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2003年
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マーズ・ローバー・ミッション
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打上げ機関: NASA
打上げ時期: 2003年6月10日(1号機)
2003年7月7日(2号機)
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目的
マーズ・ローバー・ミッション(Mars Exploration Rover Mission)は、火星の異なる場所にローバーを着地させて、過去の時期に存在したと考えられている液体の水と生命活動の痕跡を探査する。このほか、探査する周囲のパノラマ景色や地形の画像の撮影、岩石の化学組成や土壌に含まれる鉱物を分析する。
1997年のマーズ・パスファインダー・ミッションによるミニローバーの探査を補完するミッションでもある。
ミッション
マーズ・ローバー1号機は南半球の赤道に近いグセフ・クレーターに、2号機も同じ南半球の赤道直下に広がる広大なメリディアニ平原に着地する。着地方法は、マーズ・パスファインダーと同じエアバッグ方式が採用されるが、ランダーに搭載されるのではなく、ローバーのみの単独着地となる。ローバーは、1火星日(24.37地球時間)あたり100m2
の地域を探査する能力がある。これは、1997年7月から3ヵ月間地表を探査したミニローバー(ソジャーナー)の全面積に相当する。マーズ・ローバーの探査は少なくとも、3ヵ月間続けられる。
探査場所
1号機が探査するグセフ・クレーターは、火星の南緯14.7度、西経184.5度にある地形が複雑に入組んだグセフ・カズマに位置する直径150kmの巨大な衝突クレーターである。
この地域には液体の水が流れ込んだ跡と思われる地形があり、過去の火星が湿潤な時期には湖があった場所で、火星生命の証拠を探す面から、非常に興味深い場所と考えれれている。
2号機が探査するメリディアニ平原は、南半球の赤道直下の南緯2.2度、西経1.3度に広がる広大な台地である。ここには、過去の時期に液体の水が存在したことを示唆する赤鉄鉱が豊富に分布しているほか、かつて湖底であったことを思わせる物質の堆積層が見られる。
搭載科学機器
双子のマーズ・ローバーは高さ1.5m、幅2.48m、重量130kgで、1997年7月に火星の地表に到着して約3ヵ月間調査を行ったミニローバーのソジャーナー(Sojourner)に比べると、高さと幅は約5倍、重量は12倍以上もある。
マストの上に取付けられたナビゲーション用パノラマカメラと岩石の化学組成や土壌に含まれる鉱物を分析する赤外線放射分光計のほか、マーズ・ローバーにはラット(ネズミ)と呼ばれる岩石の表面を削り取る擦過器、内部の岩石シュツをクローズアップする拡大鏡およびその化学組成を分析するX線カメラなどの科学機器が搭載されている。
愛称
双子のマーズ・ローバーには、それぞれ愛称がつけられた。1号機はSpirit、2号機はOpportunityと名付けられた。愛称は、米惑星協会と教育玩具の大手であるレゴ社が国内の小・中学生を対象に行なったネーミング・コンテストに寄せられた1万以上の中から選ばれた。
二つの名前を提案したのは、アリゾナ州在住の小学3年生のソフィ・コリンズさん(9歳)であった。
マーズ・ローバー着地場所の俯瞰図と着地周囲の画像

マーズ・ローバーの着地場所の俯瞰図とその周囲
Meridiani( 2号機)Gusev(1号機)。 Isidis(中央)はビーグル2の着地場所
2004年1月3日及び24日、スピリット(マーズ・ローバー1号機)とオポチュニティ(マーズ・ローバー2号機)はそれぞれ、火星の赤道に近いグセフ・クレーターとメリディアニ平原に着陸し、かつて地表に存在した液体の水の証拠を求めて調査を開始した。スピリットは、記憶装置の能力を超えるデータ負荷のため一時機能停止を余儀なくされたが21日には回復した。

スピリットが着陸したグセフ・クレーター

オポチュニティが着陸したメリディアニ平原
最初に水の証拠を発見したのはオポチュニティであった。オポチュニティが到着した直径約30mの浅いイーグル・クレーターには、「オポチニティの岩棚」と命名された薄い板状岩石層の露頭が広がっていた。

