「嫦娥6号」が月面「裏側」への軟着陸に成功したと報じられたのは1989年6月4日の「天安門事件」から35年目の日の前日に当たる6月3日のことでこの「成功」の話題で「天安門事件」の記憶に内外の目が向けられることは避けられたようです。「嫦娥6号」を搭載した長征5号ロケットが打ち上げられたのは先月3日のことでロケットから切り離されて「嫦娥6号」が「月周回軌道」に投入されたのが5月8日で僅か5日で月周回軌道投入され周回軌道から月面着陸までに要した時間は26日。果たしてどのような軌道変更を経て「嫦娥6号」は「月の裏側」に僅か1か月で到達できたのでしょうか。
■「カーマン線」
地球表面から大気圏の境界を越えて高度100キロの「カーマン線」を超えると大気密度が急激に減少しここから先は重力の影響も弱まり、宇宙船や人工衛星が自由に運動できる「宇宙空間」といわれます。カーマン線は宇宙と大気圏の境界を示す重要なラインであり宇宙飛行士が宇宙に到達したとみなされる高度なのだそうです。
地球から月までの距離: 地球から月までの距離は約38万4440キロメートルで東京―大阪間の475往復分。太陽系の全ての惑星が一列に並べられる距離であると考えられています。下の絵をご覧になればわかる通り月と地球とは我々の感覚よりも実際にはかなり離れていることがわかります。太陽系の惑星が並べられる38万キロの距離を実感するためJAXAに所属する惑星科学者の方が作成した太陽系の惑星の大きさを比較した動画があるので貼っておきます。
月面到達までの軌道変更が明快であったJAXAの「SLIM」の例をまずみてみましょう。
■「遷移軌道」
静止衛星や月ロケットのような軌道高度の高い衛星を打上げる場合には，いったん低高度の円に近い軌道 (パーキング軌道) に乗せてそれから必要な軌道変更を行なったのち推力を与えて最終軌道へ移行させる方法がとられるのが普通で高度の異なる第1の軌道から第2の軌道へ乗移るための軌道を「遷移軌道」と呼ぶそうです。
月の遷移軌道（ホーマン遷移軌道）
月の遷移軌道「ホーマン遷移軌道」は同一軌道面にある2つの円軌道の間で軌道を変更するための遷移軌道。ドイツのヴァルター・ホーマンが1925年に提案。この遷移軌道は内側の軌道上に近点があり外側の軌道上に遠点がある楕円軌道で同一の軌道面上の2つの円軌道の間の遷移を最少のエネルギーで行うことができる。また近点と遠点の2回だけ速度変化を必要とする。月への探査機の場合、黄道面や目的地の軌道傾斜角が問題となることや打ち上げタイミングが会合周期（惑星により0.3年から2.2年）に1回しか訪れないため「単純なホーマン遷移軌道を使うことは少ない」などとされる。
2024年1月20日の未明に月にピンポイント着陸を成功させたJAXAの小型月着陸実証機 SLIM
種子島宇宙センターからSLIMを搭載したH2Aロケット47号機が2023年の9月7日8時42分打ち上げられ打ち上げから35分後の同日9時17分に高度620キロでH2Aと「SLIM」の切り離しに成功。
10月4日に「SLIM」は地球を公転する月の重力を利用して軌道を変更する月スイングバイを実施し月軌道の外側で約130万kmの軌道（遷移軌道）に沿う飛行に移った。日本時間2023年12月25日16時51分に月の北極付近上空で逆噴射を実施して軌道を変更し月の北極と南極の上空を通過する楕円軌道を約6.4時間で周回する月周回軌道に投入。2023年12月25日16:51（日本標準時）にSLIM）の月周回軌道投入に成功。搭載ロケットからの切り離しから月の重力を利用する「月スイングバイ」で遷移軌道に沿って月の周回軌道という第２軌道に投入されるまでに110日間、110×24＋7.5＝2647.5時間を要した。SLIMが月面に降りる前の月周回軌道は周期約6.4時間（月の廻りを1周するのに要する時間）で月に最も近いところ（近月点）では高度約600km、月から最も遠いところ（遠月点）では高度約4000kmで月の北極点と南極点を結ぶ楕円軌道だったそうですそして月周回軌道から翌24年1月20日の月面着陸までの時間は26日間を要した。
https://www.jaxa.jp/press/2023/12/20231225-1_j.html
「SLIM」のその後についてですが「SLIM」は3回の超夜に成功｡SLIMは着陸地点で3回目の越夜（夜を越すこと）に成功しています。着陸直後に電力を得られなかったSLIMは一旦休眠状態に置かれたが、太陽光が西から当たって太陽電池から電力を得られるようになった2024年1月28日以降は「マルチバンド分光カメラ（MBC）」による岩の観測が行われ着陸地点が夜を迎えることから1月31日に再び休眠状態に入った。その後2024年2月25日に1回目の越夜に成功（3月1日未明から休眠）3月27日には2回目の越夜に成功（3月30日未明から休眠）したことがそれぞれ確認されている。越夜後は着陸直後にシステムから切り離されたバッテリーや温度センサーの一部に不調が出始めていてMBCによる観測も行えていないものの状況確認と並行して航法カメラで撮影された月面の画像が公開されている。JAXAによると2024年4月23日夜の運用にて再起動したSLIMとの通信に成功し3回目の越夜に成功したことが確認された。XのSLIM公式アカウントは3回目の越夜成功後に航法カメラで撮影された画像（記事冒頭に掲載）をポストしている。越夜後に撮影された画像は1回目と2回目の時にも公開されているが今回は越夜後としては最も月齢が早い時に撮影されたため全体的に明るく岩などの影が短くなっている設計時に越夜を想定していなかったSLIMですが､JAXAによると3回目の越夜成功後も主要機能は維持されている模様。今後は昼夜の温度差が大きな月面の環境で劣化が進む箇所と進みにくい箇所を明らかにするべくSLIMの状態を詳しく確認していくと発表。
