NASAは本日、探査機インサイトが火星に着陸してから4年1か月後、電力が尽きてミッションが終了したと発表した。
火星内部の探査を目的として設計されたこの着陸機は、容赦なく吹き荒れる火星の塵によって太陽電池パネルが覆われ、徐々に窒息状態となっている。最後の通信は12月15日に行われ、NASAは月曜日に着陸機が通信に応答していないと発表した。
インサイトは火星表面の画像を撮影し、地震計を用いてマントルの大きさや核の構成など、火星内部の要素を推定しました。4年間にわたり、インサイトは隕石の衝突、火星地震、そして通過する砂塵旋風を検出しました。当初、このミッションは、地中に埋設して火星の温度を測定する予定だった熱プローブ「モール」の性能向上に苦戦しました。しかし、火星のレゴリスはNASAの予想以上に扱いにくい物質であることが判明しました。
着陸機は深刻な状況にも関わらずなんとか持ちこたえたため、ミッションの予定終了は何度か延期された。NASAの科学者たちは、インサイトの寿命を延ばすために、太陽電池パネルに火星の土を撒いたり、カメラや安全モードをオフにして残りのバッテリーを科学観測に充てたりと、数々の応急処置を実施した。
インサイトは火星に滞在した1,440日間で合計1,300回以上の火星地震を検出し、約7,000枚の画像を地球に送信した。
インサイトの状況が暗くなり始めたとき、私は着陸機の開発やそのデータ処理に携わった科学者たちに連絡を取りました。彼らがこのミッションの重要性について語った内容をご紹介します。
インペリアル・カレッジ・ロンドンの地震学者、ナタリア・ウォジツカ氏：
私は幸運にも、2018年の着陸直前から博士課程在学中にインサイトに関わることができました。キャリアの早い段階でこのミッションに参加できたことは、素晴らしい経験でした。
インサイトは運用中に多くの成果を上げ、火星の地殻の特性、そして核とマントルの構成について、これまで見たことのない知見を提供しました。個人的に最も印象に残っているのは、火星への隕石衝突を初めて地震波で検知したことです。このデータは、衝突によって発生する地震波の特性に新たな光を当て、地震学が衝突を研究するための強力なツールであることを証明しました。これは、惑星科学コミュニティ全体にとって非常に価値のあることです。
これは惑星地震学の始まりに過ぎないことは間違いありません。インサイトのデータは今後何年も分析され続けるでしょう。何よりも、インサイトは地球外における地球物理学がいかに刺激的で価値あるものであるかを示してくれたと思います。近い将来、火星をはじめとする惑星で、地震学を基盤としたミッションがさらに増えることを期待しています。
チューリッヒ工科大学の地球物理学者、サバス・セイラン氏は次のように述べています。
インサイトは、火星におけるほぼ完全な地球物理観測装置です。火星地震サービスとして、私たちはインサイト地震計から送信される地震データを定期的に監視し、地震の特定と位置特定を行っています。火星が私たちを驚かせなかった時は、私たちにとって退屈な瞬間はありませんでした。インサイトは過去4年間火星に滞在しています。ミッション期間は地球の2年でしたが、エンジニアとミッション地上管制ユニットの素晴らしい仕事のおかげで、それをはるかに超えています。現在まで、着陸機とセンサーは非常に良好な性能を発揮しています。
これまでに収集された地震データは、信じられないほど高品質かつ完全です。地震計パッケージを火星の地表に設置したことは、確かに大きな助けとなりました。収集されたデータを用いることで、インサイトの位置する地殻、マントルの組成、そして核の大きさについて、より深く理解できるようになりました。大気から核に至るまで、赤い惑星の理解が深まったと自信を持って言えます。
これはほんの始まりに過ぎません。科学者たちは今後数十年にわたり、インサイトが収集したデータを分析し続けるでしょう。私たちはこの惑星についてさらに深く理解していくでしょう。そして、将来のミッション設計に向けて、そこから得られる教訓もきっとあるでしょう。
ケルン大学の地震学者、ブリギット・ナプマイヤー・エンドラン氏は次のように述べています。
火星は私たちにとって本当に刺激的な探査であり続けています。地震活動についてある程度の基本的な理解が得られたと思われていたにもかかわらず、2年目の長期ミッションでは、インサイトから100度以上離れた場所で初めて発生した地震や、ごく最近ではマグニチュード5.0という史上最大の火星地震など、数々の驚きがもたらされました。これらのデータの分析は、今後何年も、あるいは数十年（アポロ計画が月面で記録した地震記録のように）にわたって継続されるでしょう。
