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 火星の表面で活動するオポチュニティの芸術的描写 | |
| ミッションタイプ | 火星探査車 |
|---|---|
| オペレーター | 米航空宇宙局（NASA） |
| コスパーID | 2003-032A |
| SATCAT番号 | 27849 |
| Webサイト | 火星探査ローバー |
| ミッション期間 | |
| 宇宙船の特性 | |
| 乾燥質量 | 185キログラム（408ポンド） |
| 力 | ソーラーパネル：140W |
| ミッション開始 | |
| 発売日 | 2003 年 7 月 8 日、03:18 UTC [1] [2] |
| ロケット | デルタIIヘビー[2] [3] [4] |
| 発射場 | ケープカナベラル SLC-17B |
| 請負業者 | ボーイング |
| ミッション終了 | |
| 宣言された | 2019年2月13日[5] |
| 最後の連絡 | 2018年6月10日[5] |
| 火星探査車 | |
| 着陸日 | 2004 年 1 月 25 日、[1] 05:05 UTC SCET MSD 46236 14:35 AMT |
| 着陸地点 | イーグル、メリディアニ平原 1°56′46″S 354°28′24″E / 1.9462°S 354.4734°E / -1.9462; 354.4734 （オポチュニティ探査車） [6] |
| 走行距離 | 45.16 km (28.06 マイル) [7] |
 ダック・ドジャース（ダフィー・ダック）をフィーチャーしたオポチュニティミッションパッチ[8] NASA火星探査車 | |
オポチュニティは、 MER-B（火星探査ローバー-B）またはMER-1とも呼ばれ、愛称はオッピーで、 2004年から2018年まで火星で活動していたロボット 探査車です。 [1]オポチュニティは、火星で5111ソル（地球での14年、138日）にわたって活動していました。2003年7月7日にNASAの火星探査ローバープログラムの一環として打ち上げられ、2004年1月25日にメリディアニ平原に着陸しました。これは双子のスピリット（MER-A）が火星の反対側に着陸してから3週間後のことでした。 [9]計画されていた90ソルの活動期間（地球時間で92.5日弱）で、スピリットは2009年に動けなくなり2010年に通信が途絶えるまで機能していたが、オポチュニティは着陸後5111ソルの間活動を続けることができ、太陽光発電を使用してバッテリーを継続的に充電することで電力と主要システムを維持し、砂嵐などのイベント中には電力を節約するために冬眠した。この慎重な運用により、オポチュニティは設計寿命の57倍にわたって稼働することができ、当初の計画を14年47日（地球時間）上回った。2018年6月10日にNASAと最後に連絡を取った時点で、 [10] [11]ローバーは45.16キロメートル（28.06マイル）の距離を移動していた。 [7]
ミッションのハイライトには、最初の90ソルミッション、ヒートシールドロック（メリディアニ平原隕石）などの隕石の発見、ビクトリアクレーターの2年間にわたる探査と研究などがある。探査車は中程度の砂嵐を乗り越え、2011年に「第2の着陸地点」と考えられているエンデバークレーターに到達した。 [12]オポチュニティミッションは、 NASAの最も成功したベンチャーの1つと考えられている。[13]
2018年に火星で発生した惑星規模の砂嵐のため、オポチュニティは2018年6月10日に通信を停止し、 2018年6月12日に休眠状態に入った。天候が回復すれば再起動すると期待されていたが[14]、再起動は起こらず、壊滅的な故障か、太陽電池パネルが砂塵の層で覆われたことが示唆された。NASAは、2018年11月から2019年1月にかけて繰り返し強風が予想され、太陽電池パネルが吹き飛ばされる可能性があることを理由に、探査車との連絡を再開したいと考えた。[15] 2019年2月13日、NASA当局は、2018年8月以降に送られた1,000回以上の信号にオポチュニティが応答しなかったことを受けて、オポチュニティのミッションが完了したと宣言した。 [16]
目的
火星探査ローバーミッションの科学的目的は以下のとおりである。[17]
- 過去の水活動の手がかりとなるさまざまな岩石や土壌の探索と特性評価を行います。特に、探しているサンプルには、降水、蒸発、堆積性セメント化、熱水活動などの水関連のプロセスによって堆積した鉱物を含むものが含まれます。
