機会:最長実行火星探査車

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NASAの火星探査ローバーオポチュニティは、ミッションのソル1282および1284(2007年9月2日および9月4日)中にパノラマカメラ(Pancam)を使用して、ローバーのこのモザイクビューに画像を組み合わせました。下向きのビューでは、カメラが取り付けられているマストが省略されています。画像は2012年2月17日にリリースされました。

(画像:©NASA / JPL-Caltech / Cornell)

オポチュニティローバーは、2004年1月から2018年6月まで、火星で動作しました。モンスターのダストストームにより、ゴルフカートサイズのロボットが完全に沈黙しました。

元々は90日間続くことを意図していたが、マシンはその長く完成された寿命の間、マラソンの距離(26.2マイル、つまり42.1キロメートル)を超えてクロールした。死亡時、ローバーの走行距離計は28.06マイル(45.16 km)を読み取りました。

Opportunityの最大の科学的発見の1つは、火星に長期間にわたって静水が存在することを確認することでした。探査機は、地球上の水中で形成される傾向がある火星のヘマタイト、石膏、およびその他の岩の存在を明らかにし、古代の熱水システムの証拠も発見しました。

また、別の惑星でローバーを10年以上操作することが可能であり、科学的作業を続けながらエンジニアリングと運転の問題を克服できることも機会によって実証されました。

2018年6月に地球規模の砂嵐が火星を襲ったとき、機会は沈黙しました。ローバーは運用に太陽光発電を必要とし、激しい砂嵐の間に空気中の粒子が多すぎるため、太陽光が機会の太陽電池パネルに届きません。 NASAはOpportunityを数か月間駆逐しようとしましたが、応答がありませんでした。そして、ローバーは最終的に2019年2月に死んだと宣言されました。

機会により、NASAの現在も活動中の好奇心探査ローバーと来たる火星2020探査ローバーの研究に役立つ、莫大な科学的遺産が生み出されました。

ミッションの概要とデザイン

オポチュニティとそのツインローバースピリットは、NASAの火星探査プログラムの一環として開発されました。 NASAは1960年代から多くのミッションをレッドプラネットに派遣しており、マリナー9(最初のオービター)、バイキング1とバイキング2(最初の着陸船)、ソジャーナー/パスファインダー(最初のローバー)などの代表的なミッションを行っています。過去20年間、NASAは可能な限り頻繁に火星ミッションを送信することに焦点を当ててきました。つまり、地球と火星が軌道上で比較的接近しているときは、2年ごとに送信されます。

NASAによると、2つの探査機の主な目的は、私たちが知っている生命が火星で発生した可能性があるかどうかを判断し(特に古代の水を探すことに焦点を当てている)、火星の気候と地質を特徴付けることでした。これらのローバーが収集した情報は、NASAの長期にわたる火星偵察オービターによって収集されたものなど、軌道からの観測によって強化され、赤い惑星への将来のミッションに通知されます。

火星探査ローバーは、NASAが開催したネーミングコンテストの受賞者である9歳のソフィコリスから名前を受け取りました(NASAが惑星協会からの支援とおもちゃメーカーのレゴからの支援を得て)。シベリア生まれのコリスは2歳で養子になり、アリゾナ州スコッツデールで彼女の新しい家族と一緒に住むようになりました。

「私は孤児院に住んでいました」とコリスは彼女の受賞したエッセイに書いています。 「暗くて冷たくて孤独でした。夜はキラキラ光る空を見上げて気分がよくなりました。そこで飛ぶことができると思っていました。アメリカでは、すべての夢をかなえることができます。「スピリット」をありがとうチャンス。'"

2003年に打ち上げられた火星探査ローバー— 7月7日の機会と6月10日のスピリット—デルタIIロケット搭載。彼らは火星で水を探すために2億8300万マイル(4億5540万km)の旅に乗り出しました。 2つのローバーの8億ドルのコストは、パノラマカメラ、顕微鏡画像装置、エンジニアリングカメラ、3つの分光計、岩石研磨ツール、磁石アレイなどの一連の科学機器をカバーしました。探査機には小さな腕があり、興味深い科学的標的からクローズアップ写真やデータを取得することができました。

火星の初期の研究

NASAは、火星の赤道のMeridiani Planumにある、火星の全地球測量士が上から発見したヘマタイトの層に興味をそそられ、それがOpportunityの着陸地点になると決定しました。ヘマタイト(酸化鉄)は水のある地域で形成されることが多いため、NASAは最初に水がどのようにそこに到達し、水がどこに行くのか知りたがっていました。

384ポンドのローバーは、2004年1月25日に火星に最後の接近をしました。火星の大気を通り抜け、パラシュートを飛び出し、エアバッグの繭の中で地表に跳び上がりました。機会はわずか66フィート(20メートル)の浅いクレーターの中に止まり、最初の写真が赤い惑星から発射されたときに科学者を喜ばせました。

