パタヤ市は、今年のソンクラーン祝祭を拡大し、新年カウントダウンイベントと同規模の催事、4月17日から19日までの3日間、ビーチロードで壮大なスペクタクルを開催すると発表。ちなみに写真に写っている大騒ぎの位置から100m少々のところに私の机があり、全面締め切らないと大騒音,,,

 

 コンサート、ショー、水かけ合戦、パーティー、DJ、特別な爆発ゾーン、文化と伝統のエリア、サッカー観戦ゾーン、数百のフードベンダーなどの内容で入場料はすべて無料!、、、とのこと

 

 例年だと空を見ながらなのですが、今年は新月と被るのでどこかに星見遠征するところ、検定試験の追い込みに掛かるので、昨年並みにパタヤ籠りの予定。

 水かけがない時間帯にこそこそと市内を逃げまわるのでしょう,,,

 

◎よくある質問  見返し

 ◎は「まだ理解足らず」

 △は「もう理解したかな」

 という感じ。

 しばらくは見返しするのでしょうか,,,

 

◎楕円の直交座標式を極座標変換する 

 楕円の方程式は上記のような形で習うのですが、ポロっと極座標で示せという問題が出るわけです,,,ほぼ暗記の世界。

 このr(θ)の式が極座標で表した楕円方程式ですね。

 

 試験ではこの式自体が4択で出るわけです。

 θ=ゼロ度と180度を入れると、分子分母で約分ができて楕円の短直径と長直径がでて、正しい式自体は選べるはずです。

 最初はそれでいいかなと思っていましたが、何度も見るうちに形として覚えてしまいました。

 

 実は何度か、上枠で示している直交座標系から極座標系に変換することをチャレンジしましたが、今朝もできなかったのでAIに聞いたところ、以下のような流れを示してくれました。

 私の敗因は(x y)と(r θ)の関係をまず図形で関連付けなかったことで、下記だと「2」の部分が抜けていたことでした。

 

 検定試験レベルでは最初と最後、直交座標表示と極座標表示が分かればいいだけなのですが、一応は流れを見ておかないとという程度の心の余裕ができたということでしょうか。

 

◎セファイド不安定帯の脈動変光星

 表左側はテキストから、備考欄はwikiなどから。

 多様性というか、何でセファイドの脈動変光星にこんな違いが出るんだっけ、,,と

 これは天文学辞典の図。

 右の斜めが主系列で太陽質量4から10倍の恒星が主家列を離れて赤色巨星とか水平分枝あたりに行く経路図。

 これを見れば、同じ赤色巨星といっても星のボリュームが違い、明るさも違う

 なにより、100歳近く年を経た星が赤色巨星になる場合と数億年以下で赤色巨星になる星では金属量も違うし、となれば変光の形態も違うはず。

 同じくセファイド変光帯上(上図だと点線の斜め線)の変光星でも、絶対光度の高いエリアの「本当の意味」でのセファイドと、かつてはセファイドとごちゃまぜだったものが、セファイドⅡとかおうし座RV、こと座RRに分かれたのも見えてきます。

 

 私自身は第二次世界大戦下のウィルソン山天体で、ドイツ移民のバーデが移動制限されて,,,逆にそれがゆえに望遠鏡を独り占め状態で星々の研究をして、ハッブルがアンドロメダ星雲の位置特定に使用した変光星の一部が、天の川銀河でしか見えず他の銀河で見えないことなどから、星の種別を発見して変光星の型を見直して宇宙の距離指標を見直した,,,みたいな話は好きなんですけどね。

 

 冒頭の表を見ると「白色矮星の中にもセファイド変光星がある」,,,という正誤問題が出たらいいな、、、と。さらにセファイドの帯と主系列が交差する辺りにもセファイド変光星があり、上の表だと名だたる1等星がたて座δ型として名を連ねていますので、これなども問題にしてほしい,,,そうしたら得点独り占めかも。

 

◎無限に広がる平面上にある物体に作用する重力

 イメージとして、渦巻銀河の上空を旅行したとして、円盤部の近傍とかちょっと上空で作用する重力がどう変わるかという計算です。

https://tnakabou.seesaa.net/article/201203article_3.html

 

 この問題については、公式テキストにも導出経緯が示されていて、過去にも出題されています。

  これが地球から受ける重力だと、地球からの距離が遠くなれば遠くなるほど地球の重力は小さくなるわけです。

 

 上図で四角で示しているのが無限に広い銀河面だとして(無限に広がっています)、

・銀河面近くだと大きな重力を受けるように見えますが、重力は円錐のような形で作用するため、無限遠方平面からの重力は作用角度が緩くなるため、重力の影響は小さくなります。

・上図で質量mが無限平面からどんどん遠ざかると、受ける重力は減りそうに見えますが、円錐が広がっていくのでより広い場所からの重力を受けることになります。

 これは質点mが受ける重力で、値は2πGσm。

 G:重力定数 σ:面密度 m:質点質量

 上図でいうと銀河面から質点までの距離はRですが、Rがパラメータとして入っていません。すなわち銀河面からの距離にかかわらず、重力は一定の大きさになります。

 

◎レーン=エムデン方程式

 レーン=エムデン方程式というのあって、レーンさんとエムデンさんが作った方程式とのことで、恒星の内部構造を示す方程式,,なんですね。

 重力と圧力差が釣り合うという関係式で、「恒星は静水圧平衡にある」ということ自体を覚えておけばいいみたい,,,それとまだ覚えきれていませんが、この式から恒星の中心温度が求まります。

 

 この方程式を解析的に解けるのはn=0、1、5の場合だけで、公式テキストにはこの3つの線しか書いてありません。ただし微分方程式なので、数値計算的には解けてwikiから引用した上のグラフのような値を示します

 

 ちなみに「n」の値の意味がよくわからないのでネットで調べるわけですが説明はバラバラ。あるところには「n=0は中性子星、n=1は白色矮星や地球、n=3は太陽、n=5は赤色巨星を表す」とあり、別のところには「n=0は地球、n=1は赤色巨星、巨大ガス惑星、n=5は銀河団」、、、多分この具体的な天体へのあてはめはテキストにはないので、覚えなくてもよさそう。

 

