天文宇宙検定1級ではこのところ3回連続でケプラーの法則が出題されています。

 

 ケプラーの法則は第1から第3までありますが、出題されているのは第2法則です。

 楕円軌道上での角速度とか公転速度を求める問題です。

 なお、4回前まで遡るとより単純化した単振り子が主題されていています。

 手持ちの過去問は5回分だけなので、これ以前にケプラーの法則が出題されていたかどうかは不明です。

 

 検定1級には公式テキストがあります。

 ケプラーの法則は1節分を使って解説していますが、具体の計算問題はありません。

 頼るは公式問題集になりますが、面妖なことに私が所持している公式問題5冊にはケプラーの法則を用いた計算問題は1問も所載されておらず、結局、冒頭で述べた3回分の問題をもとに、出題傾向を探るしかできない状況です。

 

① 第17回第15問

 この問題は角運動量保存則を使えば計算不要

 速度は距離に反比例するので④が正解

 

② 第18回第19問

 面積速度一定なので公転周期Pを使って面積速度を表し、

 別途近日点での面積速度をvで求め、これを等しいとするもので③

 また別解として、円運動の速度はv=2πa/Pなので③か④になり、④は約分すると変な形になるので③が正解,,,と選べます。

 

③ 第19回第3問

 角運動量保存則を使うだけ。①と同様で、偏心率「e」に書き換えた問題

 

④ 第16回第34問(参考)

 これは単振り子の周期を考えれば即答,,,

 

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 1級の問題ということで、ちょっと気持ち的に構えていました。

 今日はYoutube上の高校物理のケプラーの法則に関する動画を硬軟視聴。

 

 特に上掲左の「ハイレベル高校物理」と同じ投稿者の右「やりすぎ!高校物理」が結構硬派。でも次の駿台の新・物理入門よりはそれほどでも,,,

 手持ちの高校物理参考書/問題集は上記2種。

 センター試験レベルだとケプラーの法則はごくごくサラリと扱う程度。

 

 左の駿台「新・物理入門」は今さらながらすごいと思います。

 著者の山本師は予備校時代に授業を受けました。

 高校生向けなのに

 ・力はベクトル表示(大学レベルという「極・宇宙」でもスカラーです)

 ・いわゆる微積物理で運動方程式を立式して微積で解く

 微積物理は駿台で初めて接しましたが、公式から解くより非常にわかりやすかった記憶があります…

 

 ともあれ、Youtubeと駿台図書で一応予備知識を入れてから実際の試験問題に取り組みましたが、楕円の幾何学がわかればそれで十分という内容でちょっと拍子抜け

 この程度の幾何学的な「公式」を理解しておけば、よいようです。

    米国の民間ロケット打ち上げ業者ブルー・オリジン社のニューグレンロケット、

Never Tell Me The Odds (確率は?などと聞くな)がロケット射場へ搬送中という投稿

 

   Never Tell Me The Odds って何よ。

   英語に古くからある言い回しだそうですが、我々世代に懐かしいのは、映画スターウォーズで、ハンソロが操縦するミレニアム・ファルコン号が小惑星帯をすり抜けて逃げているとき、C-3POが「小惑星帯を抜ける確率は1/3720」というのに対し、ハリソンフォードが「確率なんて知ったこっちゃねえ」みたいにいって小惑星をすり抜けていくシーン。

     

 なかなか関連記事が見つかりませんが、この9/29の打上げがずれ込んでいるということのようです。ブルーオリジンはamazonのジェフベゾスが所有する会社。

 

 CEOのLimp氏によれば、NewGlennの2回目のミッションは「NeverTell Me The Odds(確率を言うな)」と名付けられた。

 「我々の主要なミッション目標の一つは、ブースターを着陸させ、回収すること。

 我々は今年8基のGS2(Glenn Stage 2、ロケット第2段)を製造する予定。

 2回目で飛行させる機体は4月に燃焼試験を行っている

 

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・NewGlennの打ち上げは今回で2回目。

・米フロリダ州のケープカナベラル空軍基地から打ち上げられる

・米航空宇宙局(NASA)の火星探査機「Escapeand Plasma Acceleration and Dynamics Explorers(ESCAPADE)」を軌道に投入する。

