1. 月で いしを あつめる どうぐ
1. 月面で使われた、石を集める道具
1. 採集 ── 熊手、コアチューブ、そして382キログラム
アポロ計画では、11ごうから17ごうまで(13ごうを のぞく) 6かいの ちゃくりくで、月に 人が おりたちました [1]。
うちゅうひこうしたちは、ハンマーや スコップ、くまで、トング、 つつの ような 「コアチューブ」など、いろいろな どうぐを つかって 月の いしや すなを あつめました [1]。あつめた いしは、 ぜんぶで やく2200こ、おもさに すると 382キログラムにも なりました[3]。
6回の着陸で集められた石
アポロ計画では、11号から17号まで(13号は月面着陸できず) 6回の着陸で、宇宙飛行士が月面に降り立ちました [1]。
ハンマーから、くまでのような「レーキ」まで
宇宙飛行士は、ハンマー・スコップ・くまでのような形をした 「レーキ」・トング・筒状の「コアチューブ」など、さまざまな 道具を使って月の石や砂を集めました[1]。 レーキは、トングでは効率よく集められない小さな石を、まとめて すくい取るために作られた道具です[5]。 集められたサンプルは、6回の着陸をあわせて約2200個、重さに すると382キログラムにもなりました[3]。
アポロ計画では、1969年から1972年にかけて、11号から17号まで (13号は月面着陸に至らず)計6回の着陸ミッションが実施され、 宇宙飛行士が月面に降り立ちました[1]。
採集には、ハンマー、スコップ、トング、熊手状の「レーキ」、 そして地下の層を保ったまま採取できる筒状の「コアチューブ」 など、多様な専用工具が使われました[1]。 レーキは、トングでは非効率だった1センチメートル以上の小石を 効率よく多数採集するために開発された道具です[5]。
6回の着陸ミッションをあわせて、大小合わせて約2200個の個別 サンプル、総重量にして382キログラムの月の石・土壌・コアが 地球に持ち帰られました[3]。
2. 月の しんくうごと もって かえる はこ
2. 月の真空ごと持ち帰る「岩石箱」
2. 密閉容器(ALSRC)── 真空を守る三重のふた
あつめた いしは、まず ふくろに 入れてから、とくべつな アルミニウムの はこに しまわれました。この はこは、 「いわの はこ」と よばれて います[2]。
このはこは、月の しんくう(空気が まったく ない じょうたい) を そのまま とじこめて おける よう、ふたが 3じゅうに なって います[2]。おべんとうばこの ふたを ぴったり しめて、スープが こぼれないように する ことが ありますね。あの しくみを、もっと ずっと しっかりさせた ものだと おもって ください。うちゅうひこうしたちは、 あつい てぶくろを した ままでも あけしめ できるように、 レバーの ような とっても つけられて いました [2]。
「岩石箱」と呼ばれたアルミの箱
集めた石は、いったん専用の袋に入れられたあと、アルミニウム 製の特別な箱にしまわれました。この箱は、通称「岩石箱」 (ロックボックス)と呼ばれています[2]。
真空を守る、3重のふた
この箱は、月面の真空(空気がまったくない状態)をそのまま 閉じこめておけるよう、刃のようなふちを合わせる仕組みと、 高温にも強いゴムのパッキンを組みあわせた3重のふたになって います[2]。宇宙飛行士は分厚い 宇宙服の手袋をしたままでも開け閉めできるよう、レバー式の 留め金とT字型の取っ手が付けられていました[2]。 箱の内側はアルミの網でおおわれ、運ぶあいだに石や砂が こすれて傷つかないようにもなっていました[2]。
収集したサンプルは、いったんサンプル袋に格納されたのち、 「アポロ月面サンプル回収容器(ALSRC)」と呼ばれるアルミニウム 製の専用容器に収められました。通称「ロックボックス(岩石箱)」 として知られています[2]。
