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有人火星探査車（有人火星探査車とも呼ばれる[2]）は、火星に人を輸送するための火星探査車であり、火星への有人ミッションの一部として構想された。 [3] [4]
有人火星探査車には、火星宇宙服を着用した乗組員が搭乗するための非加圧型と、宇宙服を着用せずに作業するための加圧型の2種類がある。加圧型探査車は火星基地からの短距離移動用に想定されているが、移動基地や研究室として装備されることもある。[4]
有人火星探査車は、火星への有人ミッションの多くの設計の構成要素です。たとえば、Austere Human Missions to Marsの提案には、無人の電力およびロジスティクス貨物着陸船に2台の探査車が含まれていました。各探査車は加圧環境下で2人の乗組員を乗せることができ、電力はスターリング放射性同位体発生器から供給されます。[3]
例
1960年代、マーシャル宇宙飛行センターによるマリナー4号以降の火星探査モジュールの設計には、MOLABと呼ばれる加圧された火星用移動実験室を搭載した貨物バージョンが含まれていた。[5] Molabのアイデアの1つは、車輪で着陸することであり、これは「ローバーファースト」コンセプトと呼ばれていた。[4] MOLABには、地球外表面でも乗組員がシャツの袖だけで作業できるように加圧シリンダーが搭載されていた。 [4]
テレビ番組からの資金援助を目的とした火星移住計画「マーズ・ワン」では、80km（50マイル）を移動できる非加圧の有人探査車を計画していた。[6] アストロボティック・テクノロジーが供給業者候補として発表された。
有人火星探査ローバー（MMER）は、2010年にデザイン賞を受賞した。機能には、居住機能、ウインチ、エアロック、6つのフォームコアホイールなどが含まれていた。モジュール構造を特徴としており、小さな部品から組み立てることができ、電源には放射性同位元素バッテリーが提案された。[7] RTGの使用例としては、数百ワットの電力を生成する放射性同位元素電源システムを備えたカッシーニ-ホイヘンス宇宙船が挙げられる。この電力量は、数十年にわたってゆっくりと減少しながら継続的に生成され、放射性崩壊によって放出される熱の一部は電力生成に使用され、大部分は廃棄物として放射される。[8]
2017年、パーク・ブラザーズ・コンセプトは、6輪設計、密閉式キャビン、移動式実験室のコンセプトを特徴とする火星探査車デザインを発表しました。[9]この探査車のコンセプトはNASA以外のデザインですが、ケネディ宇宙センターのサマー・オブ・マーズでデビューし、2030年代初頭までに人類を火星に送るというNASAの目標に後押しされました。[9] カー・アンド・ドライバー誌はこのイベントについて報道し、探査車を「火星車」と名付け、設計者やサイズなどの車両のさまざまな仕様について言及しました。[2]
NASAの社内設計によるローバーの例としては、宇宙用バージョンもあるスペースエクスプロレーションビークルの車輪付きバージョンがある。 [9] [10] SEVローバーの初期バージョンは、2008年にNASAによって砂漠でテストされた。[10]宇宙または移動ミッション用のSEVは、2人の人間を14日間サポートするように設計されており、トイレ、睡眠ロジスティクスが含まれ、バージョンによっては 船外活動をサポートするためのスーツポートがある。[10] [11]別のコンセプトは、ローバーの前面に非常に近いが表面（下と前方）にある物体を見ることができる窓である。[10]
ナビゲーション
火星探査車が火星の周りを移動する際に位置を追跡するためのオプションには以下が含まれる: [12]
火星でのナビゲーションは、人類が火星に赴くための重要な課題として注目されている。地球で500年以上使用されている天体航法は、火星の表面を約100メートル（109ヤード）以内で位置特定する方法を提供する可能性がある。[12]ナビゲーションは特に探査車に関係する。探査車は少なくとも大まかに現在地と目的地までの経路を知る必要があるからだ。推測航法は、火星探査機「マーズ・パスファインダー」のソジャーナがナビゲーションに使用した方法である。 [13]
火星のGPS衛星ネットワークは火星軌道上の衛星群を意味するが[14]、代替案としては火星表面に設置された疑似衛星アレイが挙げられる。[13]これらの装置は、自己較正が可能な場合を除き、高精度で設置する必要がある。[13]
