チャンドラヤーン3推進モジュール、月近傍での軌道力学的な節目を達成

インド宇宙研究機関（ISRO）のチャンドラヤーン3ミッションを構成する推進モジュール（PM）は、2025年11月に月近傍で重要な軌道力学的な節目を迎えました。このモジュールは、2023年8月のランダーとローバーの歴史的な月面着陸から2年余りを経て、再び月の影響圏（SOI）に再突入し、一連の月面フライバイを成功裏に実行しました。この一連の事象は、宇宙船の航行技術と軌道力学に関してISROに貴重な運用データをもたらしました。

軌道操作の時系列は明確に記録されています。2025年11月4日に月SOIへの突入が確認され、その後、2回の重要なフライバイが実行されました。最初のフライバイは2025年11月6日7時23分（UT）に発生し、月面から3,740 km上空を通過しましたが、これはインド深宇宙ネットワーク（IDSN）の観測範囲外でした。2回目のフライバイは2025年11月11日23時18分（UT）に行われ、最接近距離は4,537 kmで、IDSNの観測範囲内に収まりました。これらの精密な操作は、ISROのテレメトリー・追跡・コマンドネットワーク（ISTRAC）によって綿密に監視され、他の月周回機との安全な分離が確保されました。

これらのフライバイは、推進モジュールの軌道パラメータに顕著な変化をもたらしました。当初の軌道パラメータ（100,000 km x 300,000 km）は、軌道傾斜角が34度から22度に減少し、軌道が409,000 km x 727,000 kmへと大幅に拡大しました。この軌道傾斜角の減少は、月面との相対的な位置関係を変化させ、将来のミッション計画や、摂動トルクの影響を理解する上で、飛行力学の観点から重要な知見を提供します。ISROの飛行力学チームは、これらの帰還マニキュアを通じて検証されるソフトウェアモジュールを開発しており、今回の軌道変更はその実証の一環です。

このモジュールは、当初の主要ミッション完了後、2023年10月に地球周回軌道へ戻されましたが、LVM3による精密な軌道投入と最適な燃焼操作により、100 kg以上の燃料が残存していました。この余剰燃料を活用し、将来の月探査ミッションやサンプルリターンミッションの戦略を確立するための追加情報を得る目的で、今回の月面フライバイが計画されました。推進モジュールには、地球の分光測光特性を観測するためのSHAPE（Spectro-polarimetry of Habitable Planet Earth）ペイロードが搭載されており、この軌道再編により、地球観測ミッションも継続されています。

ISROのISTRACはベンガルールに拠点を置き、インドの深宇宙ミッションを含むすべての宇宙機ミッションの追跡と通信を担う重要な役割を果たしています。今回のフライバイ中、宇宙船の健全性は公称値であり、衝突の兆候は確認されていません。これらの軌道力学的な事象は、惑星科学者やミッションプランナーに貴重なデータを提供し、着陸後ミッションの活用におけるISROの専門知識の深化を示しており、将来の深宇宙探査の青写真の拡大に貢献しています。