kfujitoの徒然（ｂｙ浮沈子）

火星サンプルリターンミッション：とりあえず、ネタ集めからだな


書くぞかくぞと意気込みながら、数度にわたって挫折を繰り返している宇宙ネタ。

その名も火星サンプルリターンミッション！。

惑星探査の聖杯といわれ、無人探査計画の最優先事項とされながら、なかなか実現されない究極のミッションの一つだ（他にも、エウロパ探査とかあるけどな）。

スペースフライトナウの記事に触発されて、とりあえず何か書いておこうと、ネタ集めから始める・・・。

（NASAがロケットの設計を絞り込み、火星からサンプルを打ち上げる）
https://spaceflightnow.com/2020/04/20/nasa-narrows-design-for-rocket-to-launch-samples-off-of-mars/

「小型ランチャーは、火星の上昇車、またはMAVと呼ばれます。MAVは、NASAおよび欧州宇宙機関によって開発されている火星サンプルリターンミッションで重要な役割を果たします。」

従来、ハイブリッドエンジンで行うとされていた火星からの打ち上げに使うロケットを、固体燃料にするという話らしい。

「小型ロケットの固体燃料設計に着手しました。 ：地球に戻るための火星からのペイロードの打ち上げ。」

浮沈子は、この部分はＥＳＡで行うと思っていたんだが、どうやらそうでもないようだ。

（火星サンプルリターンミッション）
https://en.wikipedia.org/wiki/Mars_sample-return_mission

「2020年4月、ミッションの更新版が発表されました。」

・忍耐のローバーは、サンプルを収集し、後の検索のため表面にそれらを残します。

・2026年7月の打ち上げ後、火星上昇ロケット（NASAが開発）とサンプル収集ローバー（ESAが開発）を備えた着陸船が2028年8月に火星2020ローバーの近くに着陸しました。新しいローバーは、火星2020が残したサンプルを収集します。上昇ロケットにそれらを配信します。2020年の火星がまだ稼働している場合は、サンプルを着陸地点に送ることもできます。サンプルがロードされると、2029年の春に火星の上昇ロケットがサンプルのリターンキャニスターとともに発射し、低火星の軌道に到達します。

・ESAが構築した地球帰還オービターは、2026年10月にアリアン6ブースターで打ち上げられ、2027年に火星に到着し、イオン推進を使用して、軌道を2028年7月までに適切な高度まで徐々に下げます。オービターは、 2031年の火星から地球への移動ウィンドウの間に軌道に乗って地球に戻します。

・地球再突入モジュール内にカプセル化されたサンプルリターンキャニスターは、2032年春に地球に着陸します。

ＥＳＡが作成した（たぶん）ビデオも公開されている。

（Mars Sample Return overview infographic：音声なしの動画出ます。）
https://www.youtube.com/watch?time_continue=6&v=SgFs_MEEQCU&feature=emb_logo

キャプションを自動翻訳しておく。

＜ここから＞
ESA–NASA火星サンプル帰還ミッションの概要。

火星からサンプルを持ち込むことは、ロボット探査の論理的な次のステップであり、以前のどのロボットミッションよりも挑戦的で高度な複数のミッションが必要になります。

近年のロボット探査の成果により、成功への信頼が高まっています。火星からのサンプルを提供するには、複数回の打ち上げが必要になります。

NASAと協力して、2020年から2030年までの火星サンプルリターンキャンペーンのミッションコンセプトを調査しています。

サンプルの着陸、収集、保管、検索、および地球への配送を完了するには、3回の打ち上げが必要になります。

NASAのMars 2020ミッションでは、地表を探査し、一連のサンプルを戦略的な地域のキャニスターに厳密に文書化して保管し、後で地球への飛行のために取得します。

この次のステップを達成するために、次の2つのミッションが予測されています。

NASAの打ち上げにより、サンプル検索ランダーミッションが送信され、火星2020サイトの近くにプラットフォームを着陸させます。

 ここから、私たちの小さなローバー（サンプルフェッチローバー）は、キャッシュされたサンプルを取得するために頭を出します。惑星間宝探しに例えることができるものにサンプルを収集すると、着陸プラットフォームに戻り、それらを単一にロードします火星上昇機（MAV）の大型キャニスター。

この車両は火星からの最初の離陸を行い、コンテナを火星軌道に運びます。

私たちの地球帰還オービターは、火星を周回するバスケットボールサイズのサンプルコンテナを捕らえるタイミングで次のミッションになります。

サンプルは、バイオエンテインメントシステムで密閉され、未滅菌の材料で地球を汚染しないようにしてから、地球入口カプセルに移動します。

その後、宇宙船は地球に戻り、そこでサンプルの入口カプセルが解放されて、最終的には専用の処理施設に置かれます。

NASAと私たちは、Sample Fetch RoverとEarth Return Orbiterを評価して、これらのミッションの概念を調査しています。

これらは、ミッションの承認が求められる大臣レベルの2019年議会に情報を提供します。
＜ここまで＞

動画の最後に出てくる画像の高解像度版はここ。

（火星サンプルリターン概要のインフォグラフィック）
https://planetary.s3.amazonaws.com/assets/images/charts-diagrams/2019/20190807_Mars_Sample_Return_overview_infographic2.jpg

ＥＳＡのそれらしきページ。

（地球上の火星–次は何？）
https://www.esa.int/Science_Exploration/Human_and_Robotic_Exploration/Exploration/Mars_on_Earth_what_next

「キャンペーンは、地球からの3つの打ち上げと火星からの1つの打ち上げ、2つの火星探査車、および火星の軌道での自律ランデブとドッキング–地上管制から5,000万km以上離れていることを予測しています。」