ローバーの設計
有人火星表面探査車の基準の一例は、2010年代に開発中の前述のSEVの表面バージョンでNASAによって表現されました。[15] 1980年代の「火星のためのケース」設計では、2つの区画を持つ中距離探査車が提案されています。1つは減圧して火星の大気に開放でき、もう1つはその間加圧されたままの運転区画です。[16]同じ研究では、有人火星ミッションのコンセプトの他のタイプに加えて、トラックとロボットアームを備えた、より大きく長期間使用できる探査車も提案されました。[17]特に船外活動用のエアロック設計は、加圧探査車に関する研究分野です。[15]
有人および/または与圧ローバーの設計アイデア: [15]
- ドッキングハッチ– ドッキングハッチにより、探査車は火星表面の居住施設、上昇ステージ、または他の探査車に接続でき、ドッキング後に加圧された通路を通って人が通過できるようになります。
- スーツポート– ローバーと火星スーツの設計を統合したもので、ローバーの加圧された内部につながる開口部を持つ火星スーツに人が入ることができるが、スーツの残りの外部は火星環境にさらされたままです。これにより、外部ハッチを開くときに別のエアロックや車両全体の減圧を回避することができます。
- モジュラー設計– これは、ローバーのコンポーネントを他のコンポーネントと簡単に交換したり、小さなセクションに分解したりできるようにする設計コンセプトです。たとえば、ローバーは小さな部品に分解でき、火星の表面に着陸した後、表面で組み立てることができます。これにより、より大きなローバーを火星の表面に届けることができます。モジュラー設計では、クレーン、バックホー、ケーブルウインチなどのさまざまな作業パッケージを必要に応じて交換することもできます。
- チャリオット操縦ステーション– 火星スーツを着た宇宙飛行士が加圧エリアに再入することなく探査車を制御する場所
- 氷シールドヒートシンク- 2.5cmの氷のバリアをシールドとして使うというアイデアがあり、この氷はヒートシンクとしても使える。
追加の可能なテクノロジー:
- 燃料電池および/または高エネルギー密度電池
- 回生ブレーキ
- ホイール
- 軽量構造と材料
- アクティブサスペンション
- 航空電子機器とソフトウェア
- 船外活動（EVA）サポート
- 熱制御システム
- 自動ランデブーとドッキング
有人火星探査ミッションでは、探査車は「火星表面要素」という用語でグループ化されることがあります。[18]
非加圧ローバー
非加圧火星探査車は、空気がないため乗組員は宇宙服を着用する必要があり、機能的には月面車に似ている。加圧型と比較して非加圧型探査車には、軽量化などいくつかの利点がある。加圧型探査車は重量が重くなるため、火星への打ち上げと大型車両の高電力消費の両方で燃料費が増加する。非加圧型探査車は、基地への貨物の輸送や、宇宙飛行士を大型の加圧型探査車に輸送するためにも使用できる。[19]
参照
- エレクトラ（無線）（火星で一般的に使用されている宇宙船の無線）
- 火星への有人ミッション
- ジョンソン シー リンク(観察用の透明な球体を備えた潜水艇)
- 月面車（ 1970年代初頭のアポロ15号、アポロ16号、アポロ17号で月面で使用されたアポロ計画の有人探査車）
- 火星の居住地
- 火星探査車
- 火星スーツ（例：火星宇宙服）
- ロッカーボギー（NASAの火星探査車に現在まで使用されているサスペンション設計）
- 宇宙探査機
参考文献
- ^ 「オーロラ打ち上げ：火星、月、そしてその先へのヨーロッパの第一歩」ESA 2018年9月22日閲覧。
- ^ ab Fink, Greg (2017年6月7日). 「Mars Car: Manned Mars Rover Concept Debuts at Kennedy Space Center」. Car and Driver . 2018年7月18日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2018年9月22日閲覧。
- ^ abc Price, Hoppy; Hawkins, Alisa; Radcliffe, Torrey (2009年9月16日). 「Austere Human Missions to Mars」(PDF) . NASA . 2010年2月6日時点のオリジナル(PDF)よりアーカイブ。 2018年9月22日閲覧。