 テキストでは延々5ページ解説が続きます。

 最後に出て来る重力エネルギーの式やビリアル定理だけ覚えればいいようです。

 3(γ-1)U+Ωg = 0 とかE =(4-3γ)Uなど。

 ,,,これらは試験に出ています

 

 

◎Ⅱ型超新星,,,Ⅱ-P型とかⅡ-L型超新星など

 1級テキストだと、Ⅱ型超新星もその光度曲線とかスペクトルでいろいろと分かれ、Ⅱ-P型とⅡ-L型もその一例。

 ただしこれらのワードで検索してもP型は出てきますがL型が出てきません。

 

 Pはプラトーの意味で、爆発後100日程度、台形状、すなわち中程度の光度が一定期間維持されるもの。

 対してL型はリニアーの意味で、爆発後急激に直線的に光度を落としていくもの。

 

 テキストの説明では、超新星爆発する以前に外層部の水素が恒星風等で剝がれてしまっているものと、大部分の外層が残っているものの違いで、剥がれていれば光度が急激に落ちるL型で、大部分の外層が残っていればだらだらと一定光度を保ちP型なのだとか。

 

 また、Ⅱ型は水素スペクトルが見られるので判別できますが、その状況によってもn型とb型に分かれます

 nがナローだと、bはブロード(広い)だと思ってしまいますが、上枠の説明を読んでも幅広という意味は出てこず、Ⅰ-b型に近いスペクトルとあるのみ。

 Ⅰ-bのbは、単にa型、b型、c型のb型なので、bそのものには意味はありません。

 

 テキストではP型、L型、n型、b型ともそれぞれ数行の記述があるので、これらも正誤問題等で出てきそう、,,まあいずれにしても深くは理解できないのですけども。

 

 JAXAのホームページへのアクセスしにくさとか内容とかにぶつくさ言っている日々ですが、ともあれ日本唯一の宇宙機関なので利用できるものは利用しよう,,,と。

 

 「よくあるご質問」、多分、宇宙に関して疑問があると、JAXAに問い合わせる人が多いのでしょうね。

 普通の「よくある質問」だと、JAXAへの行き方とか施設の案内だとか、イベント案内なんでしょうが、以下を見ると「夏休みの宿題に答える業務」が多いのかも,,,

 

◎JAXA 有人宇宙技術部門 「よくあるご質問」

 「よくあるご質問」に答えているのは有人宇宙技術部門で,,,いわゆる宇宙飛行士が活躍する部隊です。

 

 昨晩、ひたすら上記カテゴリに入れられた回答文のURLをエクセルに貼り付ける業務,,,全部で230ぐらいありました。

 

 そこから表題を見てまずは100程度に絞る作業。

 観点は単純で「検定試験に出そうか否か」

 

 例えば、いまさらロシアの宇宙船に関する内容とか、ISS建設当時の裏話などは要らんでしょう,,,

 また「宇宙酔い」や「帰還後の健康状態」など既知の内容も削除

 

 100から50は結構大変で、削除しようと思ったものはほぼすべてクリックして中身のチェック。中身によっては残すものもありそうなので。

 ということで昨晩午後9時までかかって目標の50項目に到達

 

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 今朝の出発点 目標25-30程度に圧縮

 すべてクリックして中身のチェック、試験問題になりそうなものを残す作業

 結局宣言通り、すべてチェックして中身を確認して、まあ無理やりではなく25程度に絞ったもの。

 

 今日はこれをもう1回周回して、件数を減らすのではなく、記事をちゃんと理解して終える予定。しばらくしてから再読して、不要なものは落としていくという段取りで。

 

 こういう問題は面白いけど、1回読むとわかるし本質的には人体の問題であるし。

 こういうのは無重力問題だけど、一回見ればわかるものなので削除

 

 この問題は、意味が分かりませんでした。

 「球状磁石」?

 何それ、、、

 なるほど、楽天でも売っているんだ,,,

 海外生活長いでしょ,,となるとこういう小物に関する情報ってないんですよ。

 

 たぶん楽天で探さなくても、100均とかに行けば目にするんでしょ,,,こういうもの。

 そういう機会がないんです。

 日本に一時帰国すれば100均には行くのですが、買わなくっちゃならないものがあり

どちらかといえば目的買いなので、ぶらぶら見回ることもなく,,,

 

 これって、この球の北半球と南半球でSNになっているんでしょうかね、、、

 まあ表面がSで核がNっていうこともなさそうではありますが。

 

+++++

 これは前に記事にも書きましたけども,,,

 

 JAXAの「よくある質問」はあくまでも宇宙に関することなので、花火の記事は今のところJAXA関連では探せませんけども。

 天文宇宙検定1級であるからには、天文か宇宙のいずれかの問題であるはずです。

 

 花火は天文でも宇宙でもありませんが、選択肢を見ると「自由落下」がまさに「無重力状態」ということを示しています,,,

 ISSは地球に自由落下しているから無重力であるわけです。

 

,,,ちなみにAIに聞くと、花火の内部構造と職人の技術と出てきます

 他の選択肢を見ても、一瞬で広がる、空気抵抗、初速が非等方、,,どれも宇宙や天文のキーワードになじみません。

 この問題、実は結構難しい問題だと思いますが、迷わず「自由落下」を選ぶことになります。

 

 

 

 

 

 

◎今朝も5時から

 昨日が朝3時だったので、今朝も4時半ごろに目覚めて、つらつら考えると今朝も朝のメニューがあって予定がタイトなので、5時からテキスト周回。

 

 結局、テキストは2時間弱で周回できていますが、これは蛍光ペンのところだけを読み込んでいるとの思い浮かんだ疑問点はノートに書きとり、周回が終わってから別途時間をかけて調べているから,,,

 今朝の疑問点は

・太陽コロナの境界条件がγ≒1.0になること

・分子雲が星になる辺りでなぜ自由落下状態になるのか

・超光速運動

・双極磁場のグラフ

 

 あとまあ、深く味わいたいなあ、、、という点

・恒星スペクトルの横並び

・mーM、、、距離指数

 