この容器は、月面の真空状態をできる限りそのまま保持するため、 刃状のエッジを組みあわせるナイフエッジシールと、高温にも耐える Oリングを併用した三重の密閉機構を備えていました[2]。 与圧服の分厚いグローブを着けたままでも確実に操作できるよう、 トグルレバー式のラッチとT字型のバーで開閉する設計になって いました[2]。容器内部はアルミ製の メッシュで裏打ちされ、輸送中に岩石や土壌試料が損傷しないよう 緩衝材の役割も果たしていました[2]。
3. 月の ばいきんを けいかいした 21にちかん
3. 月の病原体を警戒した、21日間の検疫
3. 検疫 ── 月面隔離研究所と、21日間の隔離
月には、地球に ない びょうげんたいが いるかもしれない―― さいしょの ころは、そんな しんぱいが あったため、月から かえって きた うちゅうひこうしたちは、すぐには 家に かえれませんでした。
アポロ11ごう・12ごう・14ごうの うちゅうひこうしたちは、 月に さいしょに ふれた ときから 21にちかん、とくべつな へやで すごし、けんこうに もんだいが ないか しらべられました [4]。この けっかで びょうげんたいは 見つからず、アポロ15ごうから この けんえきは やめに なりました [3]。
「月の病気」を心配して
月には地球にない病原体がいるかもしれない――初期のアポロ計画 では、そんな心配があったため、月から帰ってきた宇宙飛行士は すぐには家に帰れませんでした。
21日間の隔離生活
アポロ11号・12号・14号の宇宙飛行士は、着水後まず移動式の 隔離施設に入り、その後ヒューストンの「月面隔離研究所」に 移されました。月の物質に初めてふれたときから数えて21日間、 健康に問題がないかを確認されました[4]。 この検疫で月由来の病原体は一つも見つからず、アポロ15号 以降はこの検疫の必要がないと判断されました[3]。
月には地球に存在しない未知の病原体が存在する可能性がある―― アポロ計画初期には、この「バックコンタミネーション(地球外 物質による地球生物圏の汚染)」を防ぐことが重要な課題とされて いました[3]。
アポロ11号・12号・14号の乗員は、太平洋上での着水後、改造 エアストリームトレーラーである「移動式検疫施設(MQF)」に まず収容され、その後ヒューストンの有人宇宙船センターにある 「月面隔離研究所(LRL)」へ移送されました。月の物質に最初に ふれた時点から数えて21日間の隔離期間が設けられ、この間に 健康状態が監視されました[4]。
この検疫の結果、月由来の病原体は一切確認されず、地球外生物 汚染のリスクは極めて低いと判断されたため、アポロ15号以降の ミッションでは乗員の検疫は行われなくなりました [3]。
4. 50ねんたっても つづく「とっておく」しごと
4. 50年たっても続く「保管」という仕事
4. キュレーション ── 未来の科学者のために開けなかった石
月の いしは、いまも アメリカの ジョンソン宇宙 センターで だいじに とって おかれて います。空気中の すいぶんや ほこりで よごれないよう、ちっそガスで みたした へやの 中で あつかわれ、けんきゅうの ために 1年に やく 400こが せかいの けんきゅうしゃに わたされて います [5]。
アポロ17ごうの いしの 中には、1972年に とじられてから やく47ねんも あけられなかった ものが あります。2019年に やっと あけられました。りゆうは、「もっと あたらしい どうぐが できてから しらべよう」と、わざと とって おいた からです[6]。
ちっ素で満たされた部屋で守る
月の石は、いまもアメリカ・ヒューストンのジョンソン宇宙 センターで大切に保管されています。地球の空気中の水分や ほこりで石が変質しないよう、ちっ素ガスで満たした特別な 作業室(グローブボックス)の中で扱われ、研究のために1年に およそ400個が世界の研究者へ貸し出されています [5]。
47年間、あえて開けなかった石
