測対象として犬の種類に例えた愛称を付けた六つの岩石のうち五つ（トイプードル、秋田犬、甲斐犬、セントバーナード、柴犬）の詳細な観測に成功。運用再開後、さらに二つの岩石（土佐犬、ビーグル）も対象に追加して撮影した。残りの岩石（ブルドッグ）も観測する予定。

着陸地点の付近には、隕石が衝突して露出した月の地中深くにあるマントル由来の岩石があるとされる。岩石の組成を地球のマントルと比較し、月の起源が地球なのか、かつて地球に衝突した天体なのかを調べる。

　スリムは20日、赤道南側の「神酒の海」にあるクレーター付近に降りた。

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月は地球と同様に自転運動をしており、月にも白昼と暗夜が存在する。しかし月の自転周期は「一恒星月（27日7時間43分11.47秒）」に等しく、月の1日は地球のおよそ1か月に相当する。月の一度の昼間は地球の14日に相当し、夜の時間はやはり約14日となる。

　月の夜は光や太陽の放射熱流が無く、月表面の赤外線熱流も非常に少ない。また、月には大気がないので月面表土の熱伝導係数は小さく、夜になると月の表面温度は約マイナス180度まで急速に降下する。この長時間の低温環境が月探査機の「生存技術」に厳しい挑戦をつき付けている。
引用サイト：こちら
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引用サイト：こちら
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「もっと知りたい！「月」
参考サイト：JAXA　　こちら
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神酒の海

引用サイト：こちら

続報　02.01
夜を迎えて休眠状態に 2月中旬以降に運用再挑戦

【▲ 日没にともなう休眠前にSLIMの航法カメラで最後に撮影された画像（日本時間2024年1月29日14時頃に公開）。手前の月面が夜闇に覆われつつある様子がわかる。SLIMプロジェクトのX公式アカウントのポストから引用（Credit: JAXA）】
© sorae

▲ 参考画像：小型月着陸実証機「SLIM」の「マルチバンド分光カメラ（MBC）」によるマルチバンド観測で取得された岩、愛称「トイプードル」表面の画像。運用再開後の日本時間2024年1月29日8時頃に公開されたもの。SLIMプロジェクトのX公式アカウントのポストから引用（Credit: JAXA）】

追記　02.02
31日には新たなワンちゃんの観測も
岩石はほかにも「あきたいぬ」「しばいぬ」「ブルドック」「かいけん」「セントバーナード」が存在、30日～31日に行われた観測では、「ラブラドール」「ダルメシアン」「パピヨン」などが“新たに仲間入り”したと発表されました。
引用サイト：BuzzFeed Japan　こちら

マルチバンド分光カメラ（MBC）　JAXA
マルチバンド分光カメラとその科学観測
SLIMに搭載されるマルチバンド分光カメラ（MBC）は、750nmから1,650nmまでの波長帯を10バンド、10mの距離で0.13cm/pixelの高解像度で観測するカメラです。打上げ後のチェックアウト観測により地球画像を取得し、機器の健全性を確認しました。MBCはSLIMの月面着陸後に本観測を開始し、着陸点周辺の岩石とレゴリス（月表面の土壌）を観測します。観測波長は月の主要鉱物である輝石、カンラン石、斜長石などを識別するために選定しています。

重要な情報が、月のマントルの組成（鉱物量比や鉄とマグネシウムの比など）です。月の体積の9割以上を占めるマントルの組成が分かれば、それと地球マントルの比較、巨大衝突の計算シミュレーションとの比較などにより、巨大衝突によって起こる惑星と衛星の再分配や衝突条件に制約を与えることができます。MBCは着陸点周辺の岩石やレゴリスを観測し、岩石に含まれる鉱物の種類や量比、鉱物の鉄とマグネシウム量比を推定することで、月のマントルの組成推定を目指します（観測イメージ図）。
引用サイト：JAXA　　こちら

追記　02.05

観測を成功させたSLIMチームとMBCチーム（出典：JAXA、会津大学、立命館大学）
© UchuBiz

引用サイト：こちら

24.04.20追記
SLIM、2度目の“越夜”に成功　極寒に耐え、再び航法カメラの画像を送る
28日午前11時ごろの投稿によると、「昨晩SLIMから応答があり、SLIMが2回目の越夜に成功したことを確認しました。昨晩はまだ太陽が高く機器が高温であることから急ぎ航法カメラによりいつもの風景の撮影などを短時間実施いたしました」という。

　取得した機体データからは、一部の温度センサーや、既に使用していないバッテリーセルに不調が出始めていることも分かった。それでもJAXAは「1回目の越夜で確認した主要な機能は維持」しているとみている。

　月面では灼熱の昼と極寒の夜が、地球時間の14日周期で訪れる。昼間は摂氏110度、夜はマイナス170度になるとされ、SLIMはもともと越夜を想定して作られてはいなかった。
引用サイト：こちら

追記　05.29
探査機SLIM、4度目「越夜」ならず　通信再開せず、来月再挑戦
宇宙航空研究開発機構（JAXA）は28日、1月に月面着陸した月探査機SLIM（スリム）との通信再開を断念したと発表した。約2週間続く零下170度の極寒の夜を生き延びる「越夜」をこれまで3回達成してきたSLIMは現在「休眠中」だが、搭載した機器が壊れた可能性がある。

　JAXAによると、SLIMは4月23日に3度目の越夜が確認された後、休眠状態に入った。太陽光が太陽電池パネルに当たり復活するのは先週末ごろとみられていたが、通信は復旧しなかった。着陸地点が暗闇になるギリギリの27日夜も、地上からコマンドを送信したが返事がなかったという。

　機器に不備が出ているのか、5月上旬に太陽表面で発生した爆発現象「太陽フレア」の影響があったのか、などはわかっていないという。JAXAによると、着陸から4カ月たち、大半の機器が設計の想定を超えて使用されているという。

　ただ復活の望みは残っているといい、太陽電池パネルに再び太陽光が差し込む来月下旬に再起動を試みるという。

引用サイト：朝日新聞　　こちら

関連日記：2024.02.29の日記こちら

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