◎分子雲が星になる辺りでなぜ自由落下状態になるのか

 ガス球が収縮すると熱が発生し、これが収縮を妨げるのではないかというのが今朝の疑問

 急激に収縮すれば一般的には断熱変化になります。断熱⇒温度上昇⇒光圧が増加⇒自己重力に抵抗,,,どっかで自由落下が止まりそうだが。

 結局、スカスカで断熱変化ではなく等温変化となるということ,,,ここはテキストの書きっぷりと同じ。

 また重力解放によるエネルギーが光となって消えるので、太陽の1000倍近く明るくなるということになるわけですね。

 

◎太陽コロナの境界条件がγ≒1.0になること

 通常、太陽大気は単原子なのでγ=5/3になるはずなのにγ≒1になるという説明があったので、よくわからないなあ、、、というのが出発点

 ガス圧というより磁場なのねという説明。

 

◎超光速運動

 「超光速運動」というのが公式テキストに1節として設けられているのですが、どうも浮いているというか、何言っているの?という感じがしていました。

 

 上掲はAIに聞くと取りまとめてくれたわけですが、その際の引用文献が公式テキストからであり、要はちょっと変な先生が言っているだけの戯言のようです、、、でも試験に出て来るから覚えるしかない。

 

◎ISSで紙飛行機

 実にベタなお手軽実験で、古くは毛利飛行士、若田飛行士、どっかの成金、、、最近では油井飛行士がISS内で紙飛行機を飛ばしています。

 

 でも最後の油井さんは別として若田さんの辺りは科学的じゃないんですよね。

 若田さんがというよりは若田さんの映像を元にして、JAXAが紙飛行機の挙動を説明しているのですが、これがまるで「頭で考えただけ」の説明資料,,,飛行機はJAXAが言うように飛んでいません。

 

 Youtube上には「観念的に考えた理屈」に従って、数多くの動画が溢れています。

 曰く、紙飛行機はくるっと円を描くと。宙返りすると。

 若田さんが行った飛行実験動画がありますが、

 ・紙飛行機は直進して壁にぶつかる

 あるいは

 ・直進して最後にわずかに上昇して壁にぶつかる

 動画を見てもくるっと宙返りなどしません。

 

 私自身、若田動画を見るまえに、前掲のJAXA作成の円軌道の絵を見ていろいろ考えました。確かに重力は作用しないので、下に落ちないのだろう

 また揚力が翼に作用するので、上昇する(くるっと宙返りする軌道にはいる)というのは理解できる、しかし、

 ・これって仮にくるりと宙返りしたらその後どうなるの?

 ・くるくると宙返りし続けるの?

 

 仮に「紙飛行機は宙返りする」が正解なら、しばらくはクルクルと宙返りし続けるんじゃない? で実際に、若田動画を見ると決して宙返りなどしていません。

 

+++++

 さすがにJAXAも過去の宙返り失敗(未達)動画や、動画とあっていない説明に反省したのか,,,

 この動画は力が入っているというか、前中後編という3本立て。

 JAXAの専門家さんの説明は、多分高校生では理解できないレベル。

 …要は素人向けに出来ていません。

 

 そして紙飛行機はA機とB機を用意しかつ飛行機の飛ばし方も数通り。

 

 唯一、宙返りっぽい飛び方をしたのは、

 「飛行機は下の方向、足元方向に低速で押し出す」方法で、チャレンジ数回でやっと宙返りっぽい飛行になっていました。

 でもさあ、紙飛行は少なくとも水平に飛ばすものでしょ、足元方向に「紙飛行機を飛ばす」って、そもそも飛ばすことになるのかな?

 それで仮に宙返りしたとしても、無重力だと宙返りするって言えるのかな?

 

 JAXAがいままで真面目に説明していなかったのは、ISS内には空気抵抗があるということ。

 

 仮に下に向けて押し出したとしても、宙返り軌道に入るのですが、空気抵抗で止まってしまい、頂上あたりで滞留します。これって宙返りっていうの?

 こういう素人向けの実験は「無重力」というキーワードで検定試験にも登場するのですが、さて、この失敗実験は検定試験の題材になるのか?

 

 

 

◎SLSのLaunch Abort System: LAS

 趣旨としては発射台の時の緊急事態にの時の脱出経路を調べようとしたのですが、それには新規性がないようで、記事でヒットしたのはロケットが上昇中に問題があった時の緊急脱出システムの記事がヒットしました。

 

    炎を噴き出しているのは「アボートモーター(abort motor)」と呼ばれる固体燃料ロケットエンジンです。アボートは「中止」という言うような意味。

 

 緊急脱出システムは打ち上げで何らかの問題が生じた際に、宇宙飛行士が搭乗する円錐形の「クルーモジュール」ロケットから分離して遠ざけるために使用されるシステムです。

 

 アボートモーターは約4秒間続く燃焼中に約40万ポンド(約1780キロニュートン)の推力を発揮するといいます。この推力が如何ほどか不明ですが、上昇中はメインエンジンでクルーが乗り込んでいるモジュールは押されているわけで、これを引き離して離脱する推力がモーターには必要になりますよね。分離されたのちについては記事にありませんが、落下傘が開いて地上に帰還するんでしょうね、、、

 

 調べたかったのはこちら。

 発射台で燃料系が爆発するなどした場合、上掲のような脱出路が可能かどうか不明ですが、流れは下記のようです。

 宇宙船ハッチ⇒発射塔の通路⇒ケーブルで吊られたバスケット⇒装甲車

 

https://sorae.info/space/20220409-orion-las-abort-motor.html

 

◎種子島宇宙センターの概要

 もうちょっと前にこういうものを作っていれば、打ち上げ実況もより楽しめたかも

 

◎NASAの各施設

 細かくはいろいろあるのでしょうが、超概略での頭の中の整理。

 

◎ジンバル

 見ても分からないジンバル

 H3ロケットの姿勢制御はジンバルで行い、微調整は補助エンジン(スラスター)で行っています。

 

 ジンバルはジャイロのことでいうなれば「地球ゴマ」

 まずは重量円盤をグルグル回して、角運動量を持たせて姿勢が変わりにくく

しています。

 

 姿勢制御というと大まか二つのことがあり、

 ・ジンバルで進行方向をブレないようにする

 ・ズレていこうとした場合、スラスタを噴射して強制的に方向を変える

 

◎ハレーアルマダ(ハレー艦隊)

