インジェニュイティは火星を飛行した。NASA は今、それを破壊の瀬戸際に追い込むつもりだ。

月曜日の早朝、重さ4ポンドの細いヘリコプター「インジェニュイティ」がブレードを回転させて火星の薄い大気に逆らって上昇し、ホバリングして赤い惑星の表面に戻った。

NASA は数十年にわたり、ロボット探査機を他の惑星に送り込んできた。いくつかはすっと通り過ぎ、多くは軌道に乗り、いくつかの宇宙船は着陸し、少数のエリート車両は地球外の表面を走行した。そして今、機械が初めて異星の空を飛んだ。インジェニュイティとパーサヴィアランス探査機の両方に搭載されたカメラが、惑星探査の初めての技術を実証したこの歴史的出来事を記録した。

「インジェニュイティ・チームが成し遂げたことは、我々に三次元を与えてくれたことだ」と、NASAジェット推進研究所（JPL）所長マイケル・ワトキンス氏は月曜日の記者会見で述べた。「彼らは我々を地表から永遠に解放してくれたのだ」

打ち上げまでのカウントダウン

打ち上げまでの道のりは、完全に順調だったわけではない。パーセベランス探査機が4月4日にインジェニュイティを地表に着陸させた後、JPLは当初、1週間後に初飛行を計画していた。しかし、4月9日の高速スピンテストで探査機が予想通りに反応しなかったため、飛行は延期された。地球上でインジェニュイティの試作機を徹底的にテストした後、エンジニアたちは、成功確率が85パーセントと推定される修正された一連のコマンドに賭けた。

彼らの予想は的中した。JPL のエンジニアたちは早朝に集まり、インジェニュイティの自律飛行の試みを生で観察した。ヘリコプターは猛スピードで地面から飛び上がった後、高さ 10 フィート近くまで上昇し、回転して毎秒 3 フィートの速さで急降下し、ほぼ出発地点に着陸した。

インジェニュイティのおかげで飛行は簡単そうに見えたが、火星の極薄の空気の中で離陸するのは決して簡単なことではない。この偉業は、地球上では高度10万フィートをはるかに超える高度を飛行するのと同等だ。これは、ほとんどの民間航空機が飛行できる高度の2～3倍にあたる。

7年間の開発期間と、地球上のほぼ空気のない部屋での数百から数千回のシミュレーションを経て、JPLの乗組員は飛行計画が完璧に実行されたのを見て歓喜し、安堵した。

「今朝、私たちの夢が実現しました」と、インジェニュイティのプロジェクトマネージャーであるミミ・アウン氏は、報道陣にイベントのビデオを披露しながら語った。「鳥肌が立ちます。テスト室でテストした通りの仕上がりです。」

今では、インジェニュイティが地球の大気のわずか 1 パーセントの厚さの空気でも扱えることが証明されている。今後、チームはこの宇宙ヘリコプターの性能を正確に調べることに熱心に取り組んでいる。今後数週間で、エンジニアたちはこの宇宙ヘリコプターに、ますます大胆なミッションを遂行するよう指示し、高度 16 フィートまで上昇させてから実際にどこかへ飛行させる予定だ。

以降のテストでは、インジェニュイティはそれぞれ 6 フィート、160 フィート横滑りを試みる。最終的には、ヘリコプターが離陸地点から 3 分の 1 マイル以上を飛行できるようになることをアウン氏は期待している。彼女は、命知らずのテスト パイロットのRight Stuffの威勢のよさで今後の飛行プログラムについて説明し、現在火星航空で可能なことの限界を正確に特定する衝突をほぼ期待している。

「我々は風に逆らって進もうとしているし、スピードにも逆らって進もうとしている。限界に達すると予想している」とアウン氏は語った。「限界がどこなのかを知りたいのだ」

新しい探索方法

インジェニュイティが惑星探査の新たな時代を切り開くのであれば、そのデータは非常に貴重なものとなるだろう。

JPL の上級エンジニアたちは、1997 年の火星パスファインダー ミッションを思い出した。このミッションでは、靴箱サイズの探査車 Sojourner を固定着陸機に搭載した。靴箱のようなその機械の中には、パスファインダーの主要な科学機器が収められていた。Sojourner が斜面を下りたとき、それは他の惑星を走行した最初の乗り物だった。今日、SUV サイズの探査車 Curiosity と Perseverance は、NASA の火星活動の中心となっている。おそらくいつの日か、ローターは火星探査において車輪と同じくらい不可欠になるだろう。

「火星でこのようなことが起こると、懐疑論者は考えを変え、すぐに新しいやり方になる」と、約230フィート離れた場所に駐機していたパーセベランスからインジェニュイティの飛行を撮影するのを手伝ったパーセベランスの画像科学者、ジャスティン・マキ氏は語った。

将来のミッションプランナーや科学者が飛行の力で何をするかはまだ分からない。しかし、少なくとも理論上は、可能性は無限大だ。

「他の惑星で最新の技術を試す機会は滅多にありません」と、今回のミッションには関わっていないスミソニアン国立航空宇宙博物館の惑星探査学芸員マット・シンデル氏は言う。

短期的な用途としては、将来の探査機の偵察が考えられる。数十億ドルの機械を操縦するチームは、非常にゆっくりと慎重に機械を動かす。しかし、ヘリコプターは岩にぶつかったり砂に引っかかったりすることがなく、火星探査では前例のない速度と距離を実現できる。インジェニュイティが3分の1マイルの試験飛行に成功すれば、キュリオシティが数か月を要した距離を約5分でカバーできることになる。

インジェニュイティの後継機は、重量を増やせば単独でも飛行できるかもしれない。設計者たちはヘリコプターの重量を1グラム単位で考えていたが、主任エンジニアのボブ・バララム氏は、将来の火星航空機は50ポンドまで大きくなり、約10ポンドの貨物を持ち上げられるようになると予想している。

カメラやその他の科学機器を搭載したヘリコプターは、火星のまったく新しい一面を見せてくれるかもしれない。赤い惑星には、単純な車輪による探査には適さない劇的な地形がある。シンデル氏は、将来、回転翼航空機が火星の深い峡谷や険しい山々にアクセスできることを期待している。

「探査車を火山の斜面まで運転することはできないでしょう」と彼は言う。

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そして、その恩恵は間接的に火星を越えて広がる。それぞれの独特な大気には、それに応じたタイプの航空機が必要になる。現在2036年に到着予定のタイタンへのドラゴンフライ無人探査ミッションは、土星の衛星の厚い大気を切り抜けるのは比較的容易だろう。しかし、異星の環境での飛行の設計、テスト、シミュレーションの方法、そして最初の試みで打ち上げを成功させる方法についてJPLが学んだ運用上の教訓は、役に立つかもしれない。

インジェニュイティの特別な技術は、実は地球にもっと直接応用できるかもしれない。ヘリコプターが高度約7.5マイル以上を飛んだことはこれまでなかった。しかし、月曜日の朝にインジェニュイティが遭遇したような大気の少ない状況に遭遇するには、高度28マイルまで飛ばなければならないだろう。火星の技術を地球に持ち帰れば、地上の宇宙船も新たな高みに到達できるかもしれない。

「そこには、地球科学者の友人たちがきっと考えているであろう興味深い科学がある」とNASA科学ミッション局の副局長トーマス・ザーブッヘン氏は語った。