今日の忍耐力の打ち上げ：火星へのNASAの使命を見てください

NASAの火星2020年の忍耐力のあるローバーの打ち上げ：以前のローバーでのNASAの経験、第4世代のローバーで何が新しくなるか、そしてなぜ火星にそれほど最近の関心があるのか​​を見てみましょう。

火星の表面で動作しているNASAのパーサヴィアランスローバーのイラスト。 （NASA / JPL-カルテック研究所）

世界で最も孤独な道路を運転していると想像してみてください。旅行者にとって、それはカタルシスの経験です。他の車や人間を見ることなく、何時間も運転することができます。荒野、山や谷の風景、上空の開放、星に飾られた壮大な夜があります。火星での運転は、やや似たような体験です。道路がないことを除いて。ローバーは、選択した場所ならどこでも運転でき、運転することができます。人間や機械がこれまで道路を運転したことがないことを除いて。それは火星でローバーを操作するラッシュです。

NASAは、複数世代の火星探査車でどのような経験をしましたか？

NASAの火星での素晴らしい運転の旅は、約23年前の1997年に始まりました。そのとき、ソジャーナローバーを搭載したマーズパスファインダーミッションが火星の土壌に降りてきました。マーズパスファインダーの運用チームの一員になったのは忘れられない経験でした。非常に厳しい予算でまとめられたミッションで、多くの人が失敗すると考えていました。ただし、火星パスファインダーは成功し、その過程で火星探査のその後の履歴が変更されます。したがって、NASAは、2003年に火星に双子のローバー、スピリットとオポチュニティを送り、2012年に好奇心を送り、その後、本日遅くに打ち上げられる予定のパーサヴィアランスを送ります。

技術デモンストレーションミッションであるソジャーナローバーは83日間続きました。スピリットとオポチュニティは、火星にそれぞれ約6年と15年続く長期的なロボットの存在の新しいパラダイムを設定しました。好奇心は2012年に上陸し、現在も活動を続けています。ローバーの世代ごとに、科学機器の数と複雑さが増しました。 Sojournerは、おもちゃのような小さなローバーで、長さと幅は数フィートでした。スピリットとオポチュニティははるかに大きく、ゴルフカートと同じくらいの大きさでした。好奇心と忍耐力は小型車のサイズです。

ローバーで火星を探索することの科学的利益は非常に重要です。ローバーは、軌道を回る宇宙船から可能であるよりもはるかに高い解像度でローカルエリアを研究する方法を提供します。さらに、ローバーには、ドリルから分光計、顕微鏡イメージャーまでの一連の機器があります。これらの機器は、フィールド地質学者が地球上の岩石を研究するのと同じように、地域の地質を理解するのに役立ちます。さらに、スピリットとオポチュニティから始めて、ローバーは火星の移動気象観測所として機能し、火星の大気の変化を複数年にわたって継続的に監視しています。

NASAは、新世代のローバーごとに、重要な科学的質問に答えるために、新しい機能と多少異なる機器スイートを追加しました。例としては、好奇心のために、スピリットとオポチュニティに関するドリルの追加や、さまざまな元素の同位体を測定するための機器である質量分析計があります。火星探査車の第4世代である火星パーサヴィアランスの打ち上げにより、NASAはこの伝統を引き継ぐでしょう。

Amitabha Ghosh博士は、ワシントンDCを拠点とするNASAの惑星科学者です。彼は1997年の火星パスファインダーミッションから始まる複数のNASA火星ミッションに携わってきました。彼は火星探査ローバーミッションの科学運用ワーキンググループの議長を務め、火星での戦術的なローバー運用を10年以上リードする任務を負いました。彼は火星の最初の岩の分析を手伝いました。それは偶然にも別の惑星から分析された最初の岩でした。

