マーズ2020Mars 2020) は、アメリカ航空宇宙局 (NASA) 火星探査プログラムによるミッションであり、火星ローバー「パーサヴィアランス」と小型の火星ヘリコプター「インジェニュイティ」から構成される。2020年7月30日(11:50 UTC)に打ち上げられ[2]、2021年2月18日(20:57 UTC)に火星のジェゼロ・クレーターに着陸した。[3] [4]

マーズ2020
Perseverance and ingenuity.jpg
パーサヴィアランスとインジェニュイティ
所属 アメリカ航空宇宙局 (NASA) / ジェット推進研究所(JPL)
公式ページ Mars 2020
国際標識番号 2020-052A
カタログ番号 45983
状態 運用中
目的 火星探査
観測対象 火星
打上げ場所 ケープカナベラル空軍基地第41発射施設
打上げ機 アトラスV 541型
打上げ日時 2020年7月30日午前7時50分(アメリカ東部夏時間)
軟着陸日 2021年2月18日 午前15時57分(アメリカ東部標準時)[1]
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パーサヴィアランスは、過去の火星に生命が存在できる環境があったのかの評価、過去に生命が存在した可能性はあるのかの評価、また生命の痕跡となりうる地質材料の採取を含む、アストロバイオロジーに関する太古の火星の環境を調査するとともに、地表の地質学的なプロセスを調査する[5]。パーサヴィアランスは採取した岩石や土壌のサンプルを詰めたサンプルチューブを将来のマーズ・サンプル・リターン・ミッションによる回収に備え、火星地表に残してくる[5][6][7]。マーズ2020ミッションは、2012年12月4日にサンフランシスコで開催されたアメリカ地球物理学連合の秋季ミーティングでNASAによりアナウンスされた[8]。パーサヴィアランスの設計は先代機のキュリオシティに基づいているが、種々のサイエンス機器や、サンプル採取システムなどが新たに開発され搭載されている。

マーズ2020は2020年7月の打ち上げウィンドウで火星に向けて打ち上げられた3番目のミッションであり、他の2つはアラブ首長国連邦のホープ(オービター)と中国の天問1号(オービター、ランダー、ローバー)である。いずれも2021年2月に火星に到着する見込みである。

概要編集

ミッションは、火星に過去には生命が存在できる環境があったのか、また過去に存在したかもしれない微生物の証拠、もしくはその痕跡(バイオシグネチャー)を探す。ローバーには火星の岩石や土壌を採取するためのドリルアセンブリーが搭載されている。採取されたサンプルは将来のミッションが詳細な分析のために地球へと持ち帰るために、サンプルチューブへと詰められ密閉され、火星表面に置いてこられる。またパーサヴィアランスは将来の火星有人探査への準備として、新しい着陸技術や火星の大気である二酸化炭素から酸素を作り出す装置、地下の水源を探すための装置、火星の気候・大気中のダストなどを分析する装置の試験を行う。

火星着陸技術編集

ミッションはすでに実証に成功している技術を多く使うが、とりわけ火星への着陸(EDL: Entry, Descent, and Landing)には先代機のキュリオシティが用いたシステムを用いる。マーズ2020の着陸システムは、ヒートシールド、パラシュート、スカイクレーンと呼ばれる降下ステージが用いられ、火星大気突入時の時速約20000 kmから時速2 kmまで減速される。最終的にはローバーがスカイクレーンからテザーで吊るされて降りてきて着陸し、スカイクレーンが飛び去りEDLが完了する。このタイプの着陸システムは、キュリオシティ以前のローバーに用いられていたシステムに比べ、より大きく、重いローバーを正確な地点に着陸させることが出来る。マーズ2020では、このシステムに、テレイン・リレティブ・ナビゲーション (TRN: Terrain-Relative Navigation)と呼ばれる危険度が高い地形を回避し、より精密に着陸地点へ誘導するための技術が加えられ更に改良されている。

