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長征5号復帰には時間が:嫦娥5号打ち上げは2019年に延期
RTF of Long March 5 Takes Time:Chang’e 5 will be Launched in 2019

中国の大型ロケット、長征5号の宇宙への復帰には時間がかかりそうです。最近発表された中国の打ち上げスケジュールによると、7月2日に打ち上げに失敗した長征5号の次の打ち上げ(長征5号3号機)は2018年末までないようです。打ち上げ失敗の原因究明とその対策には時間がかかる見通しです。

長征5号3号機の打ち上げは今年11月に予定され、月物質サンプルリターンを目指す嫦娥5号を打ち上げることになっていました。しかし、嫦娥5号の打ち上げは2019年前半にまでずれこむようです。そのため、2018年末に予定されている長征3号B による嫦娥4号の打ち上げが先になります。嫦娥4号は月の裏側への着陸を目指します。

長征5号4号機の打ち上げは嫦娥6号で、2020年前半の予定。嫦娥6号は2回目のサンプルリターンを目指します。その次は2020年11月〜12月の火星探査機の打ち上げです。

長征5号は2段式で、大型衛星の静止軌道への投入や月惑星探査機の打ち上げに用いられます。一方、低軌道への重量物打ち上げに用いられるのが、1段式の長征5号B です。下の画像の左側が長征5号(CZ-5)、右側が長征5号B(CZ-5B)です。

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長征5号B はまだ打ち上げられたことがなく、最初の打ち上げは2018年の予定です。中国が開発中の次世代有人宇宙船の試験船を打ち上げる予定です。

2019年前半には宇宙ステーションのコアモジュール、天和を長征5号B で打ち上げます。さらに2020年前半に問天モジュール、2021年に梦天モジュールを打ち上げ、中国の宇宙ステーションが完成することになります。中国はつい最近まで、宇宙ステーションの建設を2018年に開始するとしてきましたから、今回の長征5号の失敗で、宇宙ステーション計画は約1年、予定よりも遅れる見通しとなりました。

以上のスケジュールは7月2日の失敗の原因究明とその対策が1年から1年半で終わることを前提としています。もしも問題の解決が長引けば、中国の宇宙ステーション計画にはさらに遅れが生じることになります。
民間ロケットMOMO、7月29 日に打ち上げへ
Japan’s First Private Rocket to be Launched on July 29

インターステラテクノロジズ社のロケット、MOMO が7月29日に打ち上げになります。打ち上げが成功すれば、日本の民間企業のロケットがはじめて宇宙空間に達することになります。

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MOMO は全長約10m、燃料にエタノール、酸化剤に液体酸素を用いる液体ロケットです。20kg のペイロードを搭載できます。ロケットは打ち上げ後120秒燃焼し、その後弾道飛行で高度100km を超え、宇宙空間に達します。ペイロードはパラシュートで降下し、太平洋上で回収されます。

MOMO はまだ人工衛星を打ち上げることはできませんが、インターステラテクノロジズ社は当然のことながら人工衛星打ち上げサービスを目指しており、今後のより能力の高いロケット実現への第一歩となります。

民間企業による商業衛星打ち上げサービスは今や世界の潮流となっており、遅ればせながら、日本でもこうした動きが現実化したことには大きな意義があります。日本の宇宙政策は宇宙産業の振興をうたいながら、その内実はJAXA のロケットによる海外衛星の打ち上げ受注であり、最近まで、民間企業による商業打ち上げサービスに目を向けることはありませんでした。インターステラテクノロジズ社はその間に地道なロケット開発を続け、今流行りの言葉を使えば、岩盤規制に穴をあけるような試みを進めてきたことなります。

スペースX社やブルーオリジンは別として、アメリカやヨーロッパでは小型衛星の商業打ち上げサービスを目指す企業が次々と登場しています。最近ではアメリカのロケットラブ社がニュージーランドで同社のエレクトロン・ロケットの打ち上げを行いました。こうした動きは中国でも起きています。快舟ロケットで衛星打ち上げサービスを行うExPace社は半官半民といえますが、中国版スペースX をめざすワンスペース社や最近デンマークから衛星打ち上げを受注したランドスペース・テクノロジー社をはじめ、すでに10近い商業打ち上げサービス会社が設立されているとのことです。

商業衛星打ち上げサービスに限らず、日本における民間企業の宇宙参入は遅れています。インターステラテクノロジズ社の挑戦をきっかけに、宇宙に参入しようと考える企業が増えてくることを期待したいと思います。
長征5号:打ち上げ失敗の原因究明続く
Experts investigate Long March-5 Y2 launch failure

長征5号Y2(2号機)打ち上げ失敗の原因究明が続いています。長征5号は中国が昨年デビューさせた大型ロケットで、2号機は7月2日午後7時23分(北京時間)に海南島の文昌衛星発射センターから打ち上げられました。報道によると、打ち上げから間もなくして不具合が発生したとのことです。