ややっこしくって、難しいんだぞと（そうなのかあ？）。

７月に打ち上げが予定されているパーセベランスローバーは、その複雑な要素の最初のピースという位置づけになる。

（火星2020ミッションの概要）
https://mars.nasa.gov/mars2020/mission/overview/

「ミッションのコストとリスクをできるだけ低く保つために、Mars 2020の設計は、好奇心ローバーや実証済みの着陸システムを含む、NASAの成功したMars Science Laboratoryミッションアーキテクチャに基づいています。」

解説の中に出てくる「デポキャッシング」についてはこちら。

（サーフェス操作とは何ですか？）
https://mars.nasa.gov/mars2020/timeline/surface-operations/

「Perseveranceはサーフェス操作中にどのように探索しますか？
ステップ1：説得力のある岩を見つける：
忍耐力探査機が火星を探索するとき、科学者は有望な岩の標的を特定します。彼らは特に、水によって形成された、または水によって変化した岩を探します。私たちが知っているように、水は生命の鍵です。そのような岩は、有機分子、つまり生命の炭素ベースの化学ビルディングブロックを持っている場合、さらに興味深いものになります。いくつかの特別な種類の岩は、何十億年にもわたって生命の化学的痕跡を保存することができます。水中で形成された岩を見つけること、生命の化学的構成要素があり、有機物と生命の兆候を保存できることが重要です。一緒に、それらは、もしあったとしても、火星で微生物の生命の古代の痕跡を見つける可能性を改善します。これらの特殊な岩に加えて、Perseveranceは火山岩やその他の岩も収集して、時間の経過に伴う地質や環境の変化の記録を確立します。

ステップ2：ロックサンプルを収集する：
科学者が関心のある岩石ターゲットを特定すると、Perseveranceはそこからコアサンプルを掘削します。サンプル用に事前に洗浄されたチューブを使用して、ローバーの回転パーカッシブコアリングドリルは、ターゲット材料に約2インチ（5センチメートル）突き刺します。

ステップ3：ロックサンプルを封印する：
忍耐力が岩からコアサンプルを切り離し、サンプルをチューブに封じて密閉します。各サンプルの重量は約半分のオンス（15グラム）です。

ステップ4：サンプルを運ぶ：
忍耐力ローバーは、密閉された各チューブをボード上の保管ラックに配置し、ミッションチームが火星表面に堆積させることを選択するまで輸送します。チームは、デポキャッシュと呼ばれる戦略を使用して、いつ、どこにチューブを残すかを決定します。基本計画では、Perseveranceは1つ以上の大きなサンプルグループを戦略的な場所に配置します。

ステップ5：サンプルをキャッシュする：
忍耐力ローバーは、火星のサンプル、証人用のブランク、および手順用のブランクを火星の表面の同じ場所に配置するため、将来のミッションでそれらをすべて回収して返すことができます。ローバーは、30を超える選択された岩石および「土壌」（レゴリス）サンプルをキャッシュできます。

後の火星ミッションによって潜在的に完了する後続のステップ：
サンプルキャッシュは火星の表面に残り、将来のミッションによるピックアップの可能性を待ちます。オービターが撮影した画像は、約3フィート（約1メートル）の精度でサンプルの場所を特定できます。ローバーのカメラで撮影された画像は、その精度を0.5インチ（〜1センチメートル）未満に向上させます。」

火星サンプルリターンミッションは、全てが予定通り進んでさえ、２０３２年までかかるという稀有壮大な計画だ（１０年くらいの遅れは、想定内か）。

パーセベランスローバーが収集したサンプルが、そのまま火星表面で永遠に化石化する可能性だって十分考えられる。

そもそも、目的からして火星の生命探査というケシカラン話だからな。

浮沈子的には、今一つ気が乗らない理由でもある。

鬼神ならぬ地球外生命を語らぬ浮沈子としては、こんなミッションなどドブに捨てたくなる（そんなあ！）。

回収のためにＮＡＳＡが火星に送るプラットフォームは、どうみてもインサイトの使いまわしだしな（製造はロッキードマーチン）。

回収の際の火星からの打ち上げロケット（ＭＡＶ）は、スペースフライトナウの記事によれば、低温適応があるミサイル用ロケットモーターをノースロップグラマンから買うそうだ。

元はサイオコール社の技術らしい。

火星対象のミッションの特性としては、２年に１度の打ち上げ機会しかないということだ。

外惑星である火星は、太陽の反対側に行っちまうと遠いからな。

地球に近い時を狙って飛ばすしかない。

ＳＬＳが完成すれば、少しはましになるかも知れないが、初期の計画に火星サンプルリターンミッションは含まれていない（たぶん使われるのは、ＵＬＡのバルカンロケット）。

サンプルを回収してＭＡＶに乗せるに際し、ＥＳＡが送り込むことになっているフェッチローバーがこけた時のバックアップとして、パーセベランスローバーが控えている。

そう、ＮＡＳＡは、単独でこのミッションをやり遂げることも視野に入れているに違いないのだ。

火星軌道でサンプルの入ったカプセルを受け取り、地球まで戻ってくる帰還船は、今のところ打ち上げから地球での回収まですべてをＥＳＡが担うことになっている。

しかし、この技術はそれ程困難とは思えないしな。

ここでＥＳＡがこけたら、ＮＡＳＡが自前で飛ばすことになるに違いない。

金よりも、プラチナよりも貴重な火星サンプル。

人類がその聖杯を手に入れることができるかどうかは、浮沈子的には思い切り怪しいと見ている。

新型コロナで、世界は疲弊している。

その落とし前を付ける方が先だろう。

なあに、１００年や２００年くらい遅れたって、火星が消えてなくなるわけじゃない。

この記事の続きも、書かれる保証などない。

マーズ２０２０（現パーセベランス）ローバーだけで終わったとしても、何の不思議もないからな・・・。