- 着陸地点周辺の鉱物、岩石、土壌の分布と構成を決定します。
- どのような地質学的プロセスが地域の地形を形成し、化学組成に影響を与えたかを判断します。このようなプロセスには、水や風による浸食、堆積、熱水作用、火山活動、クレーター形成などが含まれます。
- 火星探査機(MRO) の機器による表面観測の較正と検証を実行します。これにより、軌道から火星の地質を調査するさまざまな機器の精度と有効性を判断するのに役立ちます。
- 鉄を含む鉱物を検索し、鉄を含む炭酸塩など、水を含む、または水中で形成された特定の鉱物の種類を識別して相対量を定量化します。
- 岩石や土壌の鉱物学と質感を特徴づけて、それらを形成するプロセスを決定します。
- 液体の水が存在していた時代の環境条件に関する地質学的手がかりを探します。
- それらの環境が生命に適していたかどうかを評価します。
ミッションタイムライン
太陽 ・ 地球 ・ 火星 · 機会
オポチュニティとスピリットは、長期火星探査計画における火星探査ローバー計画の一部であった。火星探査計画の4つの主な目標は、火星に生命が存在する可能性があるかどうか（特に、火星で回収可能な水が見つかるかどうか）を判断すること、火星の気候と地質を特徴付ける、そして火星への潜在的な有人ミッションに備えることであった。火星探査ローバーは火星の表面を移動し、定期的に地質学的分析を実行して火星に水が存在したかどうか、また利用可能な鉱物の種類を判断するとともに、火星偵察軌道船（MRO）によって取得されたデータを裏付けることになっていた。[18]両方のローバーは90ソル（地球の92日）の寿命が予想されるように設計されたが、それぞれ予想よりもはるかに長く持続した。スピリットのミッションは予想寿命の20倍も長く続き、柔らかい砂に引っかかって脱出しようとして電力を使い果たしたため、2011年5月25日にミッション終了が宣言された。オポチュニティは計画寿命の90ソルの55倍も長く続き、着陸からミッション終了まで5498日間稼働した。探査機の状態に関する毎週の更新のアーカイブは、オポチュニティ更新アーカイブで見ることができる。[19]
打ち上げと着陸
スピリットとオポチュニティは2003年6月10日と7月8日に1ヶ月の間隔を置いて打ち上げられ、両機とも2004年1月までに火星の表面に到達した。オポチュニティの打ち上げはNASAの打ち上げサービスプログラムによって管理された。これはデルタIIヘビーの最初の打ち上げであった。打ち上げ期間は2003年6月25日から7月15日までであった。最初の打ち上げは2003年6月28日に行われたが、射場の安全と風による遅延、そしてその後ロケットの部品（断熱材とバッテリー）の交換のため、宇宙船は9日後の2003年7月7日に打ち上げられた。毎日2回の即時打ち上げ機会があった。打ち上げ当日、バルブを修理するため、打ち上げは2回目の機会（東部夏時間午後11時18分）まで延期された。[20]
2004年1月25日（GMT）（2004年1月24日、PST）[21] 、エアバッグで保護された着陸船が火星のイーグルクレーターの表面に着陸した。
オポチュニティは、おおむね平坦な平原にある衝突クレーターに着陸してから、表土と岩石のサンプルの調査に成功し、着陸地点のパノラマ写真を撮影した。サンプルからNASAの科学者は、火星の表面に赤鉄鉱が存在したことや過去に水が存在したという仮説を立てることができた。[22]その後、オポチュニティは火星の表面を横切って別のクレーターであるエンデュランス・クレーターを調査するよう指示され、2004年6月から12月にかけて探査を行った。 [23]その後、オポチュニティは自身の熱シールドの衝突地点を調査し、火星の表面に現在ヒート・シールド・ロックとして知られる無傷の隕石を発見した。 [24]
オポチュニティは、2005年10月から2006年3月まで、ビクトリアクレーターへ南下する途中の立ち寄り場所である、大きく浅く部分的に地中に埋まっているクレーターであるエレバスクレーターへ南下するよう指示された。オポチュニティはロボットアームにいくつかの機械的な問題を経験した。
2006年9月下旬、オポチュニティはビクトリアクレーターに到着し、時計回りに縁に沿って探査を行った。2007年6月、ビクトリアクレーターの当初の到着地点であるダックベイに戻り、2007年9月にクレーターに入り詳細な調査を開始した。2008年8月、オポチュニティはビクトリアクレーターを離れ、エンデバークレーターに向かい、2011年8月9日に到着した。[25]