 ハレー彗星が来るのでこれに合わせて各機関がハレー彗星に探査衛星を飛ばしたもので、「艦隊」。

ハレー彗星を直接目的にしたもの

・ICE NASA 太陽風/磁気圏観測ミッションと彗星探索ミッション

・ベガ(1号、2号) ソ連

・さきがけ すいせいのための試験機 日本が打ち上げた初めての惑星間空間探査機

・すいせい コマの水素ライマンα輝線を初めて撮影

・ジオット 欧州宇宙機関 2000枚近い撮像

関連

・パイオニア7号

・パイオニア・ヴィーナス1号

・STS-51L

 

 その他の彗星探査衛星

① ディープ・スペース1号 ボレリー彗星への近接探査を実施

 1998年打ち上げ NASA 2001年 彗星核の撮影はジオットのハレーに次いで2例目


②ディープ・インパクト探査機 テンペル第1彗星へインパクターを打ち込んだ

 2005年打ち上げ、370gのインパクターを打ち込み、探査機搭載機器及びハッブル/スピッツァー望遠鏡で観測

 

③スターダスト探査機 ヴィルト第2彗星からのサンプルリターン

 1999年打ち上げ、2006年サンプルリターン、その後テンペル第1彗星を探査

 彗星の尾に入りコマからの試料を採取したもの

 

④ロゼッタ探査機 チュリュモフ・ゲラシメンコ彗星へ到着、着陸機フィラエを投下

 2004年打ち上げ、2014年 到着

 欧州宇宙機関 人類史上初の「彗星に着陸した探査機」

 

◎ イオンエンジンの比推力(効率性)が高い理由

 

◎宇宙科学講演会のお知らせ

 これを見ると、JAXA宇宙科学研究所が何をテーマとして推しているかが分かります

 というか、まあこれ全部じゃないですかという感じではあります

 

 はやぶさ2# 今年7月 トリフネフライバイ

 Hera 二重小惑星探査計画(JAXAは赤外線カメラや高精度アンテナで貢献)

 みお 水星の磁気探査 べピ・コロンボ計画

 MMX 火星の衛星フォボス探査

 

 これらのテーマについては以前取りまとめたことがあり、試験直前にまた取りまとめ直したいと思っています,,,

 宇宙科学研については上記4点とXRISMでしょうかね。

 

◎革新的衛星技術実証4号機とは何か

 これはまさに「何なのか」という思い。調べていく限り、宇宙での革新的技術を実証するプラットフォームをJAXAが提供します,,,というもの。

 ちょっとカッコ悪いのは、自前のイプシロンSで打ち上げたいところ、これが休業中なので米民間のロケットラボの手を借りて打ち上げた,,,という流れ。

 まとめてみて、検定試験の案件ではなさそうだな、、、

 まあ、大きな骨組みだけは覚えておこうか。

 これはさすがに件名全てを覚える必要はないのでしょうね

 

 

 今朝は,,

・朝3時過ぎから能代のRV-X(Reusable Vehicle eXperiment)の打ち上げ実況視聴

 

 今日はいろいろとメニューがあるので朝4時半からテキスト周回開始

 1時間50分で読了

 周回スピードがだんだん速くなっている

 効率的に読めているのはいいが読み飛ばしにならないように注意は必要

 

◎午前5時半(タイ時間)、またも中止

 ちなみにアンビリカルはumbilicalで、「へその緒」、もともとは「胎児と胎盤をつなぐ管」という意味で、転じて、「電源や信号を供給するケーブル」など、何かと何かが物理的・機能的につながっている状態を表す際に使う言葉だそうです。

 

 5時5分ごろに、「あと10分で飛行開始」というアナウンスがあって、いよいよかと思ったわけです。

 事前に、ロケット本体の左右に「アンビリカルケーブル」があって、それが本体に繋がっているのを、右が数分前、左が30秒くらい前に接続を解除するという情報がありました。

 

 推察するにそのケーブル接続切断あたりで不具合が生じたのかも。

 安全確保のために「総員退去」状態なので、ケーブル切断は無人で行われるはずで、コンセントが抜けなかった,,,みたいなことなのかも。

 

 早ければ明日にも再度,,,らしいですが、執筆時点で予定不明。

 

◎太陽スペクトルを見るとHα線の吸収線があるが、太陽をHαフィルターを用いて見ると依然として構造が見えるのはなぜか

 まあ、分からなければ最初から調べろよと思うわけですが、今朝の周回作業で、「あれは何なのだろう」と思い浮かびAIに調べさせたもの。

 

 別途調べると、太陽は白色光で光っているので、まずはフィルターで白色光部分をカットしてHαだけを通すようにする,,,吸収線=暗線でHαは低減されるが、上掲のように彩層でHαが発生するので、それがバックを暗くした視野の中で浮かび上がるということのようです。

 

◎特殊相対性理論的赤方偏移と重力赤方偏移の違い

 テキストに出てくる式は見た目簡単な式なのですが、前者は特殊相対論、後者は一般相対論に依拠しているのですね。

 

◎高速電波バースト  Fast Radio Burst(FRB)

 試験ではテキストに載っていない新しい天体現象が出ることは稀なんですが、これは数回前の試験で出題。「FRBとはどんな現象か」という問題で、初見で解けたかどうか?

 今朝時点で、FRBをテキストのどこに書き入れるか悩んで、宇宙線のところかな?と思っていて、これは大外れ。電波なのだから電磁波のどこかに書くべきということ

 

 ともあれ、これは天文学辞典にも載っている程度の用語なので、さて、天文学辞典を「読書する」必要があるのか,,,悩むところ。

 

◎宇宙望遠鏡SPHEREx スフィアーエックス

 口径は20㎝だそうです,,,だから随分と軽量級。

 でもこの記事だと102波長(wikiだと96波長)で全天を半年かけて撮影するそうで、設計寿命は2年なので、計4回、上掲波長の種類の全天マップを撮影するのだとか。

 

 0.75~5.0マイクロメートルの近赤外スペクトルとしていますから、可視光では写らない遠方銀河が対象のようです。

 赤方偏移により銀河を分類し約4億5000万の銀河を撮影するのだとか。

 