Perseveranceの新機能は何ですか？

初め、 忍耐力 ユニークな機器、MOXIEまたは火星酸素ISRU実験を搭載します。これは、二酸化炭素が豊富な大気からの二酸化炭素を使用して、火星上で初めて分子状酸素を製造します。 NASAにはISRUの新たな推進力があります。NASAの専門用語では、ISRUは、その場での資源利用、または宇宙船の人間のニーズや要件を満たすためのローカルリソースの使用を意味します。 ISRUがなければ、今後数十年の火星探査は非常に費用がかかり、それによって不可能になります。宇宙飛行士が火星への2年間の旅のために酸素、水、またはロケット燃料を運ばなければならない場合、コストは当然のことながら高額になります。ある意味で、これはニューデリーからの旅行者がニューヨークに2年間滞在するために自分の酸素、食料、航空機燃料を運ばなければならないことに似ています。乗客1人あたりのコストは信じられないほど高くなります。火星で酸素をかなりの規模でうまく抽出できる場合、これには2つの直接的な利点があります。1つは火星への人間の訪問者に使用できること、もう1つは帰路のロケット燃料の製造に使用できることです。したがって、技術デモンストレーションが成功した場合、NASAはMOXIEの1日あたりの酸素生成率を100倍に簡単にスケールアップできます。これは、火星への将来の有人火星ミッションに非常に役立ちます。

第二に、パーサヴィアランスは、火星を飛行する最初のヘリコプターであるインジェニュイティを搭載します。 NASAが別の惑星や衛星にヘリコプターを飛ばすのはこれが初めてです。創意工夫は技術のデモンストレーションです。もちろん、挑戦は火星の薄い大気の中でヘリコプターを飛ばすことです。地球上のドローンのように、火星ヘリコプターは、ローバーの運転計画や、ローバーが安全に運転できない場所からのサンプルの取得に役立ちます。この技術デモンストレーションが成功すれば、将来のミッションでそのようなヘリコプターのより大きな役割が見られるでしょう。

第三に、忍耐力は、火星から岩石サンプルを持ち帰り、地球上の洗練された研究所で分析するために計画された最初のステップです。生命存在指標、または現在または過去の生命の兆候を探すことを目的としています。忍耐力はサンプルを収集し、2番目のローバーミッションは10年以内に飛行して、岩石サンプルを地球に戻すのを助けます。

地球上の火星の岩石の分析は、火星での生命が過去または現在実行可能であるかどうかの信頼できる指標を提供する可能性があります。

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火星への短期的な関心の理由は何ですか？

火星は人類にとって魅力的な惑星です。火星は裏庭のすぐ近く（約2億キロ離れたところ）にあり、人間が訪れたり、長期間滞在したりすることを熱望できる惑星です。火星は遠い昔に流れる水と大気を持っていました：そしておそらく生命を支えるための条件。

しかし、短期的には、火星に関連する関心の高まりは、イーロンマスクの商業旅行の計画によるものです。火星への有人火星ミッションは、NASAを含むさまざまな宇宙機関の願望でした。技術的には可能ですが、コストは法外なものであることが知られていました。おそらく、5,000億ドルのオーダー、つまりNASAの予算の20倍です。したがって、NASAが宇宙飛行士を火星に派遣する計画は、大部分が野心的でした。言い換えれば、十分な資金がありませんでした。

マスクは火星に到達するための新しいアーキテクチャを発表しました。ムスクのビジョンは、再利用可能なロケット、軌道上での燃料補給、火星でのロケット燃料の製造などのコスト削減策を組み合わせて使用​​し、火星への旅のコストを1000分の1に削減することです。したがって、彼のスターシップ宇宙船で火星に行くための乗客1人あたりの価格は、$ 200,000またはRs1.5クローレのオーダーになります。イーロンマスクの計画の中心にあるロケットは、スターシップ宇宙船です。これは、これまでに製造された中で最も強力なロケットであり、100メートルトンを地球軌道に輸送する能力を備えています。 SpaceXは、2023年に最初の民間人の乗客と一緒に月を飛び回る予定です。そして、早くも2024年に火星への有人ミッションを目標としています。私たちが話すように、スターシップは、ボカと呼ばれる眠い南テキサスの町で建設され、テストされています。チカ。 10年以内に、宇宙船を搭載したSpaceXは宇宙旅行を変革し、人類を多惑星種に変えるというマスクの夢を実現するかもしれません。

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この記事は、2020年7月30日に「DestinationMars」というタイトルで印刷版に最初に掲載されました。

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