エンデバークレーターの縁では、探査車はケープヨークと呼ばれる地形の周りを移動した。火星探査機はそこでフィロ珪酸塩岩を発見しており、探査車は地上でこの発見を確認するために機器で岩石を分析した。この構造は2013年夏まで詳細に分析された。2013年5月、探査車は南のソランダーポイントという丘に向かっていた。[要出典]
2018年6月10日（ソル5111）までのオポチュニティの総走行距離は45.16km（28.06マイル）で、ダスト係数は10.8でした。[26] 2013年1月以来、太陽電池アレイのダスト係数（太陽光発電の生産量の決定要因の1つ）は、2013年12月5日（ソル3507）の比較的ほこりっぽい0.467から、2014年5月13日（ソル3662）の比較的きれいな0.964まで変化しました。[27]
2014年12月、NASAはオポチュニティが「記憶喪失」現象に見舞われ、探査機がテレメトリ情報などのデータを不揮発性メモリに書き込めなくなったと報告した。ハードウェア障害は探査機の7つのメモリバンクのうちの1つに経年劣化による故障が発生したためと考えられていた。その結果、NASAは探査機のソフトウェアに故障したメモリバンクを無視させることを目指した。[28]しかし記憶喪失現象は引き続き発生し、最終的には探査機がリセットされる結果となった。[説明が必要]これを受けて、ソル4027（2015年5月23日）には探査機はRAMのみのモードで動作するように構成され、ストレージ用の不揮発性メモリの使用を完全に回避した。[29]
ミッション終了
（2018年2月14日〜20日 /ソル4998〜5004）
2018年6月初旬、大規模な惑星規模の砂嵐が発生し、数日のうちに探査車の太陽電池パネルは通信を維持するのに十分な電力を生成できなくなり、最後の交信は2018年6月10日となった。[5] NASAは、嵐が収まるまで通信を再開する予定はないと述べたが[30]、探査車は10月初旬に嵐が終わった後も音信不通だった。 [30]これは、壊滅的な故障か、太陽電池パネルを覆う塵の層のいずれかを示唆している。[31]チームは、2018年11月から2019年1月までの風の強い時期に、以前に起こったように太陽電池パネルの塵が取り除かれるかもしれないと希望を持ち続けた。[31] 1月8日に近くで風が検出され、1月26日、ミッションチームは、無線受信機が故障した場合に備えて、探査車に新しい一連のコマンドを放送し始める計画を発表した。[32]
2019年2月12日、[33]ミッションチームの過去および現在のメンバーがジェット推進研究所(JPL) の宇宙飛行運用施設に集まり、カリフォルニア州のゴールドストーン深宇宙通信複合施設の70メートル (230フィート) の皿を介してオポチュニティに送信される最終コマンドを見守りました。最後の4セットのコマンドの送信から25分後、ローバーとの通信の試みはオーストラリアのキャンベラに引き継がれました。[要出典]
2018年6月に信号が失われてから2019年1月末までに835回以上の回復コマンドが送信され、2019年2月13日までに1000回以上の回復コマンドが送信された。[16] [34] [35] NASAの職員は2月13日に記者会見を開き、ミッションの正式な終了を宣言した。NASAのトーマス・ザーブッヘン副長官は「そのため、私は深い感謝の気持ちを持ってここに立ち、オポチュニティのミッションが完了したことを宣言します」と述べた。 [36] NASAが探査車との交信を終えたとき、最後に送信されたデータはビリー・ホリデイの歌「I'll Be Seeing You 」だった。[37]オポチュニティの支援に必要だった資産は、キュリオシティ探査車と当時予定されていたパーサヴィアランス探査車を支援するために移行された。[36]
探査車からの最後の通信は2018年6月10日（ソル5111）にパーセベランスバレーから行われ、[16]ソーラーアレイのエネルギー生産量はソルあたり22ワット時、火星で測定された最高の大気不透明度（タウ）は10.8であったことが示された。[38]
設計と建設
オポチュニティ（およびその双子のスピリット）は、高さ1.5メートル（4.9フィート）、幅2.3メートル（7.5フィート）、長さ1.6メートル（5.2フィート）、重量180キログラム（400ポンド）の6輪のソーラーパワーロボットです。ロッカーボギーシステムの6つの車輪により、起伏のある地形でも移動できます。各車輪には独自のモーターがありました。車両は前後で操縦され、最大30度の傾斜でも安全に操作できるように設計されていました。最高速度は毎秒5センチメートル（2.0インチ/秒）でした。[39]時速0.18キロメートル（0.11マイル/時）でしたが、平均速度は約毎秒1センチメートル（0.39インチ/秒）でした。スピリットとオポチュニティの両方に、崩壊したワールドトレードセンターの金属片が取り付けられており、「掘削装置のケーブルを保護するためのシールドに変えられました」。[40] [41]