当初のミッション目標はすべて達成できました。火星から得られるデータがどのようなものか、そしてそれが地球や着陸前のモデルと期待していたほど似ていないかもしれないということが少し理解できるようになると、全員が調整し、インサイトから得られるデータを最大限に活用する方法を見つけました。これには、高校生が火星の地震記録を分析することも含まれます。多くの国（残念ながら私の国は含まれていませんが）では既に地震学がカリキュラムに取り入れられており、インサイトを特別なケースとして扱うことができたからです。これはアウトリーチ活動として素晴らしいアイデアだったと思います。現在、私たち科学チームは、これらの遠く離れた場所で起こる大規模なイベントを分析し、火星に関するより多くの情報を得ている最中です。これは本当に興味深く、素晴らしいことです。
延長ミッションによって多くの新しく刺激的なデータと発見がもたらされた今、今後これ以上のデータが得られなくなるのは残念です。しかし、既に得られたデータには分析・理解すべき点がまだ多く残っており、ミッションはまさに成功でした！9年以上もの間、このミッションに携わることができたことを光栄に思います。
インサイト計画の成果として、惑星地震学が再び注目を集めるきっかけになったことを願っています。主任研究者の中には、火星に地震計を設置するのを文字通り何十年も待ち望んでいた人もいます。月面のアポロ地震計や火星のバイキング実験（いずれも主に1970年代）以降、NASAでは地震学にほとんど重点が置かれていませんでした。インサイトの成果は、惑星全体をカバーできる地震計が1つしかなく、たとえ工学的要件に最も適合する場所に着陸し、地震活動の発生場所が不明な場合でも、地殻構造、内部構造、そして大気との相互作用について、他の実験では決して得られない、また軌道測定だけでは得られない多くの知見が得られることを示していると思います。
超高感度広帯域観測装置を惑星表面に自動設置するにはかなりの労力を要しましたが、今回の場合は確かにその価値がありました。また、他のケースでは、もっとシンプルな方法があるかもしれません。ドラゴンフライとアルテミス探査機のファーサイド地震観測装置は、惑星地震学の復活をすでに示唆しているのかもしれません。それらが私たちに何を教えてくれるのか、本当に楽しみです。
ケンブリッジ大学の地震学者、サンネ・コッタール氏：
多くの探査車が火星の表面を動き回っている間、インサイトは4年以上もの間、可能な限り静かにそこに留まり、搭載されている地震計は大気圏からの信号や遠くの火星地震の信号を傍受してきました。これらの火星地震から受信される電波は、火星の地震活動や地殻変動、そしてそれらが伝播する深部構造に関する情報を明らかにします。このようにして別の惑星の内部を覗き見ることは、工学的にも科学的にも大きな勝利です。
地球に根ざした地震学者として、科学者たちがインサイトのデータを使って成し遂げた成果に、私は驚嘆の眼差しを向けてきました。地球上では、私たちの技術は多くの地震観測所に大きく依存していますが、火星では、科学者たちはたった一つの地震観測所に適応する必要がありました。さらに、科学者たちは、しばしば微弱な信号を発見するために、データに見られるノイズやアーティファクトを理解する必要がありました。
それでも、彼らは1000回以上の火星地震を検知することができました。それらは概して非常に小規模で、中には遠く離れた場所で発生したものもありました。これらの地震の発生場所、深度、そして原因を解明することは依然として進行中の課題ですが、火星には地球のようなプレートテクトニクスは存在しないものの、依然として大きな変形が起こっていることを示しています。科学者たちはさらに、火星の核から反射された波を発見しました。これらをマントルを伝播する他の波と組み合わせることで、深部の地震構造を明らかにし、火星マントルの組成と温度に関する知見を得ることができました。火星の地層の理解は、火星が岩石惑星としてどのように形成されたのか、なぜ磁場を失ったのか、そして火星の印象的な半球状の地形がどのように形成されたのかを解明するモデルの構築に活用されるでしょう。
最近、火星はマグニチュード5の火星地震という形でインサイトに最後のスタンディングオベーションを与えました。これはこれまで観測された火星地震の中では断然最大であり、火星の地震活動の活発さに関する私たちの考えを確かに変えるものです。科学者たちがこの地震の波を使ってどのような研究をするのか、非常に楽しみです。この火星地震の発生と影響は、将来、インサイトの遺産を継承するために、複数の地震計を火星に送り込む道を開くかもしれません。
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