宇宙惑星探査ミッションは探査車から探査ヘリの時代へ

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未来の惑星探査ミッションでの使用が検討されているエアクラフト、イメージ図。
Image: Ge-Cheng Zha

火星探査車パーサヴィアランスが火星に到着したのは2021年のこと。現在も火星をコロコロと動き回っています。

そのパーサヴィアランスと一緒に火星に到着したインジェニュイティ。こちらは、探査車ではなく探査ヘリ。小型のロボットヘリコプターでした。今年1月、ブレードの損傷が確認され、運用が終了しました。

インジェニュイティは想定よりも高い高度で長く飛行し、運用期間も予定より長くなりました。

惑星探査は人類にとって難関なミッションながらも、インジェニュイティの3年間の活躍によって、小型ロボットヘリによる惑星探査の道は大きく開かれました。

探査車から探査ヘリへ

人類が初めて月面に降り立ったのが、1969年。1970年には金星に軟着陸。以来、技術の進化とともに惑星探査も進んできました。1997年のパスファインダー計画のソジャーナが火星に着陸する前、1971年から1976年に間に火星着陸に成功したのは3回。2005年には、土星の衛星タイタンにホイヘンスが着陸。

NASAの火星探査ローバー、スピリット、オポチュニティ、キュリオシティ、そしてパーサヴィアランスは、技術とデザイン進化で、地表をより長い距離移動することに成功しました。

そして、ついにインジェニュイティで空を飛びました。

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火星のインジェニュイティ。
Photo: NASA/JPL-Caltech/ASU/MSSS

じつは、他惑星を飛行したのはインジェニュイティが初ではありません。

1985年、ベガ1号&ベガ2号ミッションとしてバルーンが金星上空を飛行しました。しかし、大きく異なるのは、インジェニュイティは制御可能であったこと。カメラも搭載されており、通信も可能でした。

インジェニュイティは、搭載されたカメラでローバー、パーサヴィアランスを撮影。今までみたことがない角度から火星を捉えることができました。一方、パーサヴィアランスも飛行するインジェニュイティの動画を撮影。惑星探査に新たな視点が加わりました。

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2021年4月、インジェニュイティが捉えた空(上空85メートル)からみた火星。左上にパーサヴィアランスが写っている。
Photo: NASA/JPL-Caltech

インジェニュイティの大成功

2012年、欧州宇宙機関(ESA)が牽引する火星探査ミッション「エクソマーズ」からNASAは撤退。結果、アメリカは自前で探査ミッション「マーズ2020」、探査車開発を行うことになりました。

後にパーサヴィアランスと名付けられた探査車は、発表からコンセプト、開発、打ち上げするまでに7年半を要しました。

ミッションに同乗したインジェニュイティですが、当初の予定にその存在はありませんでした。マーズ2020ミッションにおいて、後半にでてきたアイディアであり、その計画の複雑さ、コスト、リスクなどから猛反対にあいました。が、科学とエンジニアリングの進化を一般に伝えるチャンスとしてGOサインがでました。

火星の大気での飛行をテストする、インジェニュイティの目的はそこにあり、長期運用する予定はありませんでした。

着陸失敗したらどうする? 転げても起き上がれる? ソーラーパネルが塵に埋もれたら電力なくなるぞ? 探査車から離れすぎたら通信きれるぞ? テストしてみたい懸念事項は盛りだくさん。

1ヶ月ほどの運用で5回飛行テストできたら十分だ…。

火星に降り立ったインジェニュイティ。結果、運用期間3年フライト回数72回という想定を大きく超えた大快挙となりました。

通信の重要性

インジェニュイティの成功を支えたのは通信ネットワークです。

インジェニュイティはバディである探査車パーサヴィアランスから指示をうけ、データを送信します。パーサヴィアランスは、エクソマーズの人工衛星トレース・ガス・オービター、NASAの火星大気観測器Maven、火星周回軌道を飛行するマーズ・リコネッサンス・オービターと通信を行います。そして、これらが地球のネットワーク(宇宙船をトラッキングし指示をだす世界中の無線アンテナシステム)と通信します。

惑星探査ヘリのこれから

ここまでくるのに50年の月日がかかりました。が、インジェニュイティの成功が、これからの進化をさらに後押しするでしょう。

土星の衛星タイタンへ探査のドラゴンフライミッションも、ロボットヘリを活用します。インジェニュイティとは違い、ドラゴンフライは大型機です。

火星でも、サンプル取得をパーサヴィアランスだけでなく、ロボットヘリで行う計画があります。

今、火星に眠るインジェニュイティの功績は非常に大きなものです。惑星探査における飛行という大きなドアを開けたのです。

火星、金星、土星や木星の衛星の探査において、今後ますますロボットヘリは活躍していくでしょう。

Source: The Conversation

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