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どのような不具合が発生したのかについて正式な発表はありませんが、第1段の2基のメインエンジンのうち1基が不調で、定格の半分以下の出力しか出なかったようです。このため、第1段の燃焼時間を延長する措置が取られましたが、さらに第1段と第2段の分離の際、第2段エンジンがすぐには点火しなかったようです。こうした一連の不具合のため、ロケットは地球を周回するだけの速度に達することができず、ロケットとペイロードの大型通信衛星、実践18号は太平洋に落下した模様です。

打ち上げ時の映像から、発生した状況を検証してみましょう。映像の解像度は低いのですが、かろうじて以下のような点が明らかになります。

下は打ち上げから743秒後のミッション・コントロール・センターの様子です。ロケットは第1段が切り離され、第2段エンジンが燃焼している状態です。

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大型スクリーンの一部を拡大したのが下の画像です。

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画面手前の白髪の人物は長征5号のチーフデザイナー、竜楽豪氏です。後姿ではあるものの、事態が深刻であることが見て取れます。左上に表示されている曲線のうち、一番太い黄色の線はロケットの速度を示しています。ロケットの速度は計画されたライン(細い白い線)から明らかに外れており、速度が低下しているのがわかります。

下の画像は打ち上げから946秒後のミッション・コントロール・センターの様子です。この時点ではすでに第2段の第1回目の燃焼は終了しています。長征5号は第2段エンジンを2回燃焼させて静止トランスファー軌道に入ります。

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スクリーンの右上の表示を拡大したのが下の画像です。

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これを見ると、第1段と第2段の分離が予定では打ち上げから466秒後であったのが、実際は576秒であったことがわかります。第1段エンジンの燃焼は予定より110秒も延長されたようです。また、第2段の第1回目の燃焼終了は予定が打ち上げ後750秒であったものが、実際は770秒であったと表示されています。映像を見ていると770秒ではなく789秒でした。いずれにしても第1段エンジンの燃焼時間が100秒以上延長されたにもかかわらず、第2段エンジンの燃焼終了時間がそれほど延びていないことは、第2段の燃焼時間が予定より短かったことを示しています。

このようなことからすると、第1段エンジンおよび第2段エンジン両方の燃焼に問題があった可能性があります。第1段のエンジンは燃料が液体水素、酸化剤が液体酸素のYF-77エンジンで、長征5号のために開発されました。昨年10月の初打ち上げの際には、打ち上げ直前に冷却系の不具合が発生しました(解決して打ち上げは行われました)。第2段エンジンは燃料が液体水素、酸化剤が液体酸素のYF-75Dエンジンです。YF-75D は長征3号の第3段に使われているYF-75の改良型で、推力がアップし、複数回の着火が可能になっています。

専門家チームが原因を調べていますが、原因究明とその対策が遅れると、今年11月に予定されている嫦娥5号による月サンプルリターン・ミッションの打ち上げが遅れる可能性があります。嫦娥5号は長征5号3号機で打ち上げられることになっています。また、2018年から建設が開始される中国の宇宙ステーションのモジュールも長征5号で打ち上げられることになっており、このスケジュールにも影響があるかもしれません。

中国ではこのところ、打ち上げの失敗が何度か起こっています。6月19日の長征3号B による打ち上げは予定の高度に達しませんでした。衛星のエンジンを使って予定の軌道に投入させた「部分成功」でした。昨年12月28日の長征2号D による打ち上げも予定の高度に達せず「部分成功」でした。9月1日の長征4号C の打ち上げは第3段が正常に作動せず、衛星の軌道投入に失敗しています。このような失敗がたびたび起こっている原因として、中国の宇宙開発がこのところ急ピッチで進められた結果、現場の作業環境が劣悪になり、信頼性の低下を引き起こす要因が生じているとする指摘も登場しています。
冥王星とカロンのフライオーバー映像
Flyover Video of Pluto and its moon Charon

冥王星とその衛星カロンのフライオーバー映像がNASAから発表されています。

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冥王星のフライオーバー映像では、スプートニク平原とよばれている氷原とその西側の起伏が激しい地域との境界あたりを飛んでいきます。太陽系の他の天体には見られないきわめて特異な地形です。

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カロンのフライオーバー映像では、赤道地域に横たわっている溝ないし大峡谷とみられるあたりから北の高緯度地域へと飛んでいきます。

これらの映像はニュー・ホライズンズ探査機が取得した冥王星とカロンの高度データをもとに作成されたものです。高度は実際よりも2〜3倍に協調されています。

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上は冥王星の高度マップです。スプートニク平原(S)が青い色で示され、周囲にくらべて高度の低い地域であることがわかります。その東には尾根が連なったように見えるタルタロスとよばれる高地(T)があります。

