1969年7月20日。これは人類が初めて月面に降り立った日です。
アポロ11号の月面着陸50周年を記念した連載企画の第2回目では、宇宙を見上げる眼差しをいったん地上に戻し、アポロ計画の地上局に焦点をあてます。
当時、人類初月面着陸の様子が世界中でテレビ中継され、世界人口の5分の1にあたる約6億人が食い入るようにその映像を見ていました。月のリアルタイムな映像はどのように地球まで送られてきたのでしょうか？また、アポロ10号ではすでに司令船からのカラー映像中継が実現していたにも関わらず、なぜアポロ11号の月面着陸では白黒にせざるを得なかったのでしょうか？
2007年に登場した民間による月面探査競争Google Lunar XPRIZEの賞金獲得条件にさえ、無人探査機を月面に送り「高解像度の動画と写真データを地球に転送すること」が掲げられています。それほど高度な技術を要する宇宙と地上間のデータ転送は、50年も前にどのように実現されていたのか、アポロ計画で張り巡らされていた地上ネットワークに迫ります。そして、テレビ中継映像を受信したオーストラリアにあるパークス天文台からの現地レポートもご紹介します！
アポロ計画の地上局～月の映像がお茶の間に届くまで～
ミッションを成功に導くためには、宇宙船や宇宙飛行士の状態を遠隔から把握し、宇宙と地上間の意思疎通が不可欠です。主に1990年代までNASAで使われた、「音声」「テレメトリー（宇宙船や宇宙飛行士の状態を知らせるデータ）」「映像データ」をほぼリアルタイムに伝達する地上ネットワークはNASCOM（NASA Ground Communications System）と呼ばれていました。地上局がマイクロ波中継、電線、潜水艦ケーブル、高周波伝送、通信衛星を経由したネットワークで繋がれている様子はまるで世界に張り巡らされた蜘蛛の巣のようです。
Credit : Bryan Sullivan、『宙畑』より引用）
アポロ計画で使われたネットワーク「MSFN（Manned Space Flight Network）」は、アメリカ初の有人宇宙飛行計画のマーキュリー計画、2回目の有人宇宙飛行計画のジェミニ計画、有人宇宙実験室のスカイラブ計画も支えたネットワークとして特に知られています。のちにNASCOMに統合されたアポロ計画のMSFN、通称「アポロネットワーク」は14の地上局、4機の船舶（Mercury、Redstone、Huntsville、Vanguard）、8機の航空機で構成されていました。
月面着陸のテレビ中継映像データはMSFNを使って、オーストラリアにあるパークス天文台で受信されたあと、人工衛星を経由して太平洋を越え、アメリカテキサス州ヒューストンのミッション管制センターに届いていました。月面からの映像データが辿った経路を見てみましょう。
Credit : sorabatake、『宙畑』より引用）
アポロ11号からの信号は、主に3つの電波望遠鏡を切り替えて受信されていました。
- オーストラリア・パークス天文台、直径64メートル電波望遠鏡
- オーストラリア・ハニー・サックル・クリーク追跡ステーション、直径26メートル電波望遠鏡
- アメリカ・ゴールドストーン深宇宙通信施設、直径64メートル電波望遠鏡
月面歩行の最初の8分間の映像は、2.と3.を使って受信されましたが、パークス天文台からの画質があまりにも良かったため、残りの2時間半は1.の映像データが使用されました。オーストラリアで放送された映像には遅延がありませんでしたが、ヒューストンを経由して世界に配信された映像には6.3秒の遅延が含まれていました。0.3秒はオーストラリアからアメリカの通信衛星による遅延、6秒は万が一宇宙飛行士になにかあった際に対応するための時間猶予をミッション管制センターが追加したものでした。
日本では月面着陸の映像が日本放送協会NHKで放送されました。そのときの瞬間視聴率はなんと68.3%（NHK調べ）だったとか！
Credit : sorabatake、『宙畑』より引用）
アポロ11号では月着陸船の重量制限が厳しかったため、カラー撮影をできるビデオカメラを搭載することは叶いませんでした。実際アポロ11号で使われたビデオカメラは3.29キログラムでしたが、カラーの信頼性が高いものは当時約100キログラム以上もしたのです。また、白黒データは通信の帯域幅を軽減することができました。
電波望遠鏡は当時、映像データと共にニール・アームストロング船長の心拍数も取得していました。月面着陸時のニール・アームストロング船長の心拍数は112bpm！（安静時はおよそ60～70bpmが平均）映像データと共に、月面着陸時の緊張とドキドキも、地球に送られてきていたのですね。
映画『月のひつじ』にも登場するオーストラリアのパークス天文台
月からの映像データを2時間半も受信したパークス天文台。実際、月面着陸時の運用の様子を描いた映画『The Dish（月のひつじ）』（2000年）の舞台としても使われています。パークス天文台建設は、オーストラリア連邦科学産業研究機構（CSIRO）が抱える事業の一つで、1961年に完成しました。CSIROは電波望遠鏡以外にも、コンタクトレンズ、“Wi-Fi”の名で知られるWireless-LAN技術、海洋調査船INVESTIGATOR、ポリマー紙幣などの研究開発を手掛けています。
Credit : THE DISH, CSIRO, 2010、『宙畑』より引用）
アポロ11号の月面着陸に向けて、電波望遠鏡の電源が落ちたときは手動操作で望遠鏡を操作できるように技術者は訓練されていました。映画では月面着陸の途中でコンタクトを失っていますが、それは脚色で、実際は継続的に映像が受信されていました。望遠鏡の運用安全設計は風速時速25キロメートルですが、月面歩行時には時速110キロメートルを記録したエピソードが有名です。
Credit : sorabatake、『宙畑』より引用）
テレビ中継映像受信の観点から月面着陸の時系列を見てみましょう。月面着陸後、宇宙飛行士が月面で船外活動（EVA）を行うまでには約18時間も掛かっています。当初、船外活動はもっと早く予定されていましたが、宇宙服を着る時間と月着陸船の与圧調整に想像以上に時間を要したそうです。本来ならアメリカのゴールドストーンの電波望遠鏡が大活躍するはずでしたが、スケジュールは後ろ倒しになり、オーストラリアからの観測が最適なときに月面歩行が行われたのでした。
