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月面探査計画が近付くに連れ、「月のタイムゾーン」が必要になってきた

アルテミス計画の第1弾打ち上げが成功し、日本人初の月面着陸が期待される2人の宇宙飛行士が新たに選抜されるなど、月への足がかりができつつある今、月への関心が再び高まっている。世界中の宇宙機関や民間企業が、今後数年間に実施する月探査のスケジュールを組んでいるが、時差がある場合、互いの調整はかなり複雑なものになる。昨年、オランダにある欧州宇宙機関のESTEC技術センターで行われた会議において、「共通の月基準時刻を定義することの重要性と緊急性」について話し合われた。今回、ESAは新たな発表の中で、この基準時刻の制定に関して「この実現に向けて国際的な共同作業が開始された」と述べている。

現時点では、異なる宇宙機関がそれぞれのタイムゾーンを、搭載されたクロノメーターや双方向通信システムに使用している。だがESAは、月探査の新時代において、このような方法は「持続不可能である」と述べている。異なる国のミッションが共同で観測を行うことになり、同時に月面にいる場合は、直接共同作業をしていなくても、互いに通信しなければならない可能性がある。

そうした、国際的なミッションにおける通信を円滑にする方法として考えられているのが、ESAの月通信・航法サービス「Moonlight」とNASAの同等のサービス「Lunar Communications Relay and Navigation System」で、ミッション同士や地球との通信をつなぐ方法だ。そして、これらのシステムが相互作用し、相互運用性を最大化するためには、有人および無人のミッションをサポートするのと同じタイムスケールを採用する必要があると、専門家は述べている。

MoonlightのシステムエンジニアであるWael-El Daly氏は、ESAの声明で、「これは、ミッションが地球とのリンクを維持し、月の周りや表面でそれらを誘導し、彼らのコアタスクに集中できるようにします。しかし、また、ムーンライトは、ミッションがリンクされ、位置の修正を容易にするために、共有の共通のタイムスケールを必要とします。」と、述べている。

Moonlight Navigation and Telecommunications for the Moon
ESAの「Moonlight」計画は、衛星測位の範囲を拡大し、月への通信回線を確保する計画だ。 (Credit: ESA-K Oldenburg)

地球上では、すでに測地系で時間と位置を結びつけるシステムが実現されており、それがGNSS(Global Navigation Satellite Systems)の基礎となっている。このシステムは、スマートフォンをはじめとするさまざまな技術で利用され、ユーザーの位置を1メートル、あるいは10分の1メートル単位で算出することが可能だ。

How satnav works
(Credit: ESA)

地球ベースのGNSSは、1991年に制定された地球の3次元座標系である国際地球基準座標系(ITRS)にも依存している。これにより、地球上の各点間の正確な距離を一貫して測定することができる。だが月探査には、月中心座標系(セレノセントリック)と呼ばれる、国際的に認められた同様の座標系が必要となる。

ESAのDirectorate of Human and Robotic Explorationの月光管理チームのメンバーであるBernhard Hufenbach氏は、次のように語っている。「赤道付近では1日が29.5日で、2週間にわたる凍てつくような月夜があり、地球全体は暗い空に浮かぶ小さな青い輪に過ぎない惑星表面で、これはかなりの挑戦となるだろう。しかし、月で実用的な時間システムを確立することで、他の惑星でも同じことができるようになるのです」

しかし、月の時刻を決め、それを守ることは簡単ではない。ESAが言うように、「正確な航法には厳密な時刻管理が必要」である。そのため、国際宇宙機関では、月の時間帯を管理する組織を1つにするべきかどうかを議論しなければならない。さらに、月の時計は衛星の位置によって速く動くので、地球と同期させるかどうかも決めなければならないなど、独特の困難さが伴う。そして最終的には、宇宙飛行士が月面に降り立ったとき、あるいは月面に降り立ったときに、実用的でなければならない。


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