15年間の火星探査で得られた知見

This NASA 360-degree panorama image of Mars made from some of 800 images sent from the Opportunity rover on Mars shown in exaggerated colors to highlight different surface features released on July 9, 2012, shows past tracks of Opportunity (L) as well as Opportunity's dust covered solar panels cross the image bottom and an interior wall of 20-kilometer Endeavour Crater just below the horizon and right of center. Now that the northern Martian winter is over, Opportunity is rolling again, this time straight ahead (north). The rover is set to investigate unusual light-colored soil patches as it begins again to further explore the inside of Endeavour, a crater that may hold some of the oldest features yet visited. REUTERS/NASA/JPL-Caltech/Cornell/Arizona State University/Handout (UNITED STATES - Tags: ENVIRONMENT SCIENCE TECHNOLOGY) FOR EDITORIAL USE ONLY. NOT FOR SALE FOR MARKETING OR ADVERTISING CAMPAIGNS. THIS IMAGE HAS BEEN SUPPLIED BY A THIRD PARTY. IT IS DISTRIBUTED, EXACTLY AS RECEIVED BY REUTERS, AS A SERVICE TO CLIENTS - GM1E87A0KPY01
A 360-degree panorama from Mars made from 800 images that the Opportunity Rover took during its journey.Image: REUTERS/NASA/JPL-Caltech/Cornell/Arizona State University/Handout
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NASAの火星探査車オポチュニティのミッションは、惑星間探査における最も成功し、長く続いた偉業の一つであったが、火星の表面を15年近く探査し、NASAの火星再訪に向けた基礎づくりに貢献したのち、終了を迎えた。

オポチュニティは、2018年6月に深刻な火星規模の砂嵐に覆われ、地球との通信が途絶えた。通信回復に向けて1000回以上のコマンドが送信された後、NASAのジェット推進研究所(JPL)の宇宙飛行運用施設にいるエンジニアたちは、火曜日にオポチュニティを復旧させる最後の試みを行ったが、成果は得られなかった。この太陽光発電式探査車から最後に受信した通信は、6月10日のものだった。

「オポチュニティのような先駆的なミッションがあったからこそ、勇敢な宇宙飛行士が火星の地表を歩く日が来るのです」と、NASAのジム・ブライデンスタイン長官は述べた。「そしてその日が来たとき、最初の足跡の一部は、オポチュニティのチームの男女、そして困難を乗り越え探査の名のもとに多くの成果を挙げた小さな探査車のものとなるでしょう。」

わずか90火星日の稼働を想定して設計され、1,000メートル(1,100ヤード)の走行を予定していたオポチュニティは、その耐久性、科学的価値、そして長寿命において、あらゆる期待を大きく上回った。寿命の見込みを60倍も超えたこの探査車は、火星の最も適切な最終休息地であるパーサヴィアランス・バレーに到達するまでに、45キロメートル(28マイル)以上を走行した。

「オポチュニティの下り坂の眺め、火星の影を捉える」:NASAの火星探査車オポチュニティに搭載されたナビゲーションカメラ(Navcam)による5枚の画像を組み合わせたこのモザイク写真は、次の場所の上端部内側からの眺めを示している:Image: NASA/JPL-Caltech

「15年以上にわたり、オポチュニティは惑星探査の分野におけるアイコンであり続け、火星の古代の姿が湿潤で居住可能な惑星であったことを教え、未踏の火星の風景を明らかにしてくれました」と、NASA科学ミッション局の副長官トーマス・ザーブッヘン氏は述べた。「私たちが今感じている喪失感は、オポチュニティの遺産が続いているという認識によって和らげられるべきです。その遺産は、火星の地表ではキュリオシティ探査車とインサイト着陸機によって、そしてJPLのクリーンルームでは、現在組み立てが進んでいる次期火星2020探査車によって受け継がれています。」

最後の送信は、カリフォルニア州にあるNASAのゴールドストーン深宇宙複合施設の70メートル火星局アンテナを介して行われ、多面的な8か月間の復旧戦略を終結させ、探査車と通信を確立する試みに終止符を打った。

「私たちはオポチュニティを回復させるため、合理的に可能なあらゆるエンジニアリング上の努力を行いましたが、信号を受信する可能性は復旧作業を継続するにはあまりにも低いと判断しました」と、JPLの火星探査車(MER)プロジェクトのマネージャーであるジョン・キャラス氏は述べた。

オポチュニティのセルフポートレート:オポチュニティはパノラマカメラを使用して、この探査車のモザイク写真を構成する画像を撮影した。Image: NASA/JPL-Caltech/Cornell.

