NASAのエンジニアたちは、マーズ・オデッセイ探査機の燃料が不足し、貴重な宇宙船が悲劇的な結末を迎えるのではないかと、ほぼ2年間懸念していました。しかし、NASAによると、彼らは探査機の燃料タンクに残っている燃料量を誤算しており、今後2年間は問題なく飛行できるとのことです。
マーズ・オデッセイ号は20年以上にわたり赤い惑星を周回しており、宇宙空間で13億7000万マイル（22億1000万キロメートル）に相当する距離を移動しました。2001年の打ち上げ時、この探査機は火星周回軌道を周回するための動力源として、500ポンド（225.3キログラム）のヒドラジン推進剤を搭載していました。しかし、オデッセイ号には燃料計が搭載されていないため、ミッションコントローラーは探査機の燃料タンクにどれだけの燃料が残っているかを正確に把握することが困難です。
オービターの燃料供給を確認するため、ミッションチームは宇宙船の2つの推進剤タンクを加熱し、特定の温度に達するまでにかかる時間を計測する。NASAは「ティーポットのように、ほぼ空の燃料タンクは満タンの燃料タンクよりも早く加熱される」と記している。これは完璧ではないが、ミッションコントロールはタンクにどれだけのガスが残っているかをある程度正確に推定できた。
2021年夏、オデッセイの燃料残量は約5キログラムと推定され、燃料が不足しつつあるように見えました。NASAによると、2022年1月後半、チームの計算ではヒドラジンがわずか2.8キログラムしか残っていないことが示されました。これは、チームの予想よりも早く、1年足らずでミッションの燃料が尽きることを意味していました。
ミッションエンジニアたちは途方に暮れていた。宇宙船から燃料が漏れているのか、それとも計算が単純に間違っていたのか。彼らは数ヶ月かけて原因を解明しようと試み、ついに宇宙船の燃料推定を専門とする外部コンサルタント、ボリス・イェンドラー氏を招聘した。
イェンドラー氏はオデッセイ号の内部構造を研究した後、燃料消失の原因を突き止めました。周回機は宇宙空間で部品が凍結するのを防ぐためにヒーターを使用しており、燃料タンクを接続するヒーターの一つが、推進剤の温度上昇を予想以上に速めていたのです。その結果、オデッセイ号にどれだけの燃料が残っているかを推定しようとした研究チームは、推進剤の温度上昇が予想以上に速かったため、周回機の燃料タンク内の燃料が不足していると考え、失敗に終わりました。
「私たちの測定方法は問題ありませんでした。問題は、オデッセイ号内で発生する流体力学が、私たちが考えていたよりも複雑だったことです」と、南カリフォルニアにあるNASAジェット推進研究所のジャレッド・コール氏は声明の中で述べています。少し言い訳めいたように聞こえますが、まあいいでしょう。
ミッションチームは設計図に立ち戻り、オデッセイにどれだけの燃料が残っているか、そして余分な熱も考慮して計算しました。その結果、探査機は2025年まで飛行可能であることが判明しました。しかし、これは必ずしも保証されたものではありません。チームは現在も計測値の精度向上に取り組んでいるからです。
「これは私たちの科学的発見のプロセスに少し似ています」とコール氏は語った。「何が見つかるか分からないまま工学システムを探索するのです。そして、長く探れば探すほど、予想外の発見が増えていくのです。」
オデッセイはNASAの火星探査艦隊の重要な一員です。この探査機はNASAの地上管制センターと火星探査車の間でデータを中継するだけでなく、火星における鉱物、氷床、そして着陸候補地の発見にも貢献してきました。この探査機の燃料タンクにはまだいくらか残っていて、22年間の功績を継承してくれることを願っています。
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