◎ゲイザリング(推進薬等の配管内での沸騰)対策

 ゲイザリング対策は、各ロケットで進化というか変わっているようです。

 これを調べた時の試験問題はHⅡ-Aロケットでのゲイザリング対策で、上掲とは少々違います。

 JAXAでは打ち上げ失敗で海中からエンジンを引き上げて事故原因を調べたこともあり、2重3重の対策をしているようです。

 上掲に書き洩らしましたが、燃料なども一時に全量を注入するのではなく、最後はちょっとづつ継ぎ足して、なるべく冷えた推進剤酸化剤をタンク内に入れて、温度上昇を防ぐなどの運用をしているようです。,,,ちなみに本日行われた実証実験でも、推進剤は最後の最後まで継ぎ足していたようです。

 

◎はやぶさ2の2つの平面アンテナ

 これは公式問題集にある問題の元資料。

 ①はないにして、③は上文から「あかつき」で用いられていたこと、④は軽量化が図られたとしているので、正解は②

 この問題が過去問なのか創作問なのかは不明。

 多少技術的に振った内容ですが、一般向けのファン!ファン!JAXA!の記事はすべてチェックしてくのでしょうね

 

 

 

◎ 宇宙系問題集を手持ち問題集から集成

 過去6回分の1級過去問から 30問

 過去5回分の2級過去問から 18問

 公式問題集5冊から      34問

 ,,,、計82問をパワポに貼り付けたところ

 

 過去問pdfから貼り付けたもの

 もう何度も見ているので覚えてしまっていますが、問題としては「一級品」なのでこちらはもれなく貼付け

 何を今さら2級問題から,,,とも思いますが、過去問を分析していくと1級で出た問題が、2級に出ることは過去に何回かあり、レベルはそこそこ。

 2級の方が広い範囲を扱っていて、けっこう専門的に深いところがあるので、ラップを除いて加えています

 公式問題集は「トンデモ問題」が多いのですが、「宇宙開発」編は結構まとも。

 入手できていない第14回以前の過去問も掲載されているので、中身を見てあまりにも古い内容は除外して、写真撮影⇒パワポ貼付け。

 

 とはいえ、宇宙系の問題は理学ではなく工学なので、誤解のない言い方は難しいのですが、「深みがない」。

 知らない内容でも一度解説まで読んで理解してしまえば、それでおしまいのところがあります。

 

 今日は第一次選抜,,,82題⇒57題へ絞り込み

 

+++++++

 以下ひたすら問題集の分析、情報収集

 

◎ロケットの姿図

 間違っているものはどれかというもの

 JAXAのサイトに下記があり、見比べていくとファルコン9が違うことがわかります

 ちなみに見極めは姿で見るというものと、高さが違うという点があり、ファルコン9は1機種だけ頭抜けて高く全長70mあります。

 ちなみにロシアは科学技術が止まった国なので、ソユーズはロケットして現在も使われていますが全長でいうと50m以下の「小型機」です。

 

 多分ここにプロトンとかアンタレスが入ってくると、

 今、出題されるとすればH3に変わっているのでしょう。

 ちなみにロケットというくくりでいえば、中国もありインドもあるわけですが、上掲問題はISSとは銘打っていないものの、ISSへのロケットという大枠があります。単なるロケットの比較ではなく、JAXAが参画している宇宙計画で,,,という観点です。

 

◎水素と酸素を完全に化学反応させるための水素と酸素の重量混合比はいくらか

 化学反応式は、2H2+O2 ⇒ 2H2O

 水素原子量は1で酸素は16なので、

 2H2=4 O2=32 よって、比率は1:8

 

 ただし、H3第一エンジンなどでは1:6の比率にして水素を多めにしている。

 ・完全燃焼させると燃焼室温度が上がりすぎる

 ・排出されるガスを100%の水蒸気にするより、

  未燃焼の水素を混入させ軽くすることにより噴射速度が速くなる

 

◎ロケットの打ち上げ時の天候条件

 以前の条件は20.9 m/s以下だったようですが、現在は20m/s。

 霧や靄などの視界については制約がないようです。

 

◎光子ロケット (SFの世界),,,こういうのイヤなんですが、公式問題集では頻出

 

◎ラグランジュ点(L2)に設置された宇宙望遠鏡

 

◎ケスラーシンドローム(ケスラー効果) 増加するスペースデブリ

 

◎種子島宇宙センターでのドッグレッグ・ターン

 

◎ガマアンコウが宇宙での実験生物に選ばれた理由

 

◎カエルが実験用水棲生物として選ばれない理由

 糞の量が多い、身もふたもない

 オタマジャクシからカエルに変わるので、論点が多くなる,,,

 

 テキストのちょうど真ん中あたりで、パカッと割れてしまっています

 左右を見れば独立していて、それぞれはほぼ問題ありませんが、このまま使っていると、背が割れて半分に分かれてしまう。

 いろいろと調べると、白い木工ボンドを隙間に流し込めばいいらしい。

 ただこのBOOKOFFでは原液を使うようになっていて、別のサイトだと「水で薄める」とあり、ちょっと悩みましたが「原液で」。

 

 日本で買った木工ボンドがわずかな量残っていて、隙間に流し込んで一晩おいて、今朝見ると、なんとなくOK。あと1日置いて、明日最終確認。 

 

JAXA機関紙「JAXA's」の103

 3月23日付で機関紙最新号の発行

 試験ネタになりそうなのは次の2点,,,

 

①HTV-Xの技術実証ミッション

 HTV-Xの正式名称は、「H-II Transfer Vehicle-X

 搭載能力が「こうのとり」の約1.5倍(約6トン)

 ISS離脱後に最大1.5年ほど宇宙に留まり、様々な宇宙技術の実証を行うプラットフォームとしても活用できる

 月周回有人拠点「ゲートウェイ」への物資補給への活用も期待

 

②はやぶさ 2♯(ハヤブサ ツー シャープ)

 

アルテミスⅡ

 アルテミスについてはアルテミス計画全体のお話とアルテミスⅡ単独の出題がありそうなので、ここではアルテミスⅡの正誤問題でキーワードになりそうな言葉の羅列

 4択の正誤問題なので、出るとすればこの辺りから。

 これをまとめて、貼り付けた後で、SLSについてまとめてもいいかな,,,と。

 

