月への旅: フライトにはどれくらいの時間がかかりますか?

地球から月への飛行時間は、燃料の量、月の軌道の特性、ミッションの具体的な目標など、多くの要因に依存します。この道のりは8時間から4.5ヶ月かかることがあり、その範囲は本当に印象的です。

地球から月まで: 基本的な距離と速度

私たちの自然の衛星は、平均384,400キロメートルの距離で地球の周りを回っています。過去数十年の月面ミッションのデータを分析すると、旅行時間に大きな違いがあることがわかります。月の近くを通過した最速の人工物は、2006年にNASAによって冥王星を探査するために打ち上げられた「ニュー・ホライズンズ」探査機です。科学的データによれば、この探査機は打ち上げから約8時間35分で月までの距離を超えました。

歴史的ミッションとその時間指標

月に直接向かう宇宙機にとって、旅行にはより多くの時間がかかります。1959年、人類の初の月面ミッションの際、ソビエトの宇宙機「ルナ1」は目標に到達するのに34時間を要しました。本来は無人のミッションで月面に衝突する予定でしたが、宇宙機はコースを外れ、衛星から5995km離れた地点を通過しました。その後、船のバッテリーが切れると、信号の送信を停止し、今でも宇宙空間に残っています。

1969年の有名な「アポロ11号」ミッションでは、クルーは打ち上げからニール・アームストロングが月面に足を踏み入れる歴史的な瞬間まで、109時間42分を要しました。

飛行時間に影響を与える技術的要因

月への飛行時間は、いくつかの重要なパラメータによって大きく変動します。最も重要なものの一つは、使用される燃料の量です。宇宙産業のエンジニアたちは、興味深い関係を発見しました：燃料を少なく使用することで飛行時間は長くなりますが、自然の重力を利用することで、宇宙船を長いがエネルギー効率の良い軌道に導くことができ、ミッションは実行可能なままです。

典型的な例は、2019年に打ち上げられたイスラエルの無人航空機「ベレシート」です。打ち上げ後、宇宙船は約6週間にわたり、地球の周りを徐々に拡大する軌道で回転し、月への移行のために十分な速度を得るまで回っていました。イスラエル宇宙機関が計画した通りにはいかなかったものの、ミッションは(クルーとの通信を失い、打ち上げから48日後に宇宙機は月面に衝突しました)が、これは月面飛行に対する代替アプローチを示しています。

飛行時間を記録する

月への飛行時間の絶対記録は、NASAのCAPSTONE探査機に属します。この25キログラムのキューブサットは、2022年に地球から月の軌道までの距離を移動するのに4.5ヶ月もかかりました。CAPSTONE (Cislunar Autonomous Positioning System Technology Operations and Navigation Experiment)は、月の軌道に到達する前に、私たちの惑星の周りをいくつか回りました。このミッションの目的は、NASAが将来の宇宙ステーションGatewayに使用する予定の軌道を検証することでした。

月面ミッションの段階

選択されたルートに関係なく、月への各ミッションは特定の段階を経ます。任意の宇宙ミッションの打ち上げ時の質量の60％から90％は、地球の重力を克服し、宇宙空間に出るために必要な燃料で構成されています。

地球の軌道に到達した後、宇宙船は目的地への最適な軌道に入るために燃料消費を最小限に抑える必要があります。これは非常に重要で、装置が多くの燃料を持つほど、全体のミッションが重くなり、コストが高くなります。最終段階では、地球の軌道を離れて月の軌道に移行するために追加の燃料燃焼が必要です。

ミッションの目的は決定的な要因

NASAの「月-火星」ミッション分析および評価責任者であるマーク・ブレントンによれば、飛行の持続時間に影響を与える重要な要因はミッションの目的です。宇宙機関は、利用可能なロケットの種類とそれらが宇宙船を推進する能力を評価しています。ロケットの能力とミッションのタスクは、機器のサイズを決定します。すべての要件が確定した後、専門家は最適なルートを設計します。

最終的に、宇宙船のすべてのパラメーター—そのサイズ、乗組員の数、燃料の配分、そしてその他の多くの詳細—は、月に到達するために必要な総時間に影響を与えます。