中国は、月の南極へ向かう「嫦娥7号」（Chang’e-7）ミッションの打ち上げに向け準備を進めている。太陽光が届かないクレーター内部に凍結した水や揮発性物質が存在するかについて、直接的な測定を行う試みだ。航空宇宙空域閉鎖の通知によると、「長征5号」ロケットは海南島の文昌衛星発射場から同ミッションを打ち上げる予定で、打ち上げウィンドウは8月23日午後8時（東部時間）頃、すなわち8月24日0000時（協定世界時）頃に開く。
ロケットは8月19日に発射台へ運ばれた。一方、宇宙機は4月に空路で文昌へ到着し、ミッション用ロケット（識別番号Y14）は7月に海路で到着した。中国有人宇宙工学弁公室が8月19日に発表した声明によると、最終準備には機能点検、合同試験、燃料充填が含まれる。
困難な地域への複数探査機ミッション
「長征5号」は「嫦娥7号」の構成体を月へ向かう軌道に投入する。構成体は、周回機、着陸機、探査車、そして月面上を短距離飛行できるホッピング探査機で構成される。探査機は打ち上げから約5日後に最初の月周回軌道へ入り、その後、周回機が月の南極付近にある着陸候補地点の撮像を開始すると予想されている。
中国当局は着陸時期をまだ明らかにしておらず、軌道投入から数か月後になる可能性がある。候補地点の選定では、大型のシャクルトンクレーターに関連する「シャクルトン付近の尾根」地域が重視されるとみられる。表面の地形、着陸区域の平坦さと相対的な標高を考慮し、より長い太陽光照射時間を確保するとともに、揮発性物質を含む可能性がある恒久影地域にも近い場所が選ばれる。
月南極の環境は、正確な着陸を大きな課題にする。そこでは太陽が地平線から数度以上高く上がらず、小さな地形でさえ数十メートルに及ぶ影を落とすことがある。2023年に発表された技術論文によると、適切で照明された着陸区域の幅は約100メートルにすぎない可能性があり、探査機は100メートル未満の誤差範囲内での着陸を目指す。
暗いクレーターでの掘削とサンプル分析
ホッピング探査機は一連の飛行によって恒久影クレーターへ入り、その後、脚を使って着陸地点や潜在的な汚染源から離れた場所へ移動する。探査機には、月土壌中の水分子分析装置（LUWA）が搭載されている。この装置は、30～80センチメートルの距離からレーザー分光計を用いて表面を調べ、霜や水が存在する可能性を示す兆候を探す。
その後、掘削機を使って、およそ1メートルの深さからサンプルを採取する。地下には「汚れた氷」が存在すると考えられているためだ。重量が1グラムを超えないサンプルは、密閉された加熱室に入れられ、まずマイナス20℃未満に保たれ、その後、200℃を超える温度まで加熱されて水と揮発性物質を放出する。質量分析計とレーザー分光計が水の量と水素同位体の特徴を測定し、氷の供給源が太陽風、彗星、あるいは小惑星のいずれであるかを特定する手がかりとなる可能性がある。
なぜこのミッションが重要なのか
月の南極における水と揮発性物質について、これまでの測定は主としてリモートセンシングに基づいており、現地での直接的な測定やサンプルはまだ存在しない。そのため「嫦娥7号」は、水が存在するかどうかだけでなく、その量、分布、アクセスのしやすさも明らかにする可能性がある。これらは将来の有人探査の可能性に直接関わる情報だ。
周回機、着陸機、探査車には、中継衛星「鵲橋2号」（Queqiao-2）に加え、地震計、パノラマおよび地形撮影用カメラ、磁力計、分光計、月の土壌を貫通して調べるレーダーなどの機器が搭載される。マンチェスター大学の月惑星科学教授であるKatherine Joyは、シャクルトンクレーター付近への着陸に成功すれば、ミッションの構成要素が多いことによって大きな科学的成果が得られる可能性があると考えている。
ミッションの成果は、同地域で予定されている他の探査のデータとも比較される。その中には、NASAの探査車VIPERがあり、Blue OriginのBlue Moonに搭載され、2027年以降の着陸を目指している。さらに、欧州宇宙機関（ESA）の掘削装置PROSPECTもあるが、その飛行への搭載はまだ決定していない。
「嫦娥7号」は、2007年に始まった中国の一連の月探査の一歩である。このシリーズには周回機、着陸機、探査車に加え、2020年と2024年に実施されたサンプルリターンミッション「嫦娥5号」と「嫦娥6号」が含まれる。中国は2029年頃に「嫦娥8号」を打ち上げ、月資源の現地利用を試験する計画だ。また、2030年までに初の中国人宇宙飛行士を月面に着陸させることを目標としており、国際月面研究ステーションへ向けた道筋の一環となる。