東京都立大学の研究者らは、小型で新開発のX線望遠鏡を使えば、月面全体の化学マップを作成できることをシミュレーションで示した。これは、月がどのように形成され、変化し、進化してきたかを理解するための大きな一歩だ。だって、正直なところ、すぐにすべてのクレーターからサンプルを採取できるわけじゃないしね。

彼らの詳細なモデリングには、望遠鏡の検出器と現実的な月周回衛星ミッションの両方が含まれており、1つの望遠鏡で約2年かけて5つの重要な元素をマッピングできることが示唆されている。より大きな5x5の検出器アレイを使えば、より鮮明なマップが得られ、作業をより迅速に完了できる。なぜ2年かけてやることを、25台の望遠鏡で1年でやらないのか？

月の地質学的歴史は、科学者が月面の完全な地球化学マップをまだ持っていないため、完全には理解されていない。研究者は月のあらゆる場所から単純にサンプルを収集することはできないので（ロジスティクスの問題でね）、X線蛍光イメージングのようなリモートセンシング手法に頼らざるを得ない。検出器は月に向けられ、太陽放射に打たれた後に特定の元素が放出するX線を捉え、さまざまな地域にどの元素が存在するかを明らかにする。

アポロやチャンドラヤーンのミッションからの以前の観測で有用な部分マップが得られたが、完全な全球マップはまだ手に入らない。ミッションには太陽光駆動のX線信号を集めるための限られた時間しかなく、検出器は宇宙での長期滞在中に劣化する可能性がある。問題は特に月の極付近で深刻で、そこでは太陽X線が弱い。

これらの障害に対処するため、Airi ToidaとYuichiro Ezoe教授が率いるチームは、月を周回する衛星に搭載するコンパクトなX線望遠鏡を提案した。この望遠鏡はもともと地球の磁気圏を研究するために設計されたもので、重量は10キログラム未満で、長期間の月衛星観測に実用的なほど小さい。従来のX線望遠鏡は、この種のミッションには大きすぎて重すぎることが多い。検出器はまた、月軌道で予想されるよりもはるかに過酷な放射線条件下でテストされている。

研究者らはその後、望遠鏡の仕様を数値シミュレーションに追加し、衛星ミッションが月をうまくマッピングできるかどうかをテストした。年間300回の太陽フレアと、月周回衛星に搭載された1台の望遠鏡を仮定すると、シミュレーションでは、70x70キロメートルのグリッドサイズで、5つの元素（酸素、鉄、マグネシウム、アルミニウム、ケイ素）について月面全体を2年でマッピングできることが示された。

望遠鏡が非常にコンパクトであるため、チームは5x5の望遠鏡アレイを搭載した衛星も検討した。シミュレーションによると、この25台の望遠鏡システムはミッション時間を1年に短縮できる。2年間の運用で、ナトリウムもマッピングでき、グリッドサイズは30x30キロメートルに改善される。

どちらかのミッション構想が実現すれば、月全体にわたる元素存在度の初めての完全なマップが作成され、科学者に月の地質学を研究し、月の長く複雑な歴史を再構築するための強力な新しいツールが提供される。この研究はJSPS科研費21H04972の助成を受けた。素材提供：東京都立大学。