アポロ17号が持ち帰った、2本に分かれた筒状のサンプルの一部は、 1972年12月に密閉されてからおよそ47年間、まったく開封され ませんでした。2019年11月にようやく開封されましたが、これは 「もっとすぐれた分析技術ができてから調べよう」と、あえて そのまま保管していたものだったのです[6]。 月面で特に念入りに真空密閉されていたもう一方の筒は、 2022年になってようやく開封されました[12]。
月の石は現在も、テキサス州ヒューストンのジョンソン宇宙 センター内にある月試料保管施設で厳重に管理されています。 地球の大気中の水分やちりによる変質を防ぐため、窒素で満たした グローブボックス内で取り扱われ、研究・教育目的で年間およそ 400個が世界の研究機関へ貸与されています[5]。
特筆すべき例として、アポロ17号が採集した二重コアチューブの サンプル(73001・73002)が挙げられます。1972年12月に採集され、 通常の容器に収められていた上部の73002は、2019年11月5日、 NASAの「アポロ次世代サンプル分析(ANGSA)」プログラムのもとで 開封されました[6]。一方、月面で特別な 容器に真空密閉されていた下部の73001は、内部の真空状態 そのものを分析する準備に時間を要し、2022年3月になって 開封されました[12]。
未開封のまま長期保管されていた理由は、サンプル採取当時には 存在しなかった、より高精度な分析技術が将来開発されることを 見こしていたためです。このプログラムは、2020年代のアルテミス 計画で新たに持ち帰られるサンプルの採集・保管方法を検討する 目的でも実施されました[6]。
5. ロボットの たんさきも、いしを もって かえった
5. 無人探査機も、月の石を持ち帰った
5. 無人サンプルリターン ── ルナ計画から嫦娥6号まで
月の いしを もって かえったのは、人だけでは ありません。 ソビエトれんぽう(いまの ロシアなど)の ロボットの たんさき 「ルナ」は、1970年に 101グラム、1972年に やく55グラム、1976年に 170グラムの 月の すなを もって かえりました [7][11]。
2020年には、中国の「じょうが5ごう」が 1731グラムを [8]、2024年には「じょうが6ごう」が、 月の うらがわから はじめて 1935.3グラムを もって かえりました [9]。
ソ連の無人探査機「ルナ」
月の石を持ち帰ったのは、人が乗った探査機だけではありません。 ソビエト連邦(いまのロシアなど)の無人探査機「ルナ」は、 1970年のルナ16号で101グラム、1972年のルナ20号でおよそ 55グラム、1976年のルナ24号で170グラムの月の砂を、それぞれ 地球に持ち帰りました[7][11]。
中国の「嫦娥」計画
近年では、中国の探査機も月サンプルリターンに成功しています。 2020年、嫦娥5号は月の表側から1731グラムを持ち帰りました [8]。2024年には嫦娥6号が、月の 裏側からは史上初となる1935.3グラムのサンプルを持ち帰りました [9]。
月からのサンプルリターンは、有人ミッションだけの成果では ありません。ソビエト連邦の無人探査機「ルナ」計画では、1970年 のルナ16号が101グラム、1972年のルナ20号がおよそ55グラム、 1976年のルナ24号が170グラムの月の土壌を、それぞれ無人の カプセルで地球へ帰還させました[7] [11]。日本語圏の資料では ルナ20号の回収量を「30グラム」とする記述も見られますが、 NASAや米国科学アカデミー系の資料では50〜55グラムとされて おり、本稿はこちらに従っています。
近年では、中国国家航天局の「嫦娥」計画も無人サンプルリターン を行っています。2020年12月、嫦娥5号は月の表側(アポロや ルナと同じ側)から1731グラムのサンプルを採取して帰還しました [8]。2024年6月には嫦娥6号が、 アポロ計画・ルナ計画・嫦娥5号のいずれも採取したことがなかった 月の裏側から、史上初めて1935.3グラムのサンプルを持ち帰りました [9]。
6. なんで、いしを もって かえる ひつようが あるの?