・ESCAPADEはもともと1月のNewGlennの初打上げに搭載される予定だった。

・ESCAPADEはBlueとGoldという2機で構成される探査機。

・火星周辺の地磁気を調査するとともに、高エネルギーの太陽風粒子と火星の大気との相互作用を制御するプロセスを分析する。

・BlueとGoldの重さはそれぞれ524kg。

・搭載される観測機器の重さは約8kg。推進剤が重さの70%を占めるという。

・衛星はRocket Lab(ロケットラボ)が製造。

・運用は米カリフォルニア大学バークレー校宇宙科学研究所

・NewGlennは、ESCAPADEを火星に直接送るのではなく、地球を周回する軌道に送り、そこから探査機は推進器(スラスター)を使用して火星に向かう。

・ESCAPADEは打ち上げから約11カ月後に火星に到着し、火星軌道投入(MOI)噴射を実施する。

・NewGlennの初回打ち上げでは、BlueOriginの衛星バス「BlueRing」(ブルーリング)の試験機が軌道に投入されたが、ロケット第1段の洋上着地には失敗した。

・2回目でも、大西洋上のドローン船への着地と回収が予定されている。

 

   ちなみに今下記Youtubeを見ると打ち上げ準備作業が見られます,,,多分、打ち上げまでライブが続くのかな?

 

 分析するのに随分と時間を要しました。

 多分正解だと思います,,,

 ちなみに漫画絵なり写真を見せて電波望遠鏡を当てさせる問題って出題されたら全滅だろうなあ,,, これだから素人はダメだと決めつけられると生きていけない,,,

 まずわからないのが、4コマ漫画を読む順番。どういう順番で読むの?

 ・左→右、左→右?

 ・時計回り?

 

②  絵の描き分け  

 ・左の大きなレーダーは漫画絵左上の右でしょうか。

 ・右に見えるたくさんの小さなレーダーは漫画絵左下の小さなレーダー群

     ,,,日本製の7mというもの?

 これが漫画絵左上のヨーロッパ製12mのこと?

    これが10mのASTEみたいです

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 何となく言いたいのは、

 漫画右上はアルマ望遠鏡の7m望遠鏡のように見えるが、10mASTE望遠鏡である

 ということのなのかな?

 

ちなみに天文学事典では、アルマ望遠鏡とASTEは別建てになっていて、

 ASTEは

 ・口径10mのサブミリ波望遠鏡

 ・国立天文台、チリ大/東大など大学共同体により運用されている

 ・ASTEはアタカマサブミリ波望遠鏡実験となっています。

  望遠鏡ではなくて「望遠鏡実験」とあり実験の意味がよく理解できていません。

 

 アルマ望遠鏡は、

 ・口径12mと7mのアンテナ66台で最大基線長16㎞で0.01秒角の分解能

 ・うち日本は口径12m4台/口径7m12台を負担

 ・東アジア、北米。ESA+建設地チリの17か国の国際協力

 ・運用は日本自然科学研究機構+アメリカ国立科学財団+ESAが共同運用

 

 

 

 今年度のノーベル物理学賞が発表され「電気回路における巨視的なトンネル効果とエネルギー量子化の発見」で、3氏が受賞とのこと。

 

 今、「トンネル効果 発見」で検索すると今回のノーベル賞関連しか出てきません。

 AIって所詮、ネット情報の集積なのでこうなるのだろうなあ、、、

 

 江崎さんがトランジスタの不良品解析からトンネル効果を発見したのが1956年

 ノーベル賞を受賞したのが1973年。

 なんかよくわからないけども、当時受けた強烈な印象があります。

 

 日本人としては忘れてはならない偉業だし、

 ネット上とはいえ忘れられているのがちょっと悲しい

 ちなみに今回のノーベル物理学賞のスウェーデンアカデミー作の「説明漫画」なんですが、これって、トンネル効果そのものなんじゃない?