コーネル大学の惑星科学者でローバーの科学機器の主任研究者であるスティーブスクワイアズ氏は、着陸直後のニュースリリースで、「3億マイルの惑星間ホールインワンを記録しました」と語った。

着陸からわずか6週間後の3月上旬に、機会は液体の過去の証拠を示した岩の露頭を特定しました。 NASAによると、グアダルーペ(火星の地域)の岩には硫酸塩があり、ニッチの内部で成長した結晶もありました。どちらも水の兆候です。スピリットは同じ週に炭酸塩とヘマタイト、水のより多くの証拠を発見しました。機会はまた、NASAがそのサイズと形のために「ブルーベリー」と呼んだ小さな球の中にヘマタイトを発見しました。 Opportunityは、その分光器の1つを使って、ブルーベリーのグループの内部にある鉄の証拠を、むき出しの基礎となる岩と比較したところ、発見しました。

3月が終わる前に、機会はより多くの水の証拠を発見しました。今度はおそらく古代の海水の堆積物から形成された岩の露頭の画像からです。岩に含まれる塩素と臭素は、理論を固めるのに役立ちました。

これはオポチュニティのミッションへの前向きなスタートでした。そして、ローバーはクレーターが着陸した場所を離れることさえしていませんでした。オポチュニティの90日間の主要任務が終了する前に、ゴルフカートサイズのローバーがイーグルクレーターから飛び降り、約0.5マイル離れた次の科学ターゲットであるエンデュランスクレーターに挑戦しました。それは2004年10月にそこにより多くの水の兆候を見つけました。

砂に引っかかっている

Opportunityの最も危険な瞬間の1つは、ローバーが砂に5週間沈没した2005年です。 NASAは、2005年4月26日にローバーを「ブラインドドライブ」に入れました。つまり、ローバーは障害物をチェックしていませんでした。その後、機会は高さ12インチ(30センチ)の砂丘に耕されました。そこでは、6輪ローバーが最初は外に出るのに問題がありました。

取り残されたローバーを保存するために、NASAは、ジェット推進研究所の模擬火星の「サンドボックス」でローバーのモデルのテストを実行しました。サンドボックスで学んだことに基づいて、ローバードライバーは一連のコマンドをOpportunityに送信しました。 NASAによると、ローバーは3フィート(1 m)前進する前に約629フィート(192 m)のホイール回転を要したが、最終的には自由に動いた。

NASAは、ローバーをより慎重に前進させることを選択しました。これは、オポチュニティが砂に引っ掛かる数日前に、右前輪(ステアリングモーターが動かなくなったため)を完全に使用できなくなったため、特に重要でした。 NASAによると、ローバーは他の3つの操縦可能なホイールで問題なく動く可能性があるという。

砂の中での機会の経験は、NASAが火星の太陽の日、またはsol、603で異常な牽引問題を検出した2005年10月に役立ちました。計画された148フィートのドライブにわずか16フィート、ボード上のスリップチェックシステムがローバーを自動的に停止しましたNASAによると、牽引力を失い、プログラムされた車輪の回転数の制限を超えたとき。 2つの問題が発生した後、Opportunityはなんとかそれ自体を取り消すことができました。

ビクトリアクレーター

火星での21か月後の2006年9月下旬に、オポチュニティはビクトリアクレーターへと向かいました。数か月間リムを一周し、写真を撮り、クレーターの周囲の層状の岩をよく見ました。 NASAはその後、2007年6月に機会を火口内に取り込むという根本的な決定を行いました。ローバーが再び上昇できるかどうかは不明だったので、それはリスクでしたが、NASAは科学はそれに値すると述べました。

NASAはニュースリリースで、「科学的な魅力は、クレーターの奥にある露出した物質の組成と質感を調べて、古代の湿った環境についての手がかりを得るためのチャンスです」とNASAは述べています。 「ローバーが坂をさらに下っていくと、露出したクレーターの壁にあるますます古い岩を調べることができるようになります。」

2007年7月、激しい砂嵐によりトレッキングが中断されました。太陽電池パネルがほこりで覆われたため、オポチュニティの発電能力はわずか1週間で80%低下しました。月末に、オポチュニティのパワーはクリティカルレベルまで低下しました。 NASAはローバーが機能しなくなるのではないかと心配していましたが、機会は通り抜けました。

機会が仕事を再開してクレーターに向かうのに十分な空が晴れたのは、8月末まででした。機会は約1年かけてビクトリアクレーターをさまよい、水底にある可能性が高いと科学者達が考えている下部の層を間近に見てきました。