6. なぜ、石を持ち帰る必要があるのか
6. なぜ持ち帰るのか ── 月の年齢と、地球の起源
月の いしを しらべると、その いしが いつ できたのかが わかります。月の いしの 中には、44おく年いじょう まえに できた、とても ふるい ものも あります [1]。
月の いしと 地球の いしを くらべる けんきゅうから、 「大昔、地球に べつの おおきな てんたいが ぶつかって、 その とき とび出した かけらが 月に なった」と いう かんがえかたを ささえる しょうこも 見つかって います [10]。
石を調べると、いつできたかがわかる
月の石を調べると、その石がいつできたのかがわかります。月の 石のなかには、44億年以上も前にできた、とても古いものも あります[1]。
「月は地球の一部だった」という手がかり
月の石と地球の石をくわしく比べる研究から、「大昔、 地球に火星ほどの大きさの天体がぶつかり、そのとき飛び散った かけらが集まって月になった」という「ジャイアント・インパクト 説」を支える手がかりも見つかっています。月と地球の石にふくまれる 酸素の性質は全体としてよく似ていますが、2014年の研究で、 くわしく調べると測定できるくらいのわずかな違いがあることが わかりました。この違いこそが、ぶつかった天体の痕跡だと 考えられ、説を支える証拠の1つになりました[10]。
月の石を放射年代測定にかけると、その石が固まった年代が わかります。月の海(玄武岩質の平原)で採集された石は約 32億年前、高地で採集された石は約44億年前という、太陽系 初期にまでさかのぼる年代を示すものもあります[1]。
月の石と地球の石を比較する研究は、月の起源そのものの 手がかりにもなっています。現在もっとも有力な「ジャイアント・ インパクト説」は、約45億年前、火星サイズの原始惑星(「テイア」 と呼ばれる)が原始地球に衝突し、飛び散った破片が集まって月に なった、とする説です。月と地球の石にふくまれる酸素同位体比は全体 としては非常によく似ていますが、2014年、Daniel Herwartz博士 らの研究チームがより精密な比較を行った結果、両者のあいだに 測定可能なわずかな差(Δ17Oで12±3ppm)があることを発見し ました。この差が衝突天体テイアの痕跡だと解釈され、ジャイアント・ インパクト説を支持する化学的な証拠として学術誌Scienceに 発表されました[10]。
じぶんでも やって みる
自分でも調べてみたくなったら
自分でも調べてみたくなったら
月の いしの ほんものは、はくぶつかんや かがくかんで 見られる ことが あります。
きょう できる こと
- 近くの かがくかんを しらべて みる。 月の いしの てんじが あるか、おうちの人と いっしょに しらべて みましょう。
- 手ぶくろを して、ものを つまんで みる。 あつい 手ぶくろを して、小さな ものを つまむのが どれだけ たいへんか ためして みましょう。うちゅうひこうし の くろうが わかります。
きょう 出て きた ことばを 1つだけ ノートに 書いて おきましょう。「コアチューブって なに?」だけで じゅうぶんです。
月の石の本物は、博物館や科学館で展示されていることが あります。
今日できること
- 近くの科学館や博物館を調べてみる。 月の石の展示があるか、おうちの人といっしょに調べてみましょう。
- 厚い手袋をして、小さな物をつまんでみる。 軍手を2枚重ねてつけた状態で小さなビーズなどをつまんでみると、 宇宙服の手袋をつけたままレーキやトングを使う大変さが 実感できます。
出かけてできること
- 科学館の宇宙開発コーナーで、月の石のレプリカや採集道具の展示を見てみる。
気になった言葉を1つだけ書いておくと、あとで調べる入口に なります。「グローブボックスって、ふつうの箱とどう違うの?」 だけでも十分です。
月の石の実物やレプリカは、博物館や科学館で展示されていることが あります。
手を動かして確かめる
- 厚い手袋での作業を体験してみる。 厚手の手袋を二重につけた状態で、小さな部品をピンセットで つまんでみると、与圧服のグローブを着けた宇宙飛行士が採集 作業にどれだけ工夫を要したかが実感できます。
- ANGSAの最新研究を追ってみる。 NASAの公式サイトでは、未開封サンプルの分析結果が随時 公開されています。
一次情報にあたる
NASAジョンソン宇宙センターの月試料キュレーションのサイトでは、 個々のサンプルの採集地点や研究データが公開されています。 アルテミス計画による新しいサンプルリターンの情報もあわせて 追いかけてみてください。
気になった数値や言葉を1つだけノートに記録しておきましょう。 「月の石の年代が、地球の岩石より古いものも見つかる」という 事実でもかまいません。