◎大学入試の化学って暗記問題だよね

,,,天文学って物理より化学的要素大

 これは旧東工大の2026年物理の問題

 検定テキストを見ている限り、こういう力学的な問題が並んでいるので、天文学は物理学だよなとは思うわけです。

 実際、天文学科のない大学だと物理学科に天文学講座がありますので。

 

 ただこの写真の解説だと高校教科書の「暗記物理」をベースに説明しているのに対して、検定テキストだと「微積物理」で論を進めているので、高校物理を復習しても検定テキストを読めるかというと、ちょっと無理かな。

 もちろん大学入試レベルでも力のつり合いを微分方程式で立式して問題を解く場合もあり、そういう人にとっては高校物理を復習すると検定テキストはなじみやすくなります。

 

 現象を理解するために検定テキストでは確かに微積物理を使っているのですが、検定試験だけを考えれば、試験に出て来るのは微積を使う途中経過ではなくて、最後に出てきた関係式だけであり、これを覚えればよいとすれば、最終的には「暗記物理」になり、中身的には高校物理と同じレベルまで下がってきます。

 

 こちらは同じく旧東工大2026年の化学の問題

 ・Na、Kは天然には単体として存在しない

 ・Mg、Caは常温の水とは反応しない

 ・MgSO4、CaSO4、BaSo4はいずれも水に溶けにくい

 ・Zn、Alは濃HNO3中で不働態となる

 ・Snの単体は酸の水溶液と反応するが、強塩基の水溶液とは反応しない

 、、、、

 すべて〇✕で答える問題。

 

 多分これらの文章の裏側には電子の配置など数式があるはずですが、試験問題としては「完璧な暗記問題」になっています。ベースはイオン化傾向なんだと思いますが、ひたすら暗記ですね、、、化学の受験勉強は、文系の人が歴史で年号や人名を覚えるのと同じ作業のように思います。

 

 そしていまひたすら検定テキストを読み込んでいますが、やっているのことは上掲のような化学の正誤問題対応のような感じです。

 前半で話題とした物理的というか力学や電磁気学の問題も、大学受験では関係式を求めることが試験問題ですが、検定試験では出す過程ではなく、覚えた関係式を書きだせばよいので、そういった意味で化学の問題と同じテイストを感じてしまします。

 

◎誤解の源はこれ

 今、JAXAというかテキスト外の知識をどこに求めるかということを見直し中。

 この記事は直近の試験問題から。

 うっすらとした記憶だと、「天文時事」の内容をどうやって捕捉していくかということを模索中だったころであり、見つけたのがAstroarts記事の下記記事

 

 記事の見出し部分を見ると、「超新星残骸の鉄が100億度に達している」という問題文の答えそのものが書かれていて、

 ・Astroarts記事はちゃんと読んでいかなければならない

 ・XRISMなどの最新観測機器の報文も追いかけるべき

 ,,,と思い込んだわけです。

 

 今、冷静になって考えると、確かに上掲問題はXRISMのファーストライトの記事から取られた問題であること自体は間違いありませんが、では、「この問題はXRISMの記事がなければ解けない問題なのか?」という疑義。

 

 テキストを勉強をしていくと、以下程度のことは基本知識になります。

 ・超新星爆発は宇宙最強の現象である

 ・60億度以上を「相対論的プラズマ状態」といって、領域の最大は1000億度

  (もちろん、宇宙誕生時は別です)

 

 この2点が知識として入っていれば、選択肢①は温度低すぎ、③と④は温度高すぎ

 と判断できるわけです,,,

 実はテキストの中には超新星爆発の温度については数値が示されていません。

 実際に爆発の瞬間は観測出来ていませんし、温度の定義も実はいろいろあり、今回の場合のようにXRISMでは100億度だったというのが正解なんだとは思います。

 

 今後ともAstroarts記事や、XRISMやアルマ、すばるの報文に目を通しはしていくのですが、新しい知識を得るというよりは、テキストの知識を確認するという程度でよいと思ったところ。

 

◎赤道地平視差

 やはりテキストを読み飛ばしているのだなあと深く反省した件。

 

 視差を求めるには「基線」が必要で、大どころはパーセク(pc)で、年周視差の逆数がpcであり、この時の基線は地球の軌道半径(太陽までの距離)になります。

 他方、地球半径を基線とする視差は「赤道地平視差」と呼ばれるもの。

 

 歴史的に見ると、年周視差を初めて観測できたのは、1838年にはくちょう座61番星の年周視差が0.314秒。逆に言えば恒星の動きについてのはっきりとした数値は1838年まで観測できなかったわけです。

 

 ただし天体の動きは暦を作るうえで大切なデータなので、古来天文学者は惑星や月の動きを測るために、赤道地平視差を用いていたようで、現代でも国立天文台などが作成する「暦象年表」などの天体暦において、惑星や月の正確な位置を予測・掲載するための基礎データとして利用されれているようです。

 

 実際のことを言えば、試験に出て来るのは年周視差なのですが、テキストには「赤道地平視差」の記述はあり「主に惑星や彗星の距離を表す代わりに用いられる」とあり、この辺は押さえておくべき知識なんでしょう,,,

 

◎分光視差

 これも今まで読み飛ばしていたもの。

 この際、知識の整理

 こういうふうに整理すると、「なんだこんなことか」と。

 

◎相場観が通じないことも

 これは前回11月に私が受けた2級の試験問題。これ間違えたもの。。。

 

 実は便法というか相場感というか、2級はそれで乗り切ろうとしていました。

 たかだか100ページちょっと、しかも文章も少ない。数字のところは覚えてしまえ

 

 2級のテキストには、「太陽質量の0.6倍で800億年 2倍で14億年、3倍で4.5億年、5倍で1.2億年、8倍で4300万年、12倍で2000万年」とあります。

 星の寿命計算は2級の定番なので、いちいち計算するより覚えてしまった方が楽だと思ったわけです。,,,ということで太陽質量の5倍なら1.2億年? 選択肢にない。

 

 これひどいでしょ。

 

 結論から言うと、問題文にある「光度が質量の3.5乗に比例する」とありますが、これって明確に定まっていないようです。恒星質量に依存する式のようで、1級テキストを読むと、3乗もあれば5乗もあるようです。

 

