火星記念日おめでとう、パーセベランス

パーセベランスは正式に火星で1年間生存した。

今年は、初めての飛行、初めての掘削、初めての「呼吸」、そして初めてのメルトダウン（心配しないでください、今はすべて順調です）に満ちた、なんとも素晴らしい年でした。これまでのところ、パーセビアランスはその名前にふさわしく、科学的任務を遂行するために順調に進んでいます。このミッションは依然として 1 つの巨大な実験であり、NASA のエンジニアはセダンサイズの探査車と搭載されている機器のテストと調整を続けています。

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「これは私が『着陸記念日』と呼んでいるものです」と、火星2020プロジェクトマネージャーのジェニファー・トロスパー氏は木曜日、NASAジェット推進研究所の記念ミッション総括ライブストリームで語った。「パーセベランスの着陸準備をしていたとき、私たちは探査車4台で4回着陸に成功していました。火星は常に私たちに困難な課題を与えてくれることを私たちは知っています。ですから、私たちは自信はありましたが、謙虚でした」

多くの人がこのロボットをそう呼ぶようになったが、パーシーは赤い惑星を自由に歩き回る最初の機械ではない。NASAは1997年から火星に探査車を送っており、ソ連は1970年代に2機の有線探査機を着陸させた。しかし、他の新しい宇宙ミッションと同様に、パーセベランスの技術は、最新の前身であるキュリオシティと比べても劇的な進歩を遂げている。11年経ったこの探査車は、ジェゼロクレーターにあるパーシーの基地から数千マイル北の場所ではあるが、今も火星の岩石の上を走っている。中国も2021年に赤い惑星に探査車ジュロンを着陸させた。その使命は、自撮り写真や音声クリップをたくさん撮りながら、火星の北半球の平原を探索することだ。

パーセベランスが数十億年前の湖底の周辺で微生物の生命を探している間、火星 2020 チームは地球に送られてくる生データを分析している。将来の着陸時に採取される土や石のサンプルを詳細に調べられるようになるまでには、さらに数年 (少なくとも 2030 年) かかる。しかし、パーシーは長期科学探査用に設計されており、燃料補給なしでさらに 13 地球年、つまり火星年で 6.9 年は電力が持続するはずである。それは、火星の地表の下に隠れていると言われる巨大な水たまりを発見するのに十分な時間である。

探査車のこれまでのマイルストーンを祝うため、NASAは今日の午後、Mars 2020のエンジニアによるライブストリームを主催します。しかし、まずはPopSciの最高の瞬間のいくつかでパーシーの思い出をよみがえらせましょう。

盛大な送別会

パーシーは2020年7月30日、アトラスV-541ロケットでケープカナベラルから打ち上げられた。打ち上げ日は、地球と火星の軌道が一致する日に設定され、2つの惑星間の飛行が短く簡単になった。探査車には4ポンドのヘリコプター（詳細は後述）と7つの画像計測機器が搭載され、総搭載量は30億ドルを超える。ありがたいことに、地球からの出発は成功し、飛行開始から8時間後、ロボットとその付属品を載せたカプセルがアトラスから分離し、火星に向けて飛び立った。

写真に撮る価値のあるタッチダウン

約半年後、パーシーは火星の大気圏に到達し、地上の仲間の探査車キュリオシティと合流する準備を整えた。NASA のエンジニアたちは、探査機が惑星間航行中に時速 12,000 マイルを超える速度に達していたため、着陸が困難になることはわかっていた (彼らはその過程を「恐怖の 7 分間」と名付けたほどだ)。しかし、研究室での何ヶ月にもわたる模擬訓練が役に立った。パラシュートによる降下はスムーズに進み、東部標準時午後 4 時 5 分頃、パーシーは赤い惑星の表面に着地し、初の高解像度カラー画像を撮影した。

地球を離れた初のヘリコプター飛行

マーズ2020チームは、史上初の惑星外ヘリコプターであるインジェニュイティを4月11日に初飛行させる予定だった。しかし、ローターの速度を完璧にするのが難題であることが判明した。結局のところ、火星の薄い_{二酸化炭素}で満たされた大気の中で航空機を浮かせた人は誰もいなかったのだ。しかし、4月19日、ついにそれが実現した。重さ4ポンド、高さ18インチのヘリコプターが1分未満上空に飛び立った。10フィート（地球の大気圏での10万フィート以上に相当）まっすぐ上昇し、すぐに下降した。インジェニュイティはそれ以来、ジェゼロクレーターの周りでさまざまな高度と軌道で18回の飛行を完了している。

火星の酸素の生成

赤い惑星の大気は薄く、二酸化炭素を多く含んでいる。パーシーのようなロボットにはまったく問題ないが、人間にとっては理想的ではない。もし人類が火星を訪れ（そして再び火星に戻ってくる）ことを試みるなら、呼吸するため、そしてロケットの打ち上げを助けるために、自ら酸素を作らなければならない。そのためパーシーには、二酸化炭素を吸い込んで分解し、一酸化炭素を吐き出して酸素分子だけを残すトースター大の箱が装備されていた。4月20日の最初の抽出後、火星酸素原位置資源利用実験（MOXIE）と呼ばれるこの機械は、宇宙飛行士が約10分間呼吸できる空気を供給するのに十分な量の酸素を約5グラム隔離した。このわずかな量の酸素でさえ、将来の火星探査にとって重要なマイルストーンとなる。

火星の多くの岩石の最初のものを突き刺す

パーシーは多くの赤い岩の上を歩き回っているが、特に探しているのは、太古の微生物が生息していたかもしれない興味深い岩だ。9月6日と8日、この6輪の開拓者はアームを広げ、「ロシェット」というニックネームのついた灰色の火成岩の岩盤から初めての岩石サンプルを掘削した。小さな穴が残る岩石コアには、放射性同位元素の「小さな原子時計」が含まれている可能性がある。マーズ2020の科学者たちは、これがジェゼロクレーターの水の過去、そしてかつてそこに生命が存在していたかどうかについて、より詳しい情報を明らかにすることを期待している。

科学者が現在研究しなければならない火星の岩石は、地球に落下した隕石だ。しかし、パーシーの岩石コレクションは、サンプルを収集し、後に研究のために地球に送る30年にわたるミッションの始まりに過ぎない。火星サンプルリターンは、パーシーが指揮を執るマルチミッションプロジェクトだ。2021年9月、パーシーは赤い惑星の表面に掘削し、サンプルをチューブに入れ、将来の回収飛行のためにその貴重な土を梱包して、このプロジェクトを開始した。これまでのところ、ジェゼロクレーターはリターンミッションのためのサンプル収集に「最適」だったと、火星2020の副プロジェクト科学者であるケイティ・スタック・モーガンは木曜日のライブストリームで語った。探査車は現場で岩石を研究して多くのデータを収集してきたが、地球上では、科学者は火星の特性を処理し分析するためのより多くのツールを持っている。

異世界からの音声メッセージ

パーシーは自撮りの女王（実際、火星探査車は写真映えすることで有名）だが、このロボットは聞き上手でもある。過去 1 年間、パーシーの 2 つのマイクは、火星の激しい風の音、探査車の金属車輪のカチャカチャという音、インジェニュイティが空気を切り裂くときの低いゴロゴロという音を捉えてきた。この音のシンフォニーは、実際には可聴データである。音の高さ、周波数、音の伝わり方から、科学者は赤い惑星の温度、密度、大気の組成を知ることができる。10 月、NASA はパーシーが火星で過ごす日々、つまり 1 日ごとに聞いている音の音声日記を公開し、故郷から遠く離れた世界の幻想的な音風景を明らかにした。