火星探査車

NASAの火星探査車キュリオシティ、自撮り、2015年

火星探査車は、火星の表面を移動するために設計された遠隔操作の自動車です。探査車には、静止着陸機に比べていくつかの利点があります。より広い領域を調査でき、興味深い地形に誘導でき、冬季を乗り切るために日当たりの良い場所に着陸でき、そして超遠隔操作によるロボット車両の制御方法に関する知識を深めることができます。マーズ・リコネッサンス・オービターのような軌道上の宇宙船とは異なる目的を持っています。より最近開発されたものとしては、火星ヘリコプターがあります。

2021年5月現在、ロボットによる火星探査に成功したローバーは6機あります。最初の5機は、アメリカ航空宇宙局（NASA）ジェット推進研究所が管理しており、火星着陸日順に、ソジャーナ（1997年）、スピリット（2004～2010年）、オポチュニティ（2004～2018年） 、キュリオシティ（2012年～現在）、パーセベランス（2021年～現在）です。6機目は、中国国家航天局が管理する珠栄（2021～2022年） です。

2016年1月24日、NASAは、オポチュニティ とキュリオシティによる火星での進行中の研究では、独立栄養性、化学栄養性、または化学合成無機栄養性の微生物に基づく生物圏、および居住可能であった可能性のある河川湖沼環境（古代の川や湖に関連する平野）を含む古代の水など、古代生命の証拠を探すと報告した。[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]火星での居住可能性、化石に関連する化石、および有機炭素の証拠の探索は、NASAの主要目的となっている。[ 1 ] [ 6 ]

ソ連の探査機、火星2号と火星3号は物理的に繋がれた探査機だった。ソージャーナは地球との通信をマーズ・パスファインダー基地局に依存していた。オポチュニティ、スピリット、キュリオシティは独自に通信を行っていた。2025年4月27日現在、キュリオシティはまだ活動中だが、スピリット、オポチュニティ、ソージャーナは通信が途絶える前にミッションを完了した。2021年2月18日には、最新のアメリカ製火星探査車、パーセベランスが着陸に成功した。2021年5月14日には、中国のジュロンがアメリカ以外の国で初めて火星探査に成功した探査車となった。

ミッション

運用中

過去

  • ソジャーナ探査車、マーズ・パスファインダーは1997年7月4日に着陸に成功しました。1997年9月27日に通信が途絶えました。ソジャーナはわずか100メートル（330フィート）強の距離を移動しました。 [ 17 ]
  • 火星探査ローバー（MER）スピリット（MER-A）は、2003年6月10日に打ち上げられ、 [ 18 ] 2004年1月4日に着陸した。当初のミッション制限から約6年後、スピリットは合計7.73 km（4.80マイル）の距離を走行したが、車輪が砂に閉じ込められてしまった。 [ 19 ]ローバーから最後に受信された通信は2010年3月22日であり、NASAは2011年5月25日に通信の再確立の試みを中止した。 [ 20 ]
  • 火星探査ローバー「オポチュニティ（MER-B）」は、2003年7月7日に打ち上げられ[ 18 ]、2004年1月25日に着陸した。オポチュニティは、5,352ソル（着陸からミッション終了までの地球日数5498日、地球年数15年、火星年数8年）というこれまでの最長記録を更新し、45.16 km（28.06マイル）を移動した。ローバーは、2018年6月10日に最後のステータスを送信したが、これは2018年の火星全土を襲った砂嵐によって、バッテリーの充電に必要な太陽光が遮られたためであった[ 21 ] 。ローバーの再起動を何百回も試みた後、NASAは2019年2月13日にミッション完了を宣言した。
  • Zhurongは2020年7月23日にCNSA火星探査機Tianwen-1号 とともに打ち上げられ、2021年5月14日にユートピア平原の南部に着陸し、2021年5月22日に展開され、2021年6月1日にリモートセルフィーカメラを投下した。 [ 22 ] [ 23 ] 90ソル（地球時間の93日）の寿命を想定して設計されたZhurongは、 [ 24 ]展開以来347ソル（356.5日）活動し、火星の表面を1,921メートル（6,302フィート）移動した。 [ 25 ] 2022年5月20日以降、砂嵐と火星の冬の接近により探査車は非アクティブになっている。 [ 26 ] [ 27 ]しかし、太陽電池パネルを覆う塵の蓄積が予想以上に大きく、ローバーの自動再起動は不可能となった。2023年4月25日、ミッション設計者の張栄橋氏は、前回の不活性化による塵の蓄積が計画よりも大きく、ローバーが「永久に」不活性化状態になる可能性があると発表した。 [ 28 ]