 作問者の趣旨としては3.5乗とすると、計算の過程で10の0.5乗の計算が出てきて、それをやらせたかったようです。

 要は、光度から星の寿命を求める計算手順が分かっていないと解けない問題でした

 

 一応は反省しており、今ではちゃんと計算手順を理解して解くようにしていますけども,,,

 

◎対流圏は高さ10㎞まで

 昔、2週間に一度くらいは国内出張で飛行機に乗っていたのですが、当時は飛行機が上空に上がると機長さんからお話があって、当機は3万3千フィートを順調に飛行中,,,といっていたような気がします。3万3千フィート,,,高さ10㎞ですね。

 

 テキストには惑星の大気構造という節があって、地球の場合は、対流圏が「0~10㎞」、成層圏が「10~50km」、中間圏が「50~90km」、熱圏が「90~数百㎞」,,,と。

 

 ということは飛行機は対流圏を避けて成層圏を飛んでいるんですね。

 昔の微かな記憶が確認できました

 

◎ニッケル56⇒コバルト56⇒鉄56への崩壊

 超新星爆発の時の主要なエネルギー源として、半減期6日のニッケル56⇒コバルト56の崩壊があり、続いて半減期77日のコバルト56⇒鉄56への崩壊があるとされていて、実際にどうなっているのかを表にしたもの。

 

 表の左側が変化手順で、表の右側がそれぞれの元素の安定した形。

 質量数は56で各崩壊過程で一定で、陽子数が一つづつ減り、中性子が一つづつ増えるので、元素名はニッケルからコバルト、鉄と変わっていき、最後に安定の鉄56になるという流れがよくわかります。

 

 

 

 各反応段階で、陽子が一つ減るので陽電子が出てきて、この陽子が中性子に変わるという反応。ニュートリノも出ますがこれはそのままどこかへ,,,

 陽電子は不安定なので手近な電子と対消滅してガンマ線が生じる,,,

 

 電子(または陽電子)の静止質量は約 511keVで、2つ分の質量が消えるため、合計で1022 約 keV のエネルギーがガンマ線として発生するということなんですね、なるほど。

 

 テキストにはコバルトから鉄までの流れは書いてあるだけ。

 実際にどうなっているかが、分かりました。

 

 

 

  

 

 

 

 

 

 

◎JAXAの各施設

 公式問題集にJAXAの各施設について問う問題があって、それはJAXA合併以前の宇宙開発事業団(NASDA)の施設と東大宇宙航空研究所/宇宙科学研究所(ISAS)由来かを問う問題。

 さすがにこういう問題は今の時代ないだろう,,,とは思うものの、やはりJAXA内での縦割りがあって、それを理解していくと、JAXA内での業務内容も理解できます。

 

 要は射場は種子島と内之浦があって、前者がNASDA、後者がISAS。

 メインの本部も筑波が前者、相模原が後者。

 部分部分では当然統合しているのでしょうけども,,,

 

 過去問に、JAXAの英名称は?という問題があって、

 ①Japan Aerospace Exploration Agency 

 ②Japan Aeronautics Exploration Agency 

 ③Japan Aerospace Experimental Agency 

 ④Japan Aeronautics Experimental Agency

 

 JapanとAgencyは同じですが、中二つが違う形になっています。

 NASAは National Aeronautics and Space Administrationなんですね。

 あまり深く考えなければ解けますが、悩みだすと,,,

 

 ちなみにJAXAの正式名称である「宇宙航空研究開発機構」って、むずい

 宇宙航空ってゴロが悪く、日本語にはない並びらしく、普通だと航空宇宙なんだそうです。また、研究を技術に変えて宇宙航空技術開発機構も組織名としてありそう。

 同じような単語を並べて選ばせる問題があってもおかしくないレベルかも。

 

 またJAXAに「航空」という言葉が入っているのは、合併時の名残。

 多分誰もが思うことでJAXAといえば宇宙開発と思っていると思いますが、これは合併前の一組織である航空宇宙技術研究所の名残。

 これは次世代航空機の開発主体です。

 邪推すれば、日本語として通りの良い航空宇宙研究開発機構という名前にしなかったのは、格下の合併相手の名称に倣いたくなかったからではないかと思っております,,,

 

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◎ハッブルテンション

 ハッブルテンションは現在進行形の天文学での大きな課題です。業界で大激論中ではありますが、どういうものなのか程度は試験に出てもおかしくないのかも。

https://sorae.info/astronomy/20260322-hubble-constant.html#google_vignette

 この記事では、天の川銀河近傍の「局所宇宙」(←単に天の川銀河に近いという意味のようです)の膨張速度が約64km/s/Mpcであり、これは初期宇宙での測定値に近いものであったとのこと。

 結局膨張速度は、天体までの距離の推定の精度が議論になり、今回の検討ではTRGB(赤色巨星分枝先端)と呼ばれる指標を用いて距離精度を向上させたのだとか。

 

 TRGBは比較的軽い恒星が年老いた頃に到達する段階のひとつで、内部に蓄積されたヘリウムが急激な核融合反応(ヘリウムフラッシュ)を起こし、最も明るく輝く時期を指し、このときの明るさはどれもほぼ一定とされており、様々な銀河までの距離を正確に測るための強力な物差し、なんだとか。

 

 このTRGBが盛り込まれかは別ですが、ハッブルテンションとはなにか、課題は何か程度の試験問題は作れそうです。

 

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◎ 宇宙系出題の分析

 月曜日の朝、朝食前にやるべきことかとは自問しますが,,,

 改めて宇宙系出題の分析

 

① 円グラフ1 組織別

 基本的にはJAXA関連からの出題なのですが、ここではJAXAから旧東大系の宇宙科学研究所を別建てにして、JAXA、宇宙科学研究所、他社で分けたもの

 アルテミスやJUICEなどの「他社」案件でも、JAXAが共同参画していて、JAXAホームページでも閲覧できるものはJAXAとしています。

 インドの月着陸などは他社案件に割り振っていますが、実際にはSLIMなど日本の月面着陸を意識した問題構成であり、インドの宇宙技術を勉強しなくても話題的には日本の話題をフォローしていれば自然に入ってくる情報です。

 ともあれ、宇宙科学研究所含めたJAXAは80%以上を占めます

 