 まあ、壁にボールを投げてそのままボールが通り過ぎれば???だし、それが巨視的な状況で確認できればすごいよね,,,というのが今回の授賞理由ではありますが。

 この三人の関係。

 左の人の研究室に

 真ん中の人がポスドクとして入り、

 その時の学生だったのが右の人

 というもの。

 

 まあ順当ですよね、誰がどれくらいというわけでもないのでしょうし。

 多分実験は学生さんがやって、ポスドクがそれは面白いね,,となって、先生ともども量子力学で解いていったのでしょうし。

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 ノーベル物理学賞の歴史をさかのぼると、弟子というか学生の発見で受賞した人もいて,,,

 宇宙からのパルサーは1967年にジョスリン・ベルによって発見されたCP1919が初めてで、ノーベル物理学賞のを受賞したのは1974年に指導教官のアントニー・ヒューイッシュ。

 

 ノーベル物理学賞の受賞理由は「パルサーの発見における決定的役割」

 結局評価されたのが論文の筆頭がヒューイッシュで、2番目が発見者のベルであったことのようで、学会では議論が巻き起こったとのこと

 特にケンブリッジの同僚フレッド・ホイルが強く非難したようです。

 (まあ、フレッドホイルは結局、ノーベル賞をもらっていませんから,,,)

 

 この辺は作問者も理解しているようで、「発見でノーベル賞を受賞したのは?」みたいな文脈で問題文が書かれています。

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 ノーベル物理学賞は天文宇宙検定1級の頻出分野で、現時点でどれが出ていないというものはない状態ですが、ノーベル賞を受賞するような天文学的発見で天文学が発展しているので、天文学分野17件(くらい)は受賞者+件名∔概略くらいはね、、、

 受賞年までは必要ないですが、発見の順番とかもね,,,

 宇宙線、パルサー星、宇宙マイクロ波背景放射、パルサー連星、ニュートリノ、重力波,,,こんがらがるのはノーベル賞受賞年じゃなくて発見年なので、、、

 

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 今回の、「電気回路における巨視的なトンネル効果とエネルギー量子化の発見」は、量子コンピュータとかには影響しているようですが、天文学や宇宙とは直接結びつかないので、試験対策的には深掘りは必要なさそう,,,

 

 ↓「高校理科で理解するノーベル物理学賞2025」

 

 

 

 過去何回目かの作問者の反省として、

・2級以下は2年1回程度でテキストを更新するので最新話題をテキストに盛込みやすい

・1級は改定ピッチが5~10年で、最新の話題を盛り込みずらい

 ⇒最新の天文の話題をHP等を活用して提供していくことも検討,,,

 

 それがあるのかどうなのかを、まずはX公式アカウントで検証。

 

 これは今年7月以降のXでの話題提供。基本的には独自見解を述べるものではなく、最新話題のリツイートが中心です。

 結構な頻度での投稿だな,,,と思ったのは今日からさかのぼって7/1まででした。

 これより過去は、

 ・自発的に削除してしまったのか

 ・もともと頻度が少なかったのか

 更新頻度も間遠で、これを見て天文時事の知識はあまり得られないだろうなあ,,,

 

 上掲リストの中には、私が捕捉できていなかったニュースもあり、とりあえずアカウントをフォローしたところです。

 

 上掲7/29のISSでの市民リクエストによる実験。 

 

 

 今朝もSpaceXの打上げ実況

 あれ?スペースXって、月着陸船まで造っていたの?

 ロケット先端部フェリング内に収められた月着陸機

 搭載されたBlue Ghos 着陸機

 米・民間企業ファイアフライ・エアロスペース社のもの

 SpaceX社はあくまでも輸送だけを担当するようです。,,,地球周回軌道直前くらいで着陸船を切り離し、それ以降は着陸船のスラスターで月を目指すようです。

 

 2025年3月2日にブルーゴースト1号機が月面着陸

 

 これは2024年2月の米・インチュイティブ・マシーンズのOdysseus(オデュッセウス)に続く2例目。ただし「オデュッセウス」は横転しての接地だったため、ファイアフライ・エアロスペース社は「完璧な月面着陸に成功した史上初の民間企業となった」とのこと。

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 今回の打上げはブルーゴースト2号機をSpaceXロケットで打ち上げたもの