水の証拠が発見された岩石層 画面左側がベリーボール、中央がエルカピタン、右側がラストチャンス
オポチュニティは先ず1月27日から28日にかけて、この岩石層の中のエル・カピタンと名づけられた岩石の露頭の2ヵ所をネズミと呼ばれる削岩機で幅4.5mm、深さ1.5mmに丸く削り取り、顕微鏡カメラやX線分光計を使って現れた内部を詳しく調べた。その結果、鉄ミョウバン石や高濃度の硫酸塩、無数の細長い空洞や直径約5mmの小さな球状の物体が発見された。果たして水の関わりによるものかどうか、これ等の痕跡は詳細に分析された。3月1日、ミッションの主任科学者であるスティーブ・スクワイアー博士は、これ等の痕跡は間違いなく、かつて火星の表面に存在した液体の水の確証であることを発表した。かくして、火星の探査史上画期的な発見がもたらされた。

削り取られた岩石の露頭

細長い空洞

球状の小球体
次にオポチュニティが調査したベリーボールと名づけられた岩石の露頭やその周囲で、ブルーベリーと呼ばれた青みを帯びた灰色の小球体が発見された。詳細な分析の結果、小球体は岩石に浸透した地下水の関わりで生成した赤鉄鉱の結晶であることが確認された。地球上の赤鉄鉱は水が存在しないと生成しない。かくして二番目の水の証拠が発見された。

ブルーベリー
3月25日、オポチニティがこの岩棚で最後に調査したラスト・チャンスと呼ばれた層状岩石層の表面に刻み込まれたリップル(筋状構造)が発見された。リップルは、水の流れにより川床や海底で形成される典型的な痕跡である。しかも、塩素や臭素が発見されたことから、この地域にはかつて海が存在し、岩石はその海辺にあったのではないかと考えられる。

リップル
イーグル・クレーターの調査を終えたオポチニティは、次に着陸地点から約750m離れた直径約150m、深さ約12mのエンジュアランス・クレーターで調査を続けた。このクレーターの調査のため、オポチュニティの活動は9月末まで延長された。オポチュニティは、エンジュアランス・クレーターの頂上の縁を一周して周囲の様子を撮影したほか、クレーターの内部を探るために斜面を注意深く下って、水のかかわりで生成したと考えられる幾つもの板状岩石の露頭や底に広がる砂丘の性質などを調査した。いずれ、分析の結果が発表されることになろう。

エンジュアランス・クレーター
一方、着陸以来岩石が散乱する地表の走行に悩まされたスピリットは、はかばかしい成果を挙げられないままであった。しかし、3月末から4月初めにかけてスピリットは、ミドルランド名づけられた場所で見つかったハンフリーと呼ばれた高さ60cmの暗い色をした興味深い岩石の表面を2mm削り取って顕微鏡カメラで詳細に調べた。その結果、白っぽく輝く物質が詰まった亀裂のような一連の構造が見つかり、この岩石が液体を含んでいた火成岩であることが分かった。一連の構造は地球上と同様、水分を含んだマグマが冷えて固まる過程で岩石の内部に水がたまり、水に溶けていた鉱物が結晶化したためである可能性が高いと判定された。ただし、イーグル・クレーターの岩棚の岩層に比べると、水の量はそれほど多くないことが分かった。

ハンフリー

ボンヴィル・クレーター
スピリットはその後、太古のボンヴィル・クレーターでの調査を経て5月半ば、最終目的地のコロンビア・ヒルズを目指す1ヶ月の走行に出発した。コロンビア・ヒルズは、2003年2月1日に爆発した、シャトル・コロンビアの名前にちなんで命名された。ちなみに、スピリットを地表に送り届けた着陸機(台座)は、コロンビア記念基地と命名された。到着後のスピリットは、コロンビア・ヒルズの斜面を上り下りしながら調査を続け、これまで遭遇できなかった幾つかの巨大な板状岩石の露頭やこれまで見られなかった珍しい岩石を調査した。これ等は、グセフ・クレーターがかつて湖の底であったことを証明する強力な証拠となり得るようである。オポチュニティと同様、スピリットの調査活動も9月末まで継続が決まった。9月末時点でのスピリットの走行距離は、当初の目標を3倍も上回る3kmに達し、このマーズ・ローバーの頑丈さが証明された。

コロンビア・ヒルズ
2004年9月、NASAは双子のマーズ・ローバーの調査をできる限り長く継続することを決定し、とりあえず6ヶ月間の延長が決まった。ローバーも搭載科学機器の状態は調査の継続になんら支障なく、さらなる科学的成果が期待されると判断されたからである。
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