②円グラフ2 分野別

 ここではロケットや運搬機などの輸送と、観測/観察の成果/器機を分けています。

 輸送が75%を占めているので、ロケットのエンジン、推進剤、打上げ技術についての知見を増やしていかなければなりません。

 

③円グラフ3 現在過去

 現在進行形の案件が85%以上を占めます。

 上記①と②と関連してみれば、JAXAのサイトの徹底理解が肝要と思われます。

 ちなみに過去案件は、情報入手は難しいです。現時点でもなお出典不明な情報があり、どうやって勉強するのだろう,,,と悩んでいるところです。

 

 

 

 

◎大幅方向転換

 実は今日の午後はJAXAの宇宙科学研究所、国立天文台のアルマとすばるなどの研究論文を整理しようとしたのですが、ふと「ある疑念」

 

 実はこれがすべての出発点だったのですが、これは上の表の下から3番目の試験問題の内容を報じる記事。

 JAXAのX線分光撮像衛星XRISMに関する報文というか発表会を報じるもので、優れたX線解像度で天体を明らかにした,,,というもの。

 「ああ、こういう観測衛星などの報文を読んでいかないとダメなんだな」と。

 

 これに触発されて、JAXAや国立天文台の主たる報文に目を通し、さて直近だとどんな発表があり、どういう問題作りがされるのだろう,,,といろいろと考えてきたわけです

 

 ただ今朝ふと、「でもあれだな、XRISMの報文は見たけども、同様に日本の観測器機であるアルマやすばるはどんな感じで試験問題に出てきていたのだっけ、,,」

 

 ということで調べたのが上の表。

 観点としては「テキスト本文以外からのものでJAXAや国立天文台関連、広く宇宙も含めて」というものでピックアップしました。

 

 過去6回分の過去問を浚ってみて、改めてわかったことは、

 ・国立天文台のアルマもすばるも試験問題として登場していない

 ・ほぼ「宇宙」で括れるもので多くがJAXAのロケット系の話題

 ・JAXAの研究部門である宇宙科学研究所絡みは、SLIMとXRISM、

  そして共同参画のJUICE程度。

 

 報文も読まねばと思ったきっかけは、実は唯一の出題でしかもXRISMつながりで見れば、ファーストライトなのだから試験ネタになるだろういう感じのものでした

 

 ということで方向転換

 ・JAXAについては今まで同様にHP等から情報を収集する

 ・アルマやすばるは「大きな話題があれば」,,,という程度にトーンダウンする

 

 ただしJAXAのロケット事業についてはH3やイプシロンが現在足踏み状態なので、

 試験問題として取り上げられるかは?

 ・新型こうのとりであればOKか。

 ・JAXAも参画するアルテミス計画

 。。。あとはロケット全般的な知識問題

 

 宇宙科学研究所ネタとしては、

 ・水星に向かっているMio

 ・今年夏に予定されているはやぶさ2のトリフネフライバイ

 ・MMX(火星衛星)

 ・ESAとの共同事業になりつつあるDESTINY+

 ,,,こちらは話題豊富

 

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◎ちょっと悲しい表づくり

 定期的な計算問題の周回中。

 

 logの値が必要な場合、log2でもlog3でも大体、問題に書いてあります。

 だから覚えておかなくてもいいというわけでもないので。

 

 でも平方根は無いんですよね。

 √2はすぐ出るにしても√3は忘却の彼方、でも√5までは頻出

 解答解説ではどうやっているというと「はさみうち」

 √5なら√4=2より大きくて√9=3より小さい。だから、、、

 計算問題の場合、選択肢は桁違いとか倍半分くらいの数値の差があるので、値を挟んで評価するくらいでもいいのですが、ちょっとね

 

 上表で「乗数」はlogを使えば出そうですが、解答解説を読むと10の0.4乗を求める際に、10の0.3乗と10の0.5乗をそれぞれ2と3と置いて挟んで数値を決めています,,,

 だから覚えた方が速い

 

 等級差は5等で100倍はいいにして、4等級差などは出てきます。

 2.5を4回掛ければいいのですが、40倍(1/40)とすぐに頭に思い浮かんだ方がいい

 

 ケプラーの調和の法則(周期の2乗は半径の3乗に比例する)を使う場合には、立方根が出てきます。基本的に8(2の3乗)とか64(4の3乗)みたいな分かりやすい数字が使われるので覚える必要はありません,,,と期待。

 

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◎暗算

 解答解説を読むと、ほぼ暗算でやれ,,,と書いてあります。

 ・100万倍明るい=10の6乗倍明るい

 ・明るさは距離の2乗に反比例するから10の3乗倍遠くまで見える

 ・望遠鏡の能力は1Kpcまで見える能力なので、

  10の3乗✕10の3乗 pcまで見える,,,10の6乗 pc

 ・10の6乗は1Mだから、③が答え,,,

 

 まあもちろん、メモ書きはするのでしょうけども。

 この場合100万倍位だからすぐに10の6乗倍か,,,と分かるわけですが、

 時に「太陽が1000億個集まった」みたいな数字が出て来るので、ゼロゼロゼロカンマ,,,を繋げていってゼロが何個あるかを数えて何乗かを調べる。

 

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◎ひたすら慣れるしかない

 これも、実は単純な割り算と掛け算だけの問題。

 多分中学生とかでも楽勝の計算問題,,,私にもそういう時代がありました。

 

 ・波長5㎝と輝線長3万㎞の分数を考える,,,単位が全然違う

 ・上掲は分解能で単位はラジアンなので180度/πを乗じて度数法に変換

  ここでπを3.14なんてしていると時間の無駄なので、3として60を掛けるだけ

 ・さらに単位は秒角なので3600秒を掛けて計算

  答えによっては1/1000のミリになる可能性も

 

 こういう分解能の計算は定番であり、問題によっては視野角で度数が与えられている場合があり、ラジアンに変更して光年とかpcで距離を求める場合もあり、とにかく例題を繰り返しやって、自分の計算能力の自信を回復維持すことが肝要,,,と思います

 

 天文では桁数が巨大なものを概算で計算することが必要なんでしょうけどね。

 でもここで手を抜くと「サービス問題」を落とすことになるので、倦まず弛まず