高精度編隊飛行と太陽コロナの謎解き
2024年12月5日、インドから打ち上げられた欧州宇宙機関（ESA）の二つの衛星は、宇宙で人工的な日食を創る歴史的なミッションを開始しました。
"A pair of European satellites rocketed into orbit Thursday on the first mission to create artificial solar eclipses." https://t.co/edvZIYz1sS
— Fast Company (@FastCompany) December 6, 2024
このプロジェクト、Proba-3は、太陽の外層であるコロナの長時間観測を可能にし、太陽物理学の新たな時代を迎えるでしょう。
この記事では、 この革新的なミッションの詳細と、科学界への影響について深く掘り下げます。
高精度Formation Flying: 技術的挑戦
Proba-3ミッションの核心は、極めて高精度な編隊飛行（Formation Flying）です。
二つの衛星は、約150メートル（492フィート）の距離を保ちながら、太陽と正確に揃う必要があります。
この精度は、指の爪の厚さに相当する1ミリメートル以内でなければなりません。
この精度を維持するために、衛星はGPS、星追跡装置、レーザー、無線リンクを利用して自律的に飛行します。
各衛星は、約1.5メートルの一辺の立方体形状で、非常にコンパクトな設計となっています。
コロナの謎解き
自然の日食では、コロナの観測時間は数分しかありませんが、Proba-3ミッションでは、各人工的な日食が6時間続く予定です。
この長時間の観測により、科学者はコロナの詳細な研究が可能になります。
特に、コロナが太陽表面よりも何故熱いのか、またはコロナルマスイジェクションがどのように発生するのかなどの謎に迫ることが期待されています。
https://apnews.com/article/artificial-solar-eclipses-esa-india-a3471636570ea80c13997afd80893f18
コロナルマスイジェクションは、数十億トンのプラズマと磁場を宇宙に放出する現象で、地球や宇宙での電力や通信システムに影響を与える地磁気嵐を引き起こすことがあります。
また、予期せぬ場所で美しいオーロラを生み出すこともあります。
ミッションの詳細とスケジュール
Proba-3ミッションは、約2年の運用期間中に、少なくとも1000時間の「オンデマンド」皆既日食を目指しています。
衛星は、楕円形の軌道を周回し、最も遠い地点では地球から約60,000キロメートルの距離まで達します。
各軌道のうち、6時間は日食の生成に費やされ、他の軌道は編隊飛行の実験に充てられます。
初回の日食の結果は、2025年3月に予定されています。
ミッション科学者であるJoe Zenderによると、日食は少なくとも週に2回生成され、太陽活動に応じて頻度が調整される予定です。
これにより、科学者は現在、世界中を移動してわずか3〜5分の皆既日食を得る必要がなくなります。
技術的挑戦と解決策
ミッションの開始は、バックアップ推進システムの問題により1日遅延されましたが、エンジニアはソフトウェアによる解決策を実装し、問題を解決しました。
このミッションの成功は、高精度編隊飛行技術の発展に大きな意味を持ちます。
ミッションの背景と将来の展望
Proba-3ミッションの費用は約210万ドル（約200万ユーロ）で、インドの打ち上げ能力を活用しています。
ミッション終了後、衛星は徐々に高度を下げ、約5年以内に大気圏で焼失する予定です。
このミッションは、太陽物理学の研究に新たな道を開き、将来的には太陽活動の予測精度を向上させることが期待されています。
さらに、編隊飛行技術の進展は、将来的に多くの宇宙ミッションに応用される可能性があります。
まとめ
Proba-3ミッションは、宇宙で人工的な日食を創る画期的なプロジェクトです。
このミッションは、太陽コロナの長時間観測を可能にし、太陽物理学の新たな発見をもたらすでしょう。
高精度編隊飛行技術の成功は、未来の宇宙探査に大きな影響を与えるでしょう。