NASAは7月30日に次期火星探査車を打ち上げる予定です。人類による火星探査は間違いなく新たな段階を迎えるでしょう。ここでは、パーサヴィアランス探査車について知っておくべきこと、そしてなぜ火星生命の証拠を見つけるための最良の選択肢なのかをご紹介します。
パーセベランスが2021年2月に火星に着陸すれば、すべてが順調に進んだ場合、この探査車は赤い惑星に到達した5番目の探査車となります。これまでの探査車は、ソジャーナ、スピリット、オポチュニティ、そしてキュリオシティです。パーセベランスはNASAの探査車の中で最も先進的なものです。公平を期すために言うと、2011年から火星で探査活動を行っているキュリオシティをモデルにしています。
「パーサヴィアランスは本質的にはキュリオシティ・ローバーのバージョン2.0です」と、火星2020プロジェクトの科学者であり、カリフォルニア工科大学の地球化学者であるケネス・ファーリー氏はギズモードに語った。
パーセベランスは、7月30日午前7時50分（東部標準時）（太平洋標準時午前4時30分）にケープカナベラル空軍基地からアトラスVロケットで打ち上げられる予定です。NASAは、新型コロナウイルス感染症のパンデミックにもかかわらず、Mars 2020ミッションを成功させています（残念ながら、ExoMarsでは同じことが言えません）。火星への打ち上げ機会は26ヶ月に一度と限られていることを考えると、これは素晴らしいニュースです。
火星への7ヶ月間の旅の後、探査車はかつて湖と河川のデルタ地帯であったジェゼロ・クレーターに着陸します。27億ドルを投じたこの探査車は、その後2年間、古代の微生物生命の痕跡の探索、火星の地質と気候の分析、岩石と堆積物の調査、ヘリコプターの打ち上げ（そう、ヘリコプターです！）、将来のミッションのための技術実証、そして将来の回収ミッションのためのサンプル収集と貯蔵など、様々なミッション目標に取り組みます。しかし、過去の探査車が示しているように、NASAジェット推進研究所（JPL）が管理するこのミッションは、当初の2年間よりも長く続く可能性が高いでしょう。
パーサヴィアランスはキュリオシティとほぼ同じ大きさで、全長3メートル（10フィート）、幅2.7メートル（9フィート）、高さ2.2メートル（7フィート）です。重量は1,025キログラム（2,260ポンド）で、キュリオシティより126キログラム（278ポンド）重いです。電力供給のため、この探査車にはプルトニウム238の自然崩壊から熱電発電装置（MMRTG）が搭載されています。
ローバーは6つの車輪を備え、それぞれにモーターと48個のクリートが取り付けられているため、優れたトラクションが得られます。前輪と後輪にはそれぞれステアリングモーターが搭載されており、パーセベランスは定位置を維持したまま360度回転することができます。NASAによると、ローバーの脚部は「膝の高さから40センチメートル（15.75インチ）の高さの岩を乗り越える」ことを可能にします。
「一見小さいように見えますが重要な変更点の一つは、新しい車輪の設計です。これは、キュリオシティが小さく鋭く尖った岩の多い地形を横断する際に遭遇するような『パンク』を防ぐはずです」と、マーズ2020プロジェクトの科学者でニールス・ボーア研究所の天体物理学者であるモーテン・ボー・マドセン氏は、ギズモードへのメールで述べています。「新しい車輪は幅がわずかに狭くなり、車輪の『ネジ山』が太く、より頑丈になっています。」
パーセベランスのミッションには、「探査機がより遠く、より速く自律的に走行できるようにし、着陸時に宇宙船が安全な着陸地点まで自力で移動できるようにする機能を採用するための追加プロセッサ」も含まれるとファーリー氏は述べた。
この最後の能力は重要だと彼は述べた。NASAは危険な岩盤のすぐそばに着陸できるからだ。「危険のない着陸地点から長い旅をして目的地まで行くのではなく」、パーセベランスは初日から魅力的な科学目標の近くに着陸することになる、とファーリー氏は述べた。
Perseverance は、以前のものよりも効率的になります。
「表面からサンプルを採取し、探査機内で分析するには時間がかかります」と、Mars 2020プロジェクトの科学者であり、オスロ大学の研究者でもあるスヴェイン＝エリック・ハムラン氏は、ギズモードへのメールで説明した。「パーセベランスには、機器によるデータ収集を高速化し、探査機の速度を上げるリモートセンシング機器と近接機器が搭載されています」とハムラン氏は述べ、「パーセベランスは従来の探査機よりも広い地形をカバーします」と付け加えた。
最高速度では、探査車は毎秒1.6インチ（4.2cm）、時速500フィート（152メートル）の速度で移動すると予想されています。NASAによると、「地球の車両の基準からすると、パーサヴィアランス探査車は遅い」とのことです。「しかし、火星の車両の基準からすると、パーサヴィアランスは傑出した性能を発揮します。」
探査車のサスペンションシステム、いわゆるロッカーボギーシステムにより、不整地を走行することが可能になります。驚くべきことに、探査車は45度の傾斜でも転倒しないよう設計されていますが、NASAは30度を超える傾斜は許容しない方針です。
