火星探査車の運転方法、パート1:ローバーの更新

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2004年1月、NASAのツインロボット地質学者である火星探査ローバースピリットアンドオポチュニティは、赤い惑星に上陸しました。しかし、ほぼ9年前、スコットマックスウェルは、火星表面の探査車を運転するためのソフトウェアと技術の開発に取り組み始めました。現在、彼はJPLのMERの火星探査車ドライバーチームリーダーであり、この任務に取り組む日々は信じられないほどであると語っています。 「それは素晴らしい経験でした」と彼は言った、そして「私はそれが2つの惑星で最高の仕事であると言いたいです。」火星でのローバーの次の5周年を祝うために、スペースマガジンはスコットに追いついて、2つのローバーの現在のステータスに関する最新情報を取得し、5年のMERミッションがローバードライバーにとってどのようなものであったかを調べました。差し迫った質問をするために、どうやって1億5000万キロ離れたローバーを運転するのですか?

両方のローバーは、太陽が地球と火星の間にある太陽結合のために最近非アクティブになりました。それは、太陽によって生成されるラジオノイズの量のために通信を困難にします。だから、今週の水曜日にスコットと話をしたとき、彼は数週間前から彼女が最初にドライブしたスピリットに送られるコマンドに取り組んでいた。では、スピリットは最近どのようにやっているのでしょうか?

「スピリットはホームプレートの北面を登るために勇敢に奮闘している」とスコットは言った。 「ご存知のように、私たちは太陽結合から出てきたばかりなので、スピリットが顔を登るのをやめたところから始めています。彼女の太陽電池アレイのエネルギーレベルは、合流前にあったミニダストストームの前ほど良くないため、明らかに懸念の原因となっています。運転に必要なエネルギーが減るので、残念です。しかし、彼女はまだ生きており、私たちが任務に就いて5年になると私たちが思っていたよりもはるかに優れています。」

ホームプレートは、直径約80メートル(260フィート)の低地です。スピリットは高原の北側に駐車した火星の冬を過ごし、彼女の太陽電池パネルは生き続けるために低い太陽に向かって傾斜しました。しかし、Spiritのソーラーアレイは厳重にほこりで覆われており、科学活動や運転に利用できる電力量を減らしています。しかし、科学者とエンジニアはスピリットをあきらめず、彼女のために大きな計画を持っています。

「私たちの長期的な目標は、ホームプレートから南に向かい、「ゴダード」と「フォンブラウン」と呼ばれる機能のペアに向かうことです」とスコットは言いました。 「フォンブラウンは丘であり、ゴダードはその隣にあるクレーターのような特徴です。それが、私たちが探求したい次の領域です。ご存知のように、ホームプレートの周辺は、過去の温泉または火山噴気活動の領域であるように見えます。これは、生命が地球上で形成されたと思われる場所であるため、火星を探索するのに特に刺激的な場所です。ここで何が起こっているのかをもっと詳しく調べようとします。」

しかし、「ゴダード」と「フォンブラウン」はホームプレートの南側にあり、スピリットは北側にあります。最も簡単なルートは、「ホームプレートの上に登り、運転が良好な場所でスケートをする」というスコット氏によると、Spiritが登ることができない場合は、北の坂を下ります。長い道のりでホームプレートを回ります。しかし、それはもっと時間がかかるかもしれません、そして、時間がスピリットのために制限されているかもしれません。

したがって、最短の方法は、ホームプレートの上と上です。しかし、Spiritは右前輪に火傷を負い、困難な地形を登ろうとしています。 「あなたが砂漠にいて、砂丘を登っているところを想像してみてください。しかし、砂を踏むたびに、砂が下から崩れ落ちてきます」とスコットは言いました。 「それがスピリットが経験していることです。したがって、ホイールに数メートル移動するように命令している場合でも、ソルでは数センチメートルしか進まない可能性があります(火星の日)。」

しかし、「フォンブラウン」と「ゴダード」は科学チームにとって関心があるので、運転チームは挑戦し続けます。

一方、機会は非常に異なる運転条件にあります。 「現在のところ、彼女は基本的に駐車場にいて、たまに2、3度のスピードバンプしかない」とスコットは言った。 「機会があれば、サッカー場の長さのように、汗をかくことなくソルを100メートル走ることができます。スコットは最近、ほぼ記録的なドライブを行い、1日で約216メートル走行する機会がありました」とスコットは誇らしげに言った。 「つまり、これが私たちの銀メダルドライブです。どちらのローバーを使っても、これまでで2番目に長いドライブです。」 (最長のドライブは1日で220メートルでした。)

Opportunityが注意しなければならないことの1つは、この地域の砂丘です。 2005年、機会はそれらの砂丘の1つに行き詰まり、ローバー運転チームは1か月以上かけて、機会を砂トラップから操縦する方法を考え出しました。行き詰まることから学んだ困難と教訓に敬意を表して、この地域で発生する可能性のあるすべてのサンドトラップは「プルガトイド」と呼ばれています。

「機会は彼女の周りにPurgatiodsがいる地域にあります。」スコットは言った。 「しかし、良いニュースは、これらの機能に初めて遭遇したときよりも、より良いデータが得られたことです。」 MERチームは、火星の周回軌道にある火星偵察オービターのHiRISEカメラの利点を利用できるようになりました。 「これでHiRISEからのデータと画像が得られました。軌道からこれらのPurgatoidを選択する方法を特定できたと思います。」スコットは言った。 「そのため、MROから画像を取得し、Opportunityの毎日の経路計画の一部として、そしてより長い規模の経路計画にも使用します。その上で、最初の煉獄事件の後で採用した他の対策があります。ローバーは時々停止し、「チェック」して、実際に動いているのか、動いているのか、車輪が回転しているのかを測定します。したがって、私たちがPurgatoidに入ったとしても、すぐにそれを捕まえることができ、遠くまで掘り下げる前に脱出するチャンスがあります。」

しかし、これまでのところ、軌道からPurgatoidを識別できるという新しい手法では、Opportunityが単一の機会に遭遇していません。

「ペダルを金属に付けて運転するだけで幸せになります」とスコット氏は語りました。「とても楽しいです。」

機会は、「ハンマーを下に置く」ことで、エンデバーと呼ばれる約12キロ(7マイル)離れたクレーターに到達します。巨大なクレーターは幅22キロ(13.7マイル)あり、科学者は、過去2年間にビクトリアクレーターにいたときに機会が見たよりもはるかに深い岩層のスタックを見ると予想しています。 12 kmの走行距離は、2004年から2008年半ばまでの総走行距離に相当します。各ソルが100メートル以上のペースでも、移動には2年かかる可能性があります。

しかし、スコットマックスウェルとMERミッションに取り組んでいる他の13人のローバードライバーがこの課題に直面しています。

明日:パート2:どのようにして別の惑星でローバーを運転しますか?
火星探査車の運転方法、パート3

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