 今回の打上げはファルコン9

 打ち上げ4分を切ったところで、やっとロケット保持材を外すようです

 フェアリング部と本体2段目をを横からつかんでいる保持材がだんだんと離れます

 2枚の写真を比べるとわかります,,,という程度ですが、これだけ離れれば打ち上げには支障がないようです。

 打ち上げ

 上昇中

 猛スピードで上昇していますので、ロケットをお尻側から見るアングルをうまく入れられません。画像が上下しています。

 MECO(ミコ、メインエンジンカットオフ)

 この時点で1段目エンジンが止まり、左側に見える1段目が切り離れたところ

 右側第2エンジンはまだ点火していません

 

 無事、第2エンジン点火

 先端のフェアリング内

 月着陸機が収まっています

 フェアリング分離

 この段階で大気は希薄になっていますので、流線型のフェアリングは不要

 といううち、1段目エンジンが再点火して地上帰還作業中

 無事1段目着陸

 2段目エンジンが止まった段階で中継自体はお終い

 

 前回のブルーゴースト1号機は、

 ・2025年1月15日に打ち上げ

 ・地球周回軌道から月遷移軌道、月周回軌道を飛行

 ・3月2日に月軟着陸

 

 これを参考にすると、今回打ち上げの着陸機が月に着陸するのは12月10日頃?

 

 下記はブルーゴースト1号機等の記事

 

 ちなみに検定の公式サイトの鏡のページをスクロールしていくと、

 2回前の第17回検定の「受験者データと講評」の案内があって、ここから第17回分にアクセスできます。

 

 でも、「第18回」(前々回)の「受験者データと講評」へたどり着く方法はこの検定HPから明示的に行けるようになっていません。

 

 試みに「第18回天文宇宙検定 受験者データと講評」でグーグル検索するとページは存在して、データなり講評を見ることができます。

 公式ブログなるものがあるようで、ここに公開されています。

 

 第18回は悪名高い,,,と私が言っている検定回で上掲に示されているように1級の合格率が「ゼロ%」になった回です。

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 以下は、基本改変無し。太字がコメントのまま。不要なところをカットしただけ。

 

 「合格者ゼロになったことに関するもの」
 バッドニュースとしては、今回の試験では残念ながら1級合格者が0名であった。これは当検定試験において2回目のことで、前回は第15回試験(2023年5月開催)で1級合格者が出ていない。他の級と同じく1級の試験も毎回同じぐらいのレベルにしているつもりだが、難易度は多少は変動するし、そのときどきでの問題と受験者の相性のよしあしもあるだろう。あと一歩という方はおられたので、懲りずに挑戦を続けていただきたい。
 ,,,なんかあまり出題側としての反省がありませんね,,,

 第15回と第18回ということは、3回に一度くらいは合格者ゼロなの?

 作問者側として反省はないのかな?

 

 「試験に臨む心構え」

 出題範囲が限られていない1級では、さすがに正答率が高いものでも80%ぐらいだ。論理的に考えて正答に辿り着ける問題も少なくないので、知らない内容の問題でも、論理的に正答を推測できないか、時間の許す限り考えてみてほしい。
 

 「作問者として」

 1級では、正答率が低いものは10%程度しかなくて、ランダムに選択した場合より明らかに低いように思われる。1級受験者はさすがにランダムに回答を選んでいるわけでないようだが、逆に、考えすぎてしまうのだろうか。理由ははっきりしないが、この数年の正答率を眺めて、一番、興味深かった現象である。

 

 誤答傾向については、ひっかけ問題に近い内容となっているということなのでは?まじめに勉強した人が普通に答えられる問題文/選択肢の内容にすべきだと思います。

 

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    ちなみに、「第19回 天文宇宙検定 受験者データと講評」で検索してもまだ出ていないようです。

 

 第18回検定は2024年11月実施で、公表が2025年4月14日。19回は6月実施。

 ちなみに第17回は、9月20日付で公表されています。

 

 もう次回検定試験の応募が開始されているのに、前回検定試験の講評や分析が出ていないって正常な状況なのかな?