火星2020ミッションには、エンジニアリングカメラ9台、科学カメラ7台、そしてミッションの突入、降下、着陸フェーズ用のカメラ7台を含む、合計23台のカメラが搭載されました。マイク2個も含め、このミッションは実に多様な「目」と「耳」を備えています。
マストカムZは、赤い惑星のパノラマ画像、立体画像、そしてズーム画像を撮影します（キュリオシティのマストカムはズーム機能がないため、「Z」が付けられています）。このカメラは探査機のナビゲーションを支援するだけでなく、ミッション科学者による例えば地表の鉱物組成の特定にも使用されます。探査機のスーパーカムは、通常の撮影に加えて、「岩石や土壌の化学組成、特に原子や分子の構成を特定する」ためにNASAによって使用されます。
探査車は火星環境力学分析装置（MEDA）を用いて、風速と風向、気圧、湿度、塵粒子の大きさを測定します。搭載されているX線蛍光分光計「PIXL」は、化学元素を微細スケールで分析し、「SHERLOC」と呼ばれる紫外線レーザー分光計は、火星表面の顕微鏡画像を提供します。地中レーダー「RIMFAX」は、探査車直下の地域を分析し、地質構造を研究することを可能にします。
「火星探査車が初めて火星の地下を観測できるようになる」とハムラン氏は述べた。「火星の表面は塵の層に覆われていますが、これからはその下を観測し、何があるのかを見ることができるようになるのです。」
パーセベランスは「インジェニュイティ」と名付けられたヘリコプターも投入し、惑星外における航空機の初の制御飛行となる見込みです。インジェニュイティは一種の概念実証プロジェクトであり、短期間の飛行試験を少数行う予定です。しかし、すべてが順調に進めば、インジェニュイティは火星におけるより野心的な航空プロジェクトへの道を開く可能性があります。
パーセベランスは、火星酸素ISRU実験（MOXIE）の一環として、大気中の二酸化炭素から酸素を生成する実験も行います。この実験の成功は、将来の探査機にとって良い兆候となるでしょう。NASAは最近の発表で次のように述べています。「MOXIEと呼ばれる酸素生成装置は、火星の大気の約96%を占める二酸化炭素を呼吸可能な酸素に変換するように設計されています。この技術は将来、より大型で効率的な酸素生成装置へと進化し、宇宙飛行士が呼吸用の空気を自ら作り出し、人類を地球に帰還させるために必要なロケット燃料を燃焼させるための酸素を供給できるようになるでしょう。」
マーズ2020の最も興味深く、科学的にも有望な側面の一つは、サンプル・キャッシング・システム（SCS）です。このミッションでは、パーセベランスはジェゼロ・クレーター内で岩石と土壌のサンプルを採取し、複数の小型コンテナに収容して火星の表面に投下します。これらのサンプルは将来のミッションで回収され、地球に持ち帰られます。
https://gizmodo.com/nasa-requests-funding-for-audacious-plan-to-bring-marti-1841608360
「地球に持ち帰られた火星のサンプルは、多岐にわたるテーマについて調査され、火星に古代生命が存在した可能性、火星初期の不可解な温暖湿潤気候、そして35億年前からほとんど変化していない地球に似た惑星の地球化学的進化について、新たな知見をもたらすでしょう」とファーリー氏は述べた。「私にとって、地上の研究所で得られる確かな情報でこれらの疑問に答えられることが、このミッションの最もエキサイティングな点です。」
マドセン氏がギズモードに説明したように、地球上の最古の生命の痕跡は地質学的プロセスと生命そのものの拡散によって消滅したように見えるが、火星ではそうではないかもしれない。そのため、彼は「地球上で私たちが知っているものよりもはるかに古く、おそらくより原始的な生命の痕跡がサンプルとして持ち帰られる可能性に特に興味をそそられており、環境が許せば生命がどのように誕生するのかを教えてくれる可能性があります」と述べている。
SCSはパーセベランス・ミッションの重要な目的であり、そのためローバーの機器は偵察に特化しています。マドセン氏がギズモードに語ったように、SCSのツールは科学チームが、サンプルが元々形成された環境下で、潜在的なサンプルを見つけるのに役立つでしょう。
「キュリオシティのように内蔵の『科学実験室』の代わりに、パーセベランスには複雑で極めて複雑なサンプル採取・処理システムが搭載されています。選ばれたドリルコアは適切な容器に入れられ、容器内で画像撮影され、その後密閉され、後にフェッチローバーで回収できるよう地表にまとめて残される準備が整っています」とマドセン氏はギズモードに語った。
そこからジェゼロ・クレーターへと辿り着く。パーサヴィアランスの任務遂行にはまさにうってつけの場所と言えるだろう。火星の赤道の北に位置するこの幅約48キロメートルの窪地は、かつては急流デルタの供給を受けて水で満たされていた。もし数十億年前の火星に原始的な生命が存在していたとしたら、このような場所に存在していた可能性は十分に考えられる。そこでパーサヴィアランスは、約30億年から40億年前の化石化した有機物やその他の生命痕跡を探索することになる。
前述の通り、このミッションが始動するのは2021年2月、そして大気圏突入時の恐ろしい「恐怖の7分間」を経た後になります。パーセベランス、幸運を祈ります。幸運を祈ります。