- ^ abcd Zakrajsek, James J.; McKissock, David B.; Woytach, Jeffrey M.; Zakrajsek, June F.; Oswald, Fred B.; et al. (2005). 探査ローバーのコンセプトと開発の課題(PDF)。第1回AIAA宇宙探査会議、フロリダ州オーランド、2005年1月30日～2月1日。AIAA–2005–2525 。 2018年9月22日閲覧– NASA経由。
- ^ ポルトリー、デイビッド・SF（2012年10月25日）。「アポロ型有人火星着陸機の起源（1966年）」WIRED 。 2018年3月4日閲覧。
- ^ 「ミッション実現可能性」Mars One . 2013年8月6日閲覧。
- ^ 「有人火星探査機がグッドデザイン賞を受賞」。Dexigner 。 2010年2月13日。 2018年9月22日閲覧。
- ^ Barber, Todd J. (2010年8月23日). 「Insider's Cassini: Power, Propulsion, and Andrew Ging」. Cassini Solstice Mission . 2012年4月2日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2011年8月20日閲覧。
- ^ abc Vasquez, Robert. 「Mars Car: Manned Mars Rover Concept Debuts at Kennedy Space Center」. robertvasquez123.wordpress.com . 2018年2月25日閲覧。
- ^ abcd 「Multi-Mission Space Exploration Vehicle」NASA 2018年2月25日閲覧。
- ^ オーウィグ、ジェシカ（2016年1月5日）。「NASAが火星の宇宙飛行士のために設計した6,600ポンドの『車』を運転しましたが、宇宙探査に対する見方がまったく変わりました」。Business Insider 。 2018年2月25日閲覧。
- ^ ab Malay, Benjamin P. (2001). 「火星表面の天体航法」。米国海軍兵学校。2008年9月23日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2018年9月22日閲覧。
- ^ abc 「GPS自己較正擬似衛星アレイを使用した火星探査車のナビゲーション」スタンフォード航空宇宙ロボティクス研究所。2010年11月1日。 2018年3月7日閲覧。
- ^ Grip, Håvard Fjær; et al. (2019). 「NASAの火星ヘリコプターの飛行制御システム」(PDF)。NASA 。 2024年2月28日時点のオリジナルよりアーカイブ(PDF) 。 2024年2月28日閲覧。
- ^ abc 「宇宙探査機コンセプト」(PDF) . NASA . 2010年. 2018年9月22日閲覧。
- ^ 「図3. 2人の宇宙飛行士が回復する様子を描いた中距離ローバー」ResearchGate 。 2018年8月17日閲覧。
- ^ 「図4. 数週間にわたる複雑な生命維持装置を備えた長距離ローバー...」ResearchGate 。 2018年8月17日閲覧。
- ^ Hunt, Charles D.; van Pelt, Michel O. (2004). 「火星への有人ミッションにおけるNASAとESAのコスト見積方法の比較」(PDF)。NASA 。 2018年9月22日閲覧。
- ^ Salotti, Prof. Jean Marc (2012). 「火星表面探査のための加圧または非加圧ローバー」。国際宇宙財団。 2022年5月5日閲覧。
さらに読む
- 探査ローバーのコンセプトと開発の課題 (2005)
外部リンク
- マット・ノバク（2012年7月30日）。 「ヴェルナー・フォン・ブラウンの火星年代記」。スミソニアン博物館。
- 「ジェームズ・キャメロンの探査車」bp.blogspot。
- 「ホーム」。Human Mars.net。
- Perez-Davis, Marla E.; Faymon, Karl A. (1987). 「火星有人輸送車両」(PDF) . NASA .
- ウェイド、マーク。「DRM 1 火星探査車 - 加圧」。Astronautix.com。2016年12月28日時点のオリジナルよりアーカイブ。