 試験まであと40日ほどしかないのに、受験者はどういう心構えで受験準備すべきなのか。

 

 以下、公式ブログから、1級受験者に対する勉強の方法に関するコメント一覧。

第18回から

 上掲

 

第17回から

 1級になると、どうしても“数式の壁”が現れ、その壁を乗り越えないと進めない部分が出てくるだろう。そんなときは、一度、数式で書かれた内容を、文章で表してみてほしい。たとえば、今回の1級【問11】で出てきた角運動量Lの式maは、“角運動量とは回転方向の運動量のようなもので、質量と回転半径と回転速度を掛けたものになる。ただし、回転速度は回転半径と回転角速度を掛けて表すこともできる”あたりだろうか。後は、質量にm、回転半径にa、そして回転角速度にωの文字を割り当てれば角運動量の数式になる。言葉による表現でも数式による表現でも、表している内容は変わらない(慣れれば数式の方が便利だというだけ)。

 

第16回から

 1級攻略法としては、何度か書いたように、天文学だけでなく、大学初年級の数学や物理(微積分と微分方程式と力学)も合わせて勉強するということは重要である。また今回の出題にもあったが、重力(万有引力)に関わる問題など、定番問題を押さえておくことも大事だ。星のHR図や進化など、天文の基本だが2級で学ぶ内容については、その一歩先の範囲を学んでおくと1級に対処できることがあるだろう。逆に、磁場や輻射場、高エネルギー天文学など、2級までの公式テキストではほとんど出てこない概念も、1級問題には出やすい分野だといえる。最後に、今回の問8 プラネタリウムの発明から100年の設問のように、時事問題は出題範囲が限られており山を張りやすいので、ここらへんは落とさないようにしてほしい。

 

第15回から

 理系大学の学生や(文系大学に分類される)教育系大学の理系学生は、高校で地学を履修していないことが多いので、大学1回生の必修授業(半年15回)で2級テキストが非常に使いよい。同様に、1級参考書『極・宇宙を解く』は、理系大学や教育系大学理系などで、2回生~3回生向けのテキストによい(分量が多いので、半年で半分ぐらいしかできないが)。
 このように、教育系大学などでは、2級テキストと1級参考書がスムーズに接続して使用されることもあるのに、1級が格段に難しくなる原因は2つほどある。一つは1級で扱う範囲(分量)が非常に多くなることだ。ただ、2級と重なっている内容も多いので、まったく新しい内容や用語は思うほどはないだろう。もう一つは、質的な問題として、数学的な計算と物理的な解釈が深くなっている点だ。すなわち、大学初年級で習う(復習する)、微積分や微分方程式などの数学的処方や力学その他の物理が、1級参考書では(簡単な説明はあるが)ふつうに使われている。大学であれば1回生でいろいろ学んだ後に、1級参考書へスムーズに接続できるが、一般的には、ここらへんが1級のハードルを上げているのではないかと考えられる。逆に言えば、若干の遠回りだが、天文学だけでなく、大学初年級の数学と諸科学(とくに、微積分と微分方程式と力学)も合わせて勉強してもらえると、『極・宇宙を解く』などの理解も深く速くなると思う。宇宙や物質をより深く理解するためには物理的知識が不可欠であるし、物理的知識を得るためには、数学という言語を習熟する必要があるわけだ。

 

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 素直に納得できない内容です。

 作問者はこういう所に着目して、「1級試験の合格者が少ない」という理由付けをしているのだ,,,と分かりました。

 

 ともあれ、来年の6月に合格すればいいだけのお話なんですけども。

 

 2/2の5号機の打ち上げに続いて、6号機の打ち上げが「延期」され、7号機が10/21に打ち上げられることになっています。

 

①なぜ6号機が延期されたのか?

 6号機はH3-30Sという初めての形態での打上げです。

 H3-30SはH3ロケットシリーズでは最も軽量化されたタイプ,,,コスト最低。

 30Sという意味は、1段エンジン3基+固体補助ブースタ-無し+短いフェアリング。

 

 通常はエンジンが2基ででありこれが3基になるので一見コストアップに見えますが、固体ブースターをなくした方が安くなるみたいです。

 

 JAXA資料を読むと、「官公需」という政府系の軽量衛星を打ち上げるために、ロケットのサイズを軽量化する必要があり、H3-30Sが用意されているようです。政府系の衛星は一定頻度で打ち上げが必要になるものの、大型化されたH3だと力が余るので、軽量タイプのロケットを用意しておきたい,,,という主旨のようです。

