NASAが行方不明のエクソマーズ着陸機をいかに早く発見したか

ヨーロッパのスキアパレリ火星着陸機は、10月19日にチームが期待したようなスムーズな着陸はできなかったが、少なくとも長い間行方不明のままではなかった。NASAの衛星に搭載された高解像度カメラが、衝突から数日以内に迷子になった探査機のパラシュートとその他の破片を発見した。しかし、行方不明になったすべての火星着陸機がこれほど早く発見されたわけではない。別のヨーロッパの探査機「ビーグル2号」は、2003年の着陸失敗から2015年まで、10年以上行方不明だった。

着陸機が見当たらない場合について、「基本的には『できるだけ早く見つける』という手順だが、どのくらいの速さで見つけられるかは、どのような情報が入手できるかによって決まる」とアリゾナ大学の惑星地質学者で、スキアパレッリを発見した衛星に搭載されたカメラ、NASAの高解像度画像科学実験（HiRISE）の主任研究員であるアルフレッド・マキューエン氏は言う。

最近では、HiRISE が搭載している火星探査機「マーズ・リコネッサンス・オービター」のおかげで、科学者たちは行方不明の着陸機の痕跡が消える前にその証拠を嗅ぎつけることができる。しかし、着陸機がどこに着地するか、科学者たちが着陸地点と思われる場所をどの程度正確に追跡できるかといった他の情報も重要であることが判明した。

失踪行為

欧州宇宙機関（ESA）の火星探査ミッションにおけるスキアパレリ着陸機は、新たな着陸戦略をテストし、火星の大気と地表を調査することを目的としていた。ほぼ無傷で地上に着陸した。スキアパレリは母船であるトレースガスオービターから切り離され、計画通り耐熱シールドを取り外し、パラシュートを早めに展開したが、成功した。しかし、30秒間噴射する予定だったロケットは、ほんの数秒間しか点火せず、あまりにも速く落下した。欧州宇宙機関はスキアパレリが​​地面に衝突する直前に連絡が取れなくなった。

翌日、NASA の火星探査機マーズ・リコネッサンス・オービターに搭載された低解像度のコンテキスト カメラが、スキアパレッリの難航した着陸の残骸を発見した。そして 10 月 25 日には、HiRISE カメラがスキアパレッリの衝突に関連する 3 つの場所をより詳しく撮影した。着陸機が火星の表面に突っ込んだときにできた浅いクレーター、前部の耐熱シールド、パラシュートと後部の耐熱シールドである。「この場合、私たちが見たいと思っていた 3 つのものが見えました。それらははっきりと区別でき、私たちが見つけると予想していた場所にありました」とマキューエン氏は言う。

ビーグル2号はそれほど幸運ではなかった。ESAは、ビーグル2号が母船であるマーズ・エクスプレスから分離した2003年にビーグル2号との連絡を失った。ビーグル2号が再浮上したのは2015年になってからで、HiRISEカメラが想定着陸地点の中心からわずか3マイルほどの地点を捉えた。さまざまな角度から撮影された写真には、傾いた太陽電池パネルの反射が映っていた。「画像ごとに明るい点が変わっていて、それが不自然に平らなものを見ているというかなり強い手がかりでした」とマキューエン氏は言う。

なぜ遅れているのですか?

ビーグル2号が長い間姿を見せなかった理由の1つは、火星探査機マーズ・リコネッサンス・オービターが2006年まで火星に到達しなかったためだ。そのため、ビーグル2号が消えてから数年経たないと探査を開始できなかった。また、着陸地点が古ければ古いほど、判別が難しくなる。時間が経つにつれて、宇宙船の表面にほこりが積もり、反射率が低下し、写真に写りにくくなる。「スキアパレリの場合、非常に明るいパラシュートが見える。非常に新しいため、非常に明るく、極地の霜と氷を除けば火星で見られるものよりも明るい」とマキューアン氏は言う。

ビーグル2号とスキアパレリ号のもうひとつの重要な違いは、旧型の宇宙船は着陸するずっと前から情報の中継を止めていたため、追跡が不可能だったことだ。「一方スキアパレリ号の場合、その位置を含む情報が地表からずっと離れた地点まで送信されていたが、その地点は着陸地点にかなり近かった」とマキューアン氏は言う。「私たちは、その着陸地点がどこだったかほぼ正確にわかっていたので、その場所を正確に狙うことができた」

ビーグル2号の安置場所は最終的に発見された。1999年に行方不明となったNASAの火星極地着陸機など、他の火星着陸機は依然行方不明だ。季節風は、火星の北極地方で行方不明になった着陸機がまとう埃まみれの覆いをさらに悪化させる。「ここは高緯度で、特に難しいのは、季節的な極冠が埃を堆積させ、毎年アルベド（反射）の痕跡を完全に消し去ってしまうからです」とマキューアン氏は言う。

2008年に火星の北極地域への着陸に成功したNASAのフェニックス宇宙船の着陸地点でさえ、私たちがどこを見ればよいか知らなかったら、認識できなかっただろうとマキューエン氏は言う。「場所がわかれば、あの小さな突起が着陸船だと言えるが、その場所をあらかじめ知らなければ、それを岩と区別することは決してできないだろう」

スキアパレリの衝突に関する新しい画像は、ESA が何がうまくいかなかったのか、また将来のミッションで同じことを繰り返さないようにするにはどうすればよいのかを解明するのに役立つかもしれない。しかし、十分に記録されているスキアパレリの着陸は、他の行方不明の宇宙船を見つけるのにも役立つかもしれない。「ここで何が起こったのかを知ることで、何か手がかりが得られるかもしれません」とマキューエン氏は言う。「浅いクレーターをもっと探す必要があるかもしれません」