■中国の月探査機「嫦娥6号」の場合
「月の裏側」からの初のサンプルリターンを目指す中国の月探査機「嫦娥6号」が今月3日に月面軟着陸に成功したと報じられています。中国国家航天局（CNSA）の発表では先月5月3日18時27分に中国海南省文昌航天発射場から打ち上げられた長征5号ロケットから無人月探査機「嫦娥6号」が切り離されて「月遷移軌道」へ投入されたのは打ち上げから37分後のことでそれから5月8日に「月周回軌道」に投入されるまでに要した時間は僅か5日間だったようです。5月8日に「嫦娥6号｣は北京航天飛行制御センターによる制御を受け、月接近時の減速に成功し月周回軌道に乗ったと中国青年網が伝えた。CNSAは「無人月面探査機嫦娥6号」は6月3日午前6時23分（日本時間午前7時23分）頃に月周回軌道から月の裏側の南極エイトケン盆地に軟着陸したと発表。
■「嫦娥6号」の月周回軌道から月面着陸まで中継衛星「鵲橋2号」（注）のサポートを受け月周回軌道の高度と傾斜角を調整し軌道モジュール・帰還モジュール結合体と着陸モジュール・上昇モジュール結合体の分離を実施し、その後着陸モジュール・上昇モジュール結合体が月の裏側の南極エイトケン盆地での軟着陸に成功したと発表。
但し今のところCNSAは「嫦娥6号」をロケットから切り離したあと僅か5日でどのような遷移軌道で月周回軌道に変更し月面「裏側」に軟着陸できたのかについて詳細を発表していないようです3月に打ち上げた中継衛星「鵲橋2号」については以下のような記事がみられます。
■中継衛星「鵲橋2号」
鵲橋2号は「月周回軌道」で運用される中国の中継通信衛星と説明されている。鵲橋2号を搭載した長征8号が打ち上げられたのは日本時間2024年3月20日9時31分（北京時間同日8時31分）で中国の文昌衛星発射センターから打ち上げられた打ち上げから約112時間後の日本時間2024年3月25日1時46分に月周回軌道へ投入するためのエンジン燃焼が月の高度約440kmで開始され約19分後に成功したとされる。中国国家航天局（CNSA）は「鵲橋2号」は発射から12分後に長征8号から分離され近地点200km・遠地点42万km「24時間周期」の楕円軌道の月周回軌道上にあり搭載されている太陽電池アレイと通信アンテナが展開されて打ち上げは成功したと発表。鵲橋2号は今後高度300km×8600km、軌道傾斜角54.8度の12時間周期の軌道に遷移する予定とされる。
■打ち上げから4日で「月面到達」したアポロ11
嘗て米ソの冷戦時代とは「宇宙開発」という科学力を誇示することに象徴された時代でした。その象徴が「アポロ計画」だったといえます。1969年7月16日に打ち上げられ20日20時17分アポロ月着陸船「イーグル」号を月に着陸させた、とされています。「アームストロング船長は7月21日の2時56分15秒（UTC）に月面に降り立った最初の人物となりその19分後にオルドリンがアームストロングに続いた。二人は約2時間15分をともに船外で過ごし47.5ポンド（21.5キログラム）の月物質を地球に持ち帰るために採取した。2人が月面にいる間マイケル・コリンズ司令船操縦士はひとり月周回軌道上で司令船『コロンビア』号を飛行させた。アームストロングとオルドリンは21時間半を月面で過ごしたあと、月周回軌道上で再び『コロンビア』に合流した」などとあります。
しかし残念ながら、アポロ11で人類が月面に降り立った映像はスタンリー・キューブリック監督の指揮下でハリウッド映画の様に撮影されたものだったと監督本人が晩年語っていますしアポロ11の乗組員とされるオルドリン飛行士も「行っていない」「起らなかった」と孫に語っていました｡「月」は太陽との関係において地球と「連惑星系」
質量を有する物体（天体）はその質量に比例して周囲に空間の歪みを形成し複数の天体が存在する系において特定の1つの天体が及ぼす重力による影響が他の天体による影響の総和よりも卓越する領域を「重力圏」と称する。重力の正体は「万有引力」の法則として知られており天体から離れた点においてはその天体から受ける重力の強さはその天体までの距離の2乗に反比例して減少する｡実際には1つの天体のみで重力圏を考える場合は意味が薄いため他の天体の影響も考慮する必要がある。月は地球の重力に束縛されており地球を中心に公転している地球の衛星として説明される場合があるが重力圏の試験物体として太陽と地球の間に存在する月を考えると月は地球の重力圏の外に位置している。このため太陽との関係においては月は地球と一緒に太陽を公転する天体であり地球－月の系を1つの「連惑星系」と見なせるまた月の重力場は軌道上の探査機から放出される電波を追跡することで決定されている。
■月の重力
月の重力が地球の6分の1であるのは「月の大きさが地球の4分の1で重さが約100分の1だから」と説明されている。