機会は2008年8月に順調に上昇し、13マイル(21 km)離れた場所にあるクレーターであるエンデバーまで徐々に旅を始めました。それは遠くないように思えるかもしれませんが、ローバーが途中で興味深い科学ターゲットを調べるためにいくつかの停止を行ったので、そこに到達するのに約3年かかりました。機会は2011年8月にクレーターに到達しました。それまでに、その双子の探査機スピリットは砂の罠で死んでいました。 (それは2010年3月に行き詰まり、NASAは火星の冬が過ぎ去り、機関が座礁したローバーから何も聞いていなかった後、2011年にローバーが消滅したと宣言しました。)

エンデバーとメモリのリセットの調査

オポチュニティの水史調査はエンデバーでも継続されており、その一例が2013年に「エスペランス」と呼ばれる岩石の探査でした。岩には、水によって生成された粘土鉱物が含まれているだけでなく、「これらの反応によって放出されたイオンを洗い流す」のに十分な液体がありました」と、ニューヨーク州立大学の教授であり、Opportunity科学チーム、当時は言った。

2014年と2015年の初めに、NASAは、ローバーに問題が発生した後にOpportunityのフラッシュメモリ機能を復元するためにいくつかの試みを行いました。フラッシュメモリを使用すると、悪天候の場合など、電源がオフのときでもローバーが情報を保存できます。 2015年、NASAはほとんどの運用をランダムアクセスメモリで継続することを決定しました。これにより、ローバーの電源がオンの場合にのみデータが保持されます。当時、NASAは、運用に対する唯一の変更は、優先度の高いデータを後で配信するために保存するのではなく、すぐに送信する機会を機会に要求することであると述べました。

Opportunityは時折の後退にもかかわらず、2014年7月に25.01マイル(40.2 km)の通過に成功し、1973年にソビエト連邦の遠隔制御されたルノホド2探査機からの距離を超えたオフワールドの運転記録を樹立しました。大きなマイルストーン:火星でのマラソン距離(26.2マイル、つまり42.2 km)の走行。

エンデバー内部のビューから、2014年10月に火星が87,000マイル(139,500 km)の距離で氷の物体を飛ばしたとき、ローバーはサイディングスプリング彗星の画像を記録しました。2015年1月、オポチュニティはリムの高い位置から写真を撮りましたエンデバーの火口を囲む平地から約440フィート(134 m)の高さ。その後、2015年3月に、NASAは、ローバー(マラソンバレーと呼ばれるエリアを見下ろしながら)が、スピリットやオポチュニティによって研究された他のものとは異なる組成の岩を見たと発表しました。岩の特徴の一つは、アルミニウムとシリコンの高濃度でした。この組成物は、そのような岩が火星で発見された最初のものでした。

火星の冬を過ごした後、2016年3月、オポチュニティは、マラソンバレー地域内のクヌーセンリッジの目標に到達しようとして、これまでで最も急な坂(32度の傾斜)に取り組みました。エンジニアは、ローバーの車輪が砂に滑り落ちるのを見て、ターゲットを放棄して次に進むことに決めました。

NASAは、2016年6月にマラソンバレーでの作業をまとめると発表し、オポチュニティが最近、谷の南斜面で「赤い色の砕けやすい材料」を詳しく見たと付け加えました。機会により、この材料の一部がホイールで削られ、火星で見られる最も高い硫黄含有量の一部が明らかになりました。 NASAによれば、ホイールの擦り傷には、水から沈殿する可能性のある物質である硫酸マグネシウムの証拠があった。

2018年の砂嵐

2018年5月下旬に、火星の地域の砂嵐が急速に拡大しました。嵐が6月20日に惑星のプロポーションに達したため、空は機会に暗くなりました。当時健康であり、エンデバーで働いていた機会は、太陽電池パネルが十分なエネルギーを取得できなくなるまで、6月10日に最後に地球と話しました。コミュニケーションのため。嵐の間、ローバーは生き残るのに十分な暖かさを保つと予想されていましたが、科学者とエンジニアは、風化したローバーがどれだけ早く回復できるか疑問に思いました。

嵐が火星に発生すると、塵の巨大な雲が太陽光が地表に到達するのを妨げます。大気の不透明度の尺度であるタウのレベルが高いほど、機会に利用できる太陽光が少ないことを示しています。ローバーは、バッテリーを充電するために2.0未満のタウを必要とします。 NASAによると、通常、オポチュニティのサイトのタウは約0.5です。機会は、2018年6月10日、地球への送信が停止した日に10.8のタウを測定しました。

NASAは、Deep Space Network(太陽系全体の宇宙船と通信するアンテナのネットワーク)を通じて、数か月にわたってOpportunityからの信号を聞き続けました。信号は受信されておらず、機会は2019年2月に最終的に死亡したと宣言されました。

  • NASAの太陽系探査:火星探査ローバー
  • JPL:火星探査ローバー

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