失敗

  • 火星2号、 Prop-Mローバー、1971年、火星2号の着陸は失敗し、Prop-Mも破壊されました。ソビエト連邦の火星2号と3号宇宙船は、同一の4.5キログラム（9.9ポンド）のProp-Mローバーを搭載していました。それらはケーブルで着陸機に接続され、スキーで移動することになっていました。 [ 29 ]
  • 火星3号（ ProOP-Mローバー）は、1971年12月2日に着陸に成功した。重さ4.5キログラム（9.9ポンド）のローバーは火星3号着陸船に係留されていた。着陸後約110秒で火星3号着陸船の通信が途絶えたため、通信は途絶えた。 [ 29 ]通信途絶の原因は、当時発生していた非常に強力な火星の砂嵐、あるいは火星3号周回機の通信中継能力に問題があった可能性がある。

計画

提案

  • 火星タンブルウィードローバーは、球形の風力推進ローバーです。このコンセプトは、2000年代初頭にNASAによって初めて検討されました。 [ 32 ] [ 33 ] 2017年以来、チーム・タンブルウィードは一連のタンブルウィードローバーの開発に取り組んでいます。この研究組織は、2034年までに90台のタンブルウィードローバーを火星の表面に着陸させることを目指しています。[ 34 ]

未開発

ローバー表面活動のタイムライン

Zhurong (rover)Perseverance (rover)Curiosity (rover)Opportunity (rover)Spirit (rover)Sojourner (rover)

機器の例

キュリオシティ（MSL）のローバー「手」。回転する「手首」に様々な機器が搭載されている。背景にはシャープ山が見える（2012年9月8日撮影）。
オポチュニティが火星のカメラマストを含む初の自画像（2018年2月14日～20日／ソル4998～5004）。搭載の顕微鏡撮影装置で撮影された。

着陸ローバーに搭載されている計器の例には次のようなものがあります。

火星着陸地点（2020年12月16日）

NASA火星探査車の目標

2010年代頃、NASAは探査車プログラムに特定の目標を設定していました。

NASAは「ミッション」目標と「科学」目標を区別しています。ミッション目標は宇宙技術と開発プロセスの進歩に関連しています。科学目標は、宇宙でのミッション中に機器によって達成されます。

科学機器は、科学的目的と目標に基づいて選択・設計されます。スピリット探査車とオポチュニティ探査車の主目的は、「火星における水の歴史」を調査することでした。[ 39 ]

NASA の長期火星探査プログラムの 4 つの科学目標は次のとおりです。

スピリット探査機が撮影したハズバンド・ヒルのパノラマ写真（2005年11月）
  • 火星探査車
  • 失敗したソビエト連邦の探査車、ProOP-M
    失敗したソビエト連邦の探査車、ProOP-M
  • NASAの火星探査車「ソジャーナー」
    火星におけるNASAのソジャーナー探査車
  • 車輪の比較：ソジャーナ探査車、MER（オポチュニティとスピリット）、キュリオシティ
    車輪の比較：ソジャーナ探査車、MER（オポチュニティとスピリット）、キュリオシティ
  • 比較: MER、ソジャーナローバー、キュリオシティ
    比較: MER、ソジャーナローバー、キュリオシティ
  • 比較: MER、ソジャーナ探査車、人間、キュリオシティ
    比較: MER、ソジャーナ探査車、人間、キュリオシティ
  • 中国初の火星探査車「Zhurong」
    中国初の火星探査車「Zhurong」
  • 忍耐と創意工夫
    忍耐と創意工夫
  • ESAの計画中のローバー、ロザリンド・フランクリン
    ESAの計画中のローバー、ロザリンド・フランクリン
さまざまな火星探査機の移動距離の比較

参照

参考文献

  1. ^ a b Grotzinger, John P. (2014年1月24日). 「特集号への序文 - 火星における居住可能性、タフォノミー、そして有機炭素の探査」 . Science . 343 (6169): 386–387 . Bibcode : 2014Sci...343..386G . doi : 10.1126/science.1249944 . PMID  24458635
  2. ^ 「特集号 目次 火星の居住可能性を探る」サイエンス誌343 ( 6169): 345–452 . 2014年1月24日. 2014年1月24日閲覧。
  3. ^ 「特別コレクション - 好奇心 - 火星の居住可能性を探る」サイエンス誌、2014年1月24日。 2014年1月24日閲覧。
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