 

 7月に行われたH3-30Sで使う3基のLE-9エンジンの燃焼試験を行ったところ、計画通り25秒間の燃焼を実施できたものの、エンジン燃焼の後半に液体水素と液体酸素のタンク圧力が不足したようです。一言でいうと3つのエンジンの連携がうまくいっていなかったようで、再検証試験を行うとのこと。

 

 ② 次回10月に打ち上げ予定の7号機は、H3-24W。

 メインエンジン2基+固体ブースター4基+フェアリングはワイド

 標準的なフェアリングはS(ショート)とL(ロング)があるとされていますが、今回のW(ワイド)は寸法的にSとLの中間のようです。

 

③ 次回のペイロードはHTV-X。HTV(こうのとり)の後継機

 ISSへの貨物運搬機です

・貨物搭載能力はHTVが質量4トン・容積49立方M

 ⇒ HTV-Xでは質量5.82トン・形積78立方mと1.5倍になる

・ISSへの係留期間は最長6か月間で離脱後も最長1.5年間にわたって単体で飛行が可能

・物資補給後、技術実証や実験に対応する軌道上実証プラットフォームとして設計

・今回はISS離脱後の約3か月間に以下を実施

 超小型衛星放出

 展開型軽量パネルの挙動・構造特性計測および平面アンテナの通信実験

 次世代宇宙用太陽電池の実証試験

 小型リフレクターを用いた衛星レーザー測距の実証実験

 

④ HTVとは 愛称「こうのとり」はどうなる?

 ・宇宙ステーション補給機

 ・H-II Transfer Vehicleの略

  ただし次回はHⅡロケットではなくH3ロケットということもあり、

  JAXAが時期打上げ機種の正式名称としてHTV-Xと決めたわけではない

  また「こうのとり」の名称が引き継がれるかどうかも未公表

                      ,,,JAXAに問い合わせた結果

 

 

https://sorae.info/space/20251006-h3f7.html

https://sorae.info/space/20241211-htv-x.html

 

 

 

 こちらはDWARF3が指定した標準露光 1/125秒

 しっかりと月の地形は見えますが、どうも月っぽくない 

 こちらは1/80秒

 ちょっと露出過多のようでもありますが、実際にはこんな感じで光り輝いています

 いつものDWARF3。

 三脚の上に球座雲台を水平をとって載せて固定しただけ。

 

 セッティングらしきものはほとんどなく、広角レンズの画面を見ながら月を入れ、「月追跡ボタン」を押すだけで準備完了。

 手前のコンドミニアムの最上階には海賊船が乗っています…

 紫色に見えるのが帆船の帆です。

 今日初めてGoogleマップで見ましたが、ちゃんと水に浮かんでいるようです。

 パタヤではまあそれほど珍奇さを感じません。

 

 宇宙船が載っているホテルもあります

 その名も「Space」

 

 夕方のパタヤ湾

 この時間帯、こちらの方向は良かったのですけどね

 青空っぽく見えて微妙な鱗雲が出ていて、

 まあすぐですね,,,全面曇り空になりました

 こちらは24㎜カメラのもの

 月暈が見えていたのですが、この状態だときれいにつながっていませんね

 下側に見えているのはベランダの廂

 詳細に確認すると土星も写っています

 まだちょっと欠けています。

 昨晩は23時前にベランダに月影が差し、手すりから身を張り出すとベランダ庇にかかるくらいの位置に月。あと2時間待てば通常状態での月撮影も可能なのですが、空の状況は暗転するかも,,,という状況だったので。

 

 三脚の足を張ると手すりによれないので、脚の足を短縮し延長筒を4本つなぎ合わせて経緯台を載せて撮影。

 

 これを見て、木材なり鋼管で1m程度のピラーを作ってしまえばどうか,,,とも思いますが、DIYを始めるとそれなりに時間が取られるので、今は検定のお勉強と思い直して、この件はここでお終い。

 

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 今晩、中秋の名月を狙いますが、今晩は無理なく、北面ベランダから東方向からの昇ったすぐの満月を狙います,,,

 昨晩のように廂越しになると多分午前零時過ぎになるので、体的にきつい,,,