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上はカロンの高度マップです。北の高緯度地域にはカルーチェとよばれる大きな窪地(C)があります。
ヒアリを根絶する駆除剤の開発が進んでいる
Studies for biological control of red imported fire ant

東京、大井埠頭のコンテナでは100匹以上のヒアリが発見され、幼虫がいたことからコンテナ内で繁殖していたとみられています。また神奈川県、横浜の本牧埠頭ではヒアリが700匹以上発見され、ここでもヒアリは巣をつくり、繁殖していました。さらに茨城県、常陸太田市の工業団地でもヒアリが発見されました。現在の日本は、ヒアリが波状的に侵入を図ろうとしている段階といえます。

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ヒアリの最大の脅威は人間を刺すことではありません。ヒアリは侵入した土地の植物や小動物、鳥などを殺して生態系に大きな影響を与え、さらに農作物や家畜にまで被害をおよぼすことが最も深刻な問題なのです。そのため世界各地で、侵入したヒアリを完全に駆除するための大がかりな対策が取られています。ヒアリ駆除に最も効果的なのは早期発見です。日本も今、大型のヒアリ対策を展開する必要があります。ヒアリが定着してしまってからでは手遅れです。

ヒアリの駆除には、一般にアリの駆除剤として市販されている薬剤が有効です。しかしながら、こうした化学薬剤のみで完全に駆除するのは困難で、より効果的な駆除の方法が研究されています。

その1つの方法はヒアリの天敵を利用する方法です。ヒアリには目立った天敵がいませんが、ハエおよびハチの仲間には、ヒアリに寄生するものがいます。ノミバエ(下)のメスは、ヒアリを空中から襲い、その体に卵を産みつけます。ヒアリの体内で孵化したノミバエの幼虫は頭部に移動し、頭部を内部から食いつくします。このため、ヒアリの頭部は体から切り離されてしまします。ノミバエの幼虫はヒアリの頭部から顔を出し、羽化して飛び立っていきます。アリヤドリコバチというその名の通りアリに寄生するハチの仲間もいます。

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アメリカ、テキサス州では1995年から、ノミバエを大量に放出してヒアリを駆除する実験が行われていますが、期待するような成果はまだ得られていないようです。天敵放出による害虫駆除は、これまで成功した例はほとんどありません。その天敵自体を環境中に増やしてしまうという問題もあります。

ヒアリに感染する原生動物や菌類の調査も行われています。

ヒアリに病原性をもつ微胞子虫としてニルヘイジアの一種(Kneallhazia solenopsae)とウァイリモルファの一種(Vairimorpha invicta)が確認されています。微胞子虫はきわめて小さな単細胞動物で、他の動物の細胞内に寄生します。生活環の一時期に胞子をつくるため、その名がつけられています。この2つのうちで特にニルヘイジア(下)はヒアリ駆除剤として有望と考えられ、ヒアリのDNAへの作用機序の解明が進められています。

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カビやキノコの仲間である真菌では、殺虫性をもつボーベリア菌の一種(Beauveria bassiana)(下)がヒアリに感染することが確認されており、駆除剤の候補として注目されています。ボーベリア菌はセミに感染して死に至らしめるセミカビとして知られています。

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また最近ではヒアリに感染するRNAウイルス、SINV-1、SINV-2、SINV-3が発見されました。特にSINV-1(下)は多くの種類のヒアリにみられ、巣内の幼虫を殺すことが明らかになっています。

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ヒアリのゲノムは2011年に解読され、その遺伝子も明らかになっています。ヒアリはコミュニケーションや敵の識別などに使う化学物質の検知能力が発達しており、そのための遺伝子を他のアリよりも多くもっているようです。微胞子虫、ボーベリア菌、RNAウイルスなどをヒアリ駆除の方法として利用するための、ゲノム解析の成果を用いた分子生物学的な研究が進んでいます。やがて、ヒアリのみを選択的かつ効果的に攻撃できる画期的な駆除剤が登場するのを期待したいと思います。
ヒアリの侵入
Invasion of Fire Ant

南米原産のヒアリが兵庫県、愛知県、大阪府、東京都で発見されています。港に到着するコンテナなどの貨物とともに、日本にやってきているようです。

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アリは地下やわずかな空間に生息するため、発見と駆除が困難です。日本にはすでにアルゼンチンアリが侵入しており、駆除にいたっていません。最も大事なのは初期の迅速な対応です。以下は外来アリの防除に初動対応がいかに重要であるかを説明する際に使われる図です。

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Joun J. Gutrich他、Potential economic impact of introduction and spread of the red imported fire ant, Solenopsis invicta, in Hawaii