オポチュニティは2004年1月24日、フロリダ州ケープカナベラル空軍基地からの打ち上げの7か月後に、火星のメリディアニ平原地域に着陸した。その双子の探査車であるスピリットは、20日前に、火星の反対側にある幅166キロメートル(103マイル)のグセフ・クレーターに着陸した。スピリットは、2011年5月にミッションを終えるまでに、8キロメートル(約5マイル)近くを走行した。

オポチュニティの着陸の日から、地球上のミッションエンジニア、探査車の運転担当者、科学者からなるチームは、課題を克服し、探査車を火星のある地質学的地点から次の地点へと移動させるために協力した。彼らは、起伏の激しい地形において実行可能な経路を計画し、174キログラム(384ポンド)の火星探査車が岩や巨礫の周りを、時には乗り越えながら操縦できるようにした。また、砂利に覆われた最大32度(地球外の記録)の急斜面を登り、クレーターの底を探査し、丘の頂上を越え、乾いた河床の可能性がある場所を横断した。最後の行程では、パーサヴィアランス・バレーの西側の縁に到達した。

「オポチュニティが火星の表面で耐え抜くのに、パーサヴィアランス・バレーと呼ばれる場所以上にふさわしい場所は考えられません」と、JPL所長のマイケル・ワトキンズ氏は述べた。「この勇敢な小さな探査車の記録、発見、そして何よりも粘り強さは、彼女を製作し、導いてきた人々の創意工夫、献身、そして忍耐力の証です。」

NASAのオポチュニティ火星探査車と共に走行し、ミッションの背後にいる科学者やエンジニアの声をお聞きください。当初90日間の稼働を想定していた探査は、2004年から2019年まで15年以上にわたりました。その過程で、古代火星に液体の水が存在したことを決定的に示す証拠を発見し、地球外での走行記録を打ち立てました。クレジット:NASA/JPL-Caltech

オポチュニティのその他の成果

  • 2005年3月20日に火星で1日の走行記録を樹立し、220メートル(721フィート)を走行した。

  • 15枚の360度カラーパノラマを含む、21万7,000枚以上の画像を返信した。

  • 52個の岩石の表面を露出させて分析用に新鮮な鉱物面を明らかにし、分光計と顕微鏡撮像装置による検査に備えて、さらに72個の対象物をブラシで清掃した。

  • 赤鉄鉱を発見。これは水の中で形成される鉱物であり、着陸地点で発見された。

  • エンデヴァー・クレーターにおいて、地球上の池や湖の飲用可能な水に似た、古代の水の作用を強く示す兆候を発見した。

オフロード走行および現地での科学的分析はすべて、火星探査車の主要目標に資するものであった。その目標とは、かつて生命にとって好ましい条件があった可能性のある地点において、赤い惑星の気候と水の歴史的証拠を探し出すことである。われわれが知る生命には液体の水が必要であるため、オポチュニティの発見は、メリディアニ平原の環境が火星の歴史のある期間において居住可能であった可能性を示唆した。

「最初の段階から、オポチュニティは水に関する証拠の探索において成果を挙げてくれました」と、コーネル大学で探査車の科学搭載機器の主任研究者を務めるスティーブ・スクワイアーズ氏は述べた。「そして、オポチュニティとスピリットの発見を組み合わせると、古代の火星は、寒冷で乾燥した荒涼とした今日の火星とは非常に異なる場所であったことがわかりました。しかし、その古代の姿を見ると、地表下における液体の水と、地表における液体の水の、説得力のある証拠が見つかるのです。」

火星探査車の自撮り写真:NASAの火星探査車オポチュニティによるこのセルフポートレートは、ミッションが5度目の火星の冬に近づいた頃の、探査車の太陽電池パネルへの塵の蓄積を示している。Image: NASA/JPL-Caltech/Cornell/Arizona State Univ.

これらの成果はすべて、時折の地球外からの障害と無縁ではなかった。2005年だけでも、オポチュニティは前輪の一つの操舵機能を失い、固着したヒーターにより探査車の利用可能な電力が大幅に制限される恐れがあり、火星の砂の波紋によって一時は完全に閉じ込められかけた。2年後には、2か月間続いた砂嵐によって探査車が危機に瀕したが、やがて収まった。2015年には、オポチュニティは256メガバイトのフラッシュメモリの使用ができなくなり、2017年には、もう一方の前輪の操舵機能を失った。

探査車が障害に直面するたびに、地球上のオポチュニティのチームは解決策を見出して実施し、探査車が復帰できるようにしてきた。しかし、2018年夏に発生した大規模な砂嵐は、歴史上最も経験豊富な火星探査機にとっては、あまりにも大きな試練であった。

「オポチュニティを思い出すとき、私は火星におけるあの場所を思い起こすでしょう。そこで、この勇敢な探査車は、誰もの期待を大きく上回りました」とキャラス氏は述べた。「しかし、私が最も大切に思うのは、オポチュニティが地球上の私たちに与えた影響だと思います。それは成し遂げられた探査と驚くべき発見です。このミッションによって宇宙探査者となった若い科学者やエンジニアの世代です。私たちの一歩一歩を追ってくれた一般の人々です。そして、キュリオシティや今後の火星2020ミッションに搭載されている、火星探査車の技術的遺産です。さようなら、オポチュニティ、そしてよくやってくれた。」

火星探査は衰えることなく続いている。11月26日に着陸したNASAのインサイト着陸機は、科学的調査を始めたばかりだ。キュリオシティ探査車は、6年以上にわたりゲール・クレーターを探査している。そして、NASAの火星2020探査車と欧州宇宙機関のエクソマars探査車は、どちらも2020年7月に打ち上げられる予定であり、赤い惑星における過去の微生物生命の兆候を探すために設計された最初の探査車ミッションとなる。

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