地表探査技術編集

パーサヴィアランスはコストとリスクを最小化するために先代機のローバー、キュリオシティの設計に基づいてデザインされている。パーザヴィアランスの長距離移動システムは火星地表を5 kmから20 km移動することを可能にする。キュリオシティからの改善点としてはウィールが、より丈夫なデザインに変更されている。今回のミッションでは初めて、火星の岩石からコアサンプルを採取するためのドリルアセンブリーを搭載する。採取されたサンプルは将来のミッションが詳細な分析のために地球へと持ち帰るために、サンプルチューブへと詰められ密閉され、火星表面に置いてこられる。

パーサヴィアランスは火星の大気である二酸化炭素から酸素を生み出すためのMOXIE(Mars Oxygen ISRU Experiment)と呼ばれる実験装置を搭載する。この技術実証により、ミッションプランニングの観点から、将来の有人探査において宇宙飛行士の活動を支える、ライフサポートシステムや輸送システムなどのデザインを改良することにつながることが期待される。またローバーはMEDA (Mars Environmental Dynamics Analyzer) と呼ばれる火星の天気や大気中のダストをモニターするための装置を搭載し、これが火星の気候の1日を通してや、季節を通しての変化の理解に繋がり、将来の有人探査に置いて火星の天気を予測する技術に発展することが期待される。

宇宙機編集

火星ローバー(パーサヴィアランス)編集

パーザヴィアランスはキュリオシティとデザインが似ているため、キュリオシティの設計チームの助けを借りて開発された。火星での探査中に亀裂が生じたキュリオシティのウィールはデザイン変更され、パーサヴィアランスのウィールは厚く丈夫なアルミ製となっている。走行性能向上のためウィールの直径は大きくなり(パーサヴィアランス: 52.5 cm、キュリオシティ: 50 cm)、幅はやや狭くなった。ウィールは滑り止めの溝で覆われており、チタン製のスポークでハブに固定されている。パーサヴィアランスの重量(1025 kg)は、サイエンス機器ペイロードの増加と、新たに搭載されたサンプル採取システムにより、キュリオシティの重量(899 kg)よりも14%増加している。サンプル採集システムはロボットアーム、タレット、ACA (Adaptive Caching Assembly) から構成される。ロボットアームは5自由度であり、全長は 2.1 mである。手先に付いたドリルアセンブリー(タレット)との組み合わせにより、サンプルを採取したり、分析を行う。タレットにより採取されたサンプルはローバー内部にある複雑な向上のようなシステム(ACA)へと受け渡され、ACAがサンプルをチューブへと詰め、検査し、密封し格納、最終的には火星地表へとドロップオフする。パーサヴィアランスにはキュリオシティのバックアップ品であった放射性同位体熱電気転換器(MMRTG: Multi-Mission Radioisotope Thermoelectric Generator) が用いられており、ローバーへと電力を供給する。供給電力は探査機打ち上げ時で110Wであり、時間が経過するに連れ、徐々に低下する。2つの充電可能リチウムイオンバッテリーが電源として搭載されており、ローバーの使用電力がMMRTGの供給電力を超える際にも活動をサポートすることが出来る。

火星ヘリコプター(インジェニュイティ)編集

インジェニュイティは小型火星ヘリコプターの飛行技術実証機である。ヘリコプターはローバーの腹部のシールド内に格納された状態で火星まで航行し、火星地表でローバーから展開される。ミッションの早い時期に30日間の飛行試験が行われ、最低でも5回の飛行が予定されている。各フライトは3分以内で、飛行高度は3 mから10 mまで変化する。横方向の移動距離は一度のフライトで600 mまで到達する可能性がある。飛行には自動制御を用い、通信はローバー後部に搭載されているヘリコプター用の通信ユニットと行う。飛行に成功すれば人類初の他惑星での動力飛行となる。

火星への飛行編集

2020年7月30日、火星探査車を搭載したロケット(アトラス V)がフロリダ州ケープカナベラルから打ち上げ[9]。打ち上げ後、宇宙船のシステムが最小限の機能のみ動く状態となるセーフモードに入った。これは地球の影に入った際に想定以上機体が冷えたためで、影から出て温度が戻った後に復旧作業が行われた[10]


注釈編集


脚注編集

関連項目編集

外部リンク編集