しらべた もとの じょうほう
参考にした情報源
参考にした情報源と、その使い方
この記事は、下にあげた公開情報をもとに書いています。文章や図を無断で転載してはいません。 もっと正確に知りたいときは、必ず下の出典にあたってください。 リンク先の内容や、リンク先で起きたことについて、当サイトは責任を負いません。
出典について:Wikipediaは百科事典、NASAはアメリカ航空宇宙局という公的機関、アストロアーツ・おたくま経済新聞・soraeは天文・科学専門のニュースサイトです。英語のサイトには何を伝えるサイトかを併記しています。
- Wikipedia「月の石」。 https://ja.wikipedia.org/wiki/月の石 (アポロ計画の着陸回数、採集道具、総重量、放射年代測定の年代幅の解説)
- Wikipedia, “Apollo Lunar Sample Return Container”(英語)。 https://en.wikipedia.org/wiki/Apollo_Lunar_Sample_Return_Container (サンプル回収容器「ロックボックス」の材質・密閉機構・構造の解説)
- Wikipedia, “Lunar Receiving Laboratory”(英語)。 https://en.wikipedia.org/wiki/Lunar_Receiving_Laboratory (月面隔離研究所の目的、検疫対象ミッション、アポロ15号以降の検疫中止についての解説)
- Wikipedia, “Mobile quarantine facility”(英語)。 https://en.wikipedia.org/wiki/Mobile_quarantine_facility (移動式検疫施設の構造と、21日間の検疫期間についての解説)
- NASA Johnson Space Center, “Lunar Rocks and Soils from Apollo Missions”(英語)。 https://curator.jsc.nasa.gov/lunar/index.cfm (月試料の保管施設、サンプル総数、年間貸出数についてのNASA公式情報)
- おたくま経済新聞「NASA 未開封だったアポロ17号の月面サンプルをついに開封」。 https://otakuma.net/archives/2019110802.html (1972年に密閉され2019年に開封されたアポロ17号サンプルと、ANGSAプログラムについての報道)
- Wikipedia「ルナ計画」。 https://ja.wikipedia.org/wiki/ルナ計画 (ルナ16号・20号・24号の着陸年とサンプル重量の解説)
- Wikipedia「嫦娥5号」。 https://ja.wikipedia.org/wiki/嫦娥5号 (2020年のサンプル重量と着陸・帰還日についての解説)
- sorae「中国の月探査機『嫦娥6号』が月の裏側で採取したサンプルは1935.3グラム」。 https://sorae.info/space/20240629-chang-e-6.html (2024年、月の裏側からの史上初のサンプルリターンについての報道)
- アストロアーツ「月の石の酸素から、巨大衝突説に新たな証拠」。 https://www.astroarts.co.jp/article/hl/a/8544 (2014年のHerwartz博士らの研究による、酸素同位体比とジャイアント・インパクト説についての解説)
- NASA Science, “Soviet Union Lunar Sample Return Missions”(英語)。 https://science.nasa.gov/photojournal/soviet-union-lunar-sample-return-missions/ (ルナ20号の回収サンプル量(55グラム)についてのNASA公式解説)
- NASA, “Fifty Years Later, Curators Unveil One of the Last Sealed Apollo Samples”(英語)。 https://www.nasa.gov/general/fifty-years-later-curators-unveil-one-of-last-sealed-apollo-samples/ (月面で真空密閉されたサンプル73001が2022年に開封されたことについてのNASA公式記事)
なおした ところ
更新履歴
更新履歴(改版の記録)
- 初版を公開。
このサイトでは、公開した記事の本文は原則として書き直しません。 誤りが見つかったときや、内容が古くなったときだけ手を入れ、 その理由をこの欄に残します。