この図は、縦が外来アリによる被害額と防除のための費用を合計した経済損失額、横が時間の経緯を表しています。3の ”Early” が初動対応を行った場合で、外来アリを駆除することによって、被害額+防除額はA+B の面積分でおさまります。2の ”No Action” は何も対策を取らない場合で、この場合、外来アリが定住してしまうため、毎年一定の被害額が発生します。B+D が被害額です。1の ”Late” は対応が遅れた場合です。この場合、侵入した外来アリを駆除することはすでに困難となり、結局、何も対策を取らなかったときと同様の被害額に、防除の費用が積み重なります。つまりB+D+C が経済損失額となります。

外来アリの駆除は、生息域が広がらないうちに行わないと、成功の可能性が低くなります。防除にはベイト剤と巣への薬剤注入の併用が有効とされています。

ベイト剤とはアリの好む餌に遅効性の毒を入れた毒餌(食毒剤)のことです。ベイト剤を食べたアリは1〜2週間で死にますが、その間に、巣に持ち帰ったベイト剤や巣で排出した糞によって、他のアリも死んでしまいます。アリを殺す薬剤にはアリの神経系に作用するもの、代謝を阻害するもの、成長を阻害するものなどがあります。薬剤散布による防除は、環境中の他の生物にも影響を与える可能性があるため、慎重に行う必要があります。

報道によると、政府は全国68の港でベイト剤による大規模な防除作業を実施する方針を決めたようです。私たちは今、「世界の侵略的外来種ワースト100」に入っている外来アリが日本に侵入しようとしている瞬間に立ち会っていることになります。今、迅速な対応対を取っておかないと、ヒアリは日本に定着してしまいます。一度定着したヒアリを駆除するのは非常に困難になります。

ヒアリはアメリカ、オーストラリア、中国、台湾などに定着しています。これまで唯一、駆除の成功した国はニュージーランドです。

アメリカでは1918年に黒色のヒアリであるBlack imported fire ant(Solenopsis richteri )が、1930年代には、日本に進入してきたものと同じ赤褐色のヒアリであるRed impoted fire ant(Solenopsis invicta )が侵入しました。メキシコ湾およびカリブ海沿岸の港に着いた船のバラストに使われていた土砂によって運ばれたと考えられています。アメリカでの赤褐色のヒアリの分布は以下のようになっており、現在も駆除は成功していません。赤色はヒアリが確認された場所、緑色はその可能性が高い場所です。赤色に隣接する灰色はヒアリがまだ侵入していない「隔離区域」を示しています。


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「隔離区域」はヒアリを封じ込め、駆除するために設定された区分けで、以下のようになっています。

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ヒアリが発見されていない隔離区域では、ヒアリの侵入を防ぐ措置をとります。ヒアリが発見された隔離区域では、隣接する区域へのヒアリの移動を防ぎ、区域内で駆除する対策が取られます。隔離区域では、ヒアリを運んでしまう可能性のある物品の移動に規制がかけられています。規制の対象となった物品の隔離区域から非隔離区域への移動、あるいは非隔離区域の通過は制限されます。初期段階で有効な対策をとらないと、このような長期戦になってしまうのです。

ヒアリはブラジルとアゼンチ国境付近の亜熱帯域が原産で、アルカロイド系の強い毒をもち、毒針で刺されるとアレルギー反応により死に至ることもあります。草地や道路わきなど比較的開けた環境に巣をつくります。1つの巣に複数の女王アリをもち、ほぼ通年繁殖します。巣の防衛本能が強く、近づいてきた動物を攻撃します。農作物に被害を与える他、在来アリの生息域を浸食します。在来アリはヒアリとの戦争に勝つことはできず、駆逐されてしまいます。そのため外来アリのテリトリーが拡大すると、在来アリがその一環を担っていた地中の生態系に大きな変化がもたらされます。毒針で刺される被害もさることながら、この地中生態系の破壊、さらには植物や小動物、鳥などが攻撃され、生態系全体が大きな影響を受けることがヒアリによる最大の脅威です。
木星の大赤斑のクローズアップ
Close-up of Jupiter’s Great Red Spot

木星を周回しているNASA のジュノー探査機が観測した木星の大赤班のクローズアップ画像です。

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ジュノーは7月1日に木星に接近し、搭載しているJunoCam によって大赤班の観測を行いました。観測のローデータ(未加工のデータ)はJunoCam のウェブサイトで公開されました。このデータを用いて、民間のジェイソン・メジャー氏が画像強調処理を行った画像が上のものです。

大赤班のディテールがここまで詳しく明らかになったのは、はじめてのことといってよいでしょう。大赤班は巨大な高気圧の渦と考えられ、反時計回りに回転しています。楕円形の長径は1万6350km あり、地球の直径の1.3倍です。ボイジャー探査機などが観測した頃の大赤班のサイズは地球の直径の2倍以上ありましたが、21世紀に入ってからは、大赤班が次第に縮小していることが観測されています。大赤班は1830年に観測されて以来、すでに350年以上存在しています。

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