太陽電池アレイは1日あたり最大14時間、約140ワットの電力を発電し、充電式リチウムイオン電池は夜間の使用のためにエネルギーを蓄えた。オポチュニティの搭載コンピュータは、128 MBのDRAMと3 MBのEEPROMを搭載した20 MHz RAD6000 CPUを使用している。 [42]ローバーの動作温度は-40～+40 °C（-40～104 °F）で、放射性同位元素ヒーターが基本レベルの加熱を提供し、必要に応じて電気ヒーターが補助する。[43]
通信は、低データレートで通信する全方向性低利得アンテナと、地球と直接接触する操縦可能な高利得アンテナに依存していました。低利得アンテナは、火星を周回する宇宙船にデータを中継するためにも使用されました。[44]
科学ペイロード
科学機器には以下のものが含まれていた：[45]
- パノラマカメラ (Pancam) – 現地の地形の質感、色、鉱物、構造を調査しました。
- ナビゲーション カメラ (Navcam) - ナビゲーションと運転用の、視野は広いが解像度が低いモノクロ カメラ。
- 小型熱放射分光計 (Mini-TES) – 詳細な調査の対象となる有望な岩石や土壌を特定し、それらの形成プロセスを判定しました。
- 120度の視野を持つ2台の白黒カメラ、Hazcamsは、探査車の周囲に関する追加データを提供します。
ローバーアームには以下の機器が搭載されていた。[46]
- メスバウアー分光計(MB) MIMOS II – 鉄を含む岩石や土壌の鉱物学の詳細な調査に使用されます。
- アルファ粒子X線分光計（APXS） – 岩石や土壌を構成する元素の存在量を詳細に分析します。
- 磁石 – 磁性のある塵粒子を集めるため。
- 顕微鏡画像装置 (MI) – 岩石や土壌のクローズアップの高解像度画像を取得します。
- 岩石研磨ツール(RAT) – 船上の機器による検査のために露出した新鮮な材料。
オポチュニティはミッション全体を通じて、JPLのロボット工学者ヴァンディ・ヴァーマを含む複数のオペレーターによって「操縦」された。[47]
力
このローバーは太陽電池と充電式化学電池を組み合わせて使用している。[48]このクラスのローバーには充電式リチウム電池が2つ搭載されており、それぞれ8アンペア時の容量を持つ8つのセルで構成されている。 [49]ミッション開始時には、太陽電池パネルは1ソルでバッテリーと電源システムを充電するために1日あたり最大約900ワット時（Wh）を供給できたが、これはさまざまな要因によって変化する可能性がある。[48]イーグルクレーターではセルは1日あたり約840Whを生産していたが、2004年12月のソル319までに1日あたり730Whに低下した。[50]
地球と同様に、火星にも季節変動があり、冬には日光が減ります。しかし、火星の一年は地球よりも長いため、季節は地球の2年に一度完全に一巡します。[51] 2016年までに、MER-Bは火星の冬を7回経験しました。この時期は電力レベルが低下し、探査車は多くの電力を使用する活動を避けることができます。 [ 51]最初の冬の間、電力レベルは2か月間1日あたり300Wh未満に低下しましたが、その後の冬はそれほど悪くありませんでした。[51]
受信電力を低下させるもう一つの要因は、大気中の塵、特に砂嵐である。 [ 52 ]砂嵐は火星が太陽に最も近づくときに頻繁に発生する。[52] 2007年の世界規模の砂嵐により、オポチュニティとスピリットの電力レベルが大幅に低下し、1日に数分しか稼働できなくなった。[52] 2018年の火星の砂嵐のため、オポチュニティは6月12日に冬眠モードに入ったが、[53] [54] 10月初旬に砂嵐が収まった後も沈黙を保った。[30]
科学的発見
オポチュニティは、火星の過去の水活動の手がかりとなるさまざまな岩石や表土の探索と特徴づけというミッションの主な科学的目標を裏付ける重要な証拠を提供した。水の調査に加え、オポチュニティは天文観測と大気データも取得している。[要出典]
遺産と栄誉
打ち上げ後、オポチュニティはオペレーターによって擬人化された。探査車は航海の伝統にちなんで「彼女」と呼ばれ、「オッピー」という愛称が付けられた。 10年以上オポチュニティで働いていたある科学者は、これは探査車の予想外に長い寿命によるもので、「弱者が逆境に打ち勝つ」物語であり、「生物学的にインスピレーションを受けた、馴染みのある形状」であると述べた。[55]オポチュニティの停止をめぐるメディアの注目により、この用法は一般大衆にも広まった。
