NASAが小惑星からサンプルを採取する試みを捉えた衝撃的な画像

NASAが小惑星からサンプルを採取する試みを捉えた衝撃的な画像

NASAのオシリス・レックス探査機が撮影した画像には、探査機のサンプルヘッドが小惑星ベンヌの表面に接触し、その後ベンヌが塵と岩石の雲の爆発に包み込まれる様子が写っている。研究チームは今後、採取された表面物質の量、あるいは採取された物質があったかどうかを把握する必要があるが、これらの画像は非常に明るい兆しと受け止められている。

火曜日、オシリス・レックスは地球から3億2100万キロメートル(2億マイル)離れた直径1800フィート(565メートル)の小惑星ベンヌと接触し、NASAによる小惑星サンプル採取の初試みとなりました。探査機からの予備データは接触成功を示唆していましたが、NASAが昨日遅くに公開した新たな画像がさらなる証拠となりました。

探査機のSamCamカメラが撮影した画像には、幅1フィート(0.3メートル)のサンプル採取ヘッドがデブリに埋もれている様子が写っている。専門家ではないが、タッチ・アンド・ゴー(TAG)と呼ばれる回収システムで何も回収されなかったとは考えにくい。しかし、画像は誤解を招く可能性があり、アリゾナ大学が率いる研究チームは今後1週間かけて、どれだけのデブリが回収されたかの調査を行う予定だ。

NASAの声明によると、探査機は着陸から約1秒後に窒素ガスボンベを噴射し、デブリ雲を発生させた。オシリス・レックスはナイチンゲールと呼ばれる所定の地点に到着し、最初の試みで表面に到達した。サンプリングアームの先端にある丸いヘッド(TAGSAM)が、探査機が小惑星の表面に接触した唯一の部分だった。TAGSAMの手順は、地上エンジニアからの事前プログラムされた指示に基づいて自律的に実行された。

サンプリング ヘッドが表面の多孔質の岩石を粉砕する様子を示す 2 フレームの GIF。
サンプリングヘッドが地表の多孔質岩石を砕く様子を示す2フレームGIF画像。GIF画像: NASA/ゴダード宇宙飛行センター/アリゾナ大学/Gizmodo

画像を見ると、探査機のヘッドが多孔質の岩石を砕いている様子が分かります。予備データによると、探査機のヘッドは約6秒間地表に接触しており、そのうち5秒間は物質の採取に費やされていました。NASAによると、最初の3秒間で探査機は物質の大部分を採取したと考えられます。探査機は地表に到達した時点で時速0.2マイル(10cm/秒)で移動していました。

任務完了後、オシリス・レックスは逆噴射エンジンを噴射し、表面物質も巻き上げました。時速0.9マイル(40cm/秒)で後退した探査機は再びベンヌの周回軌道に戻り、正常に機能しているように見えます。

前述の通り、研究チームは現在、サンプラーが実際に何かを採取したかどうかを確認中です。約60グラム、つまりチョコレートバー1本分の物質を採取したいと考えています。最終的に、OSIRIS-RExはこれらのサンプルを地球に持ち帰り、分析する予定なので、採取される物質が多ければ多いほど良い結果が得られるでしょう。

ナイチンゲールハザードマップとTAGの場所。
ナイチンゲールハザードマップとTAGの位置。画像:NASA/ゴダード/アリゾナ大学

研究チームは様々な手法を用いてこの決定を下す予定です。最初のステップは、窒素噴射によって舞い上がった物質の量を測定することです。研究チームは、サンプリングヘッド周辺に蓄積された塵の量を示す写真など、TAG(ガス捕集装置)の作業過程の画像を確認します。アリゾナ大学の声明にあるように、研究チームは収集された物質の重量測定も試みます。これは、高度な物理学的手法を用いて行われます。

SamCam の画像が分析されてから数日後、宇宙船は…宇宙船の「慣性モーメント」の変化を測定することで収集したサンプルの質量を測定します。慣性モーメントとは、質量がどのように分布し、中心軸の周りの本体の回転にどのように影響するかを説明する用語です。この操作では、TAGSAM アームを宇宙船の側面に伸ばし、アームに垂直な軸を中心に宇宙船をゆっくり回転させます。この技術は、先端にボールが付いた紐を持ちながら腕を伸ばして回転する人に似ています。人は紐の張力でボールの質量を感知できます。この操作を TAG の前と後に実行したことで、エンジニアは内部のサンプルによる収集ヘッドの質量の変化を測定できます。

チームが十分な物質が採取されなかったと判断した場合、2021年1月12日にオスプレイと呼ばれる場所で再度採取を試みる。TAGシステムにはより多くの窒素ガスが利用可能であり、チームは作業を急いで完了させる必要はない。OSIRIS-RExは、地球とベンヌの軌道が適切な位置関係になる2021年3月まで小惑星から離脱しないからだ。

地球に到着した採取された物質は、今後何年にもわたって科学者によって研究されるでしょう。ベンヌの表面には、太陽系の初期から変化していない物質が含まれていると考えられており、これは小惑星が初期の地球に水、そしておそらく生命の基本的な構成要素をもたらした役割を解明する手がかりとなる可能性があります。

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