2019年2月12日、NASAがオポチュニティのミッションを終了する可能性があるという知らせを受けて、多くのメディアや評論家が、ミッションの成功を称賛し、探査車に別れを告げる声明を発表した。ジャーナリストのジェイコブ・マーゴリスは、 2018年6月10日にオポチュニティから送信された最後のデータ送信を「バッテリーが少なくなり、暗くなってきました」と翻訳してツイートした。このフレーズは人々の心に響き、追悼、アートワーク、オポチュニティを偲ぶ賛辞が生まれた。[56]
この引用が広く報道されると、一部の報道では探査機が英語でまさにそのメッセージを送ったと誤って主張し、NASAにさらなる質問が殺到した。マーゴリスは2月16日に釈明記事を書き、オポチュニティから送られたデータを解釈していたNASA職員の発言（火星の低電力状態と大気の不透明度の高さの両方）を引用し、詩的に言い換えただけであり、探査機が特定の言葉を送ったと示唆したわけではないことを明らかにした。[56] [57]
火星探査へのオポチュニティの多大な貢献を称え、小惑星にはオポチュニティと名付けられた：39382 オポチュニティ。[58]この名前は、 1960年9月24日にコルネリス・ヨハネス・ファン・ハウテンとトム・ゲーレルスとともに小惑星を発見したイングリッド・ファン・ハウテン＝グローネフェルトによって提案された。オポチュニティの着陸船はチャレンジャー記念ステーションである。[59]
2015年3月24日、NASAはオポチュニティがマラソンの距離である42.195km（26.219マイル）を走行したことを祝った。探査車は11年2ヶ月かけてこの距離を走破した。JPLの技術者たちはレースを走ってこの出来事を祝った。[60] [61]
オポチュニティとスピリットとその長期にわたるミッションを描いたドキュメンタリー映画『グッドナイト・オッピー』はライアン・ホワイトが監督し、JPLとインダストリアル・ライト＆マジックの支援を受けて制作された。2022年に公開された。[62]
画像
探査機はさまざまなカメラで写真を撮ることができたが、異なるカラーフィルターでシーンを撮影できるのはPanCamカメラだけだった。パノラマビューは通常、PanCam画像から構築される。2018年2月3日までに、オポチュニティは224,642枚の写真を送信した。[63] [64]
ミッションからのパノラマ写真の選択:
参照
- キュリオシティ探査車 – 火星のゲールクレーターを探索する NASA のロボット探査車
- 火星探査
- 火星へのミッションのリスト
- 火星の岩石リスト – 火星で発見された名前の付いた岩石と隕石のアルファベット順リスト
- スピリットとオポチュニティが訪れた火星の表面の特徴のリスト
- 火星 2020 – NASA による宇宙生物学火星探査ミッション
- パーセベランス（探査車）
- ロザリンド・フランクリン探査車 – ExoMars プログラムの一環として計画されている火星探査車
- マーズ・パスファインダー – 火星で活動する最初のロボット探査車を含むミッション (1997)
- ソジャーナ – マーズ・パスファインダー・ミッションにおけるNASA初の火星探査車
- 火星探査ローバーミッションからの科学情報
- 火星探査車に搭載された組み込みコンピュータシステムの比較
- スピリット探査車 – NASA の火星探査車。2004 年から 2010 年まで活動。
- 朱容ローバー
参考文献
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外部リンク
ウィキメディア・コモンズには、火星探査ローバーに関連するメディアがあります。
NASAリンク
- NASA/JPL ミッションページ
- 火星の日の出 – ビデオ (02:10) ( NASA ; 2018 年 11 月 7 日)
- 機会ミッションの終了(2019 年 2 月 13 日、ビデオ) ‒ (3:52) 概要 ‒ (59:47) 最終パネル
MSSS と WUSTL のリンク
- 機会の発見：着陸地点の高解像度画像（マーズ・グローバル・サーベイヤー – 火星探査機カメラ）
- MERアナリストのノートブック、ミッションデータとドキュメントへのインタラクティブなアクセス
その他のリンク
- AJS Rayl による MER 進捗レポートのアーカイブ (planetary.org)