【▲ 8月6日の掘削後に撮影されたPerseveranceのコアリングビット（中央）。コアリングビット内部にセットされているチューブにサンプルが入る予定だった（Credit: NASA/JPL-Caltech）】


火星探査の難しさを改めて実感させられます。2021年8月6日、アメリカ航空宇宙局（NASA）の火星探査車「Perseverance（パーセベランス、パーサヴィアランス）」は、火星のジェゼロ・クレーターで初のサンプル採取を実施しました。NASAによると、保管容器に入るはずだった岩石のサンプルが入っていなかったことが判明。現在その原因究明が進められています。


2021年2月に火星のジェゼロ・クレーターへ着陸したPerseveranceは、アメリカ航空宇宙局（NASA）の火星探査ミッション「マーズ2020」の探査車（ローバー）です。マーズ2020の主な目的は火星に存在していたかもしれない微生物の痕跡を探すことですが、NASAは欧州宇宙機関（ESA）と共同で火星からのサンプルリターンミッションを計画しており、Perseveranceは火星探査史上初めて地球に運ばれる火星のサンプルを採取するという重要な役割も担っています。


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▲Perseveranceによるサンプル採取の仕組みを解説した動画（英語）▲
（Credit: NASA-JPL/Caltech）


サンプルはPerseveranceに43本搭載されているチューブ状の保管容器に封入された上で、将来送り込まれる予定の回収用の探査車に拾い上げられることを見越してジェゼロ・クレーターの地表に安置されることになっています。


サンプルの採取時には、Perseveranceの車体に組み込まれているAdaptive Caching Assembly（ACA）で加熱処理された空のチューブが、ロボットアーム先端に取り付けられている円筒形のコアリングビット内部にセットされます。この状態でコアリングビットが回転して岩石を掘削することで、チューブの内部に岩石のサンプルが入るという仕組みです。サンプルが入ったチューブはコアリングビットからACAに戻され、体積の測定と写真撮影が行われた後に密閉・保管されます。


【▲ Perseveranceに搭載されているサンプルチューブの外観。掘削時、サンプルは図に描かれたチューブの右端から内部に入る（Credit: NASA/JPL-Caltech）】


今回実施された第1回サンプル採取では、コアリングビットにチューブをセットして岩石を掘削することはできたものの、サンプルがチューブ内部に入らなかったことになります。Perseveranceから送られてきたデータは、サンプルの採取とその後のチューブの処理が計画通り行われたことを示しているといいます。Perseveranceのプロジェクトマネージャーを務めるジェット推進研究所（JPL）のJennifer Trosper氏は、予定通り動作したPerseveranceのハードウェアに問題がある可能性は低く、サンプル採取のターゲットに選んだ岩石の掘削中のふるまいが予想通りではなかった可能性に触れています。


NASAが火星に送り込んだすべての探査車によるミッションに関わってきたというTrosper氏は「複雑な動作を初めて実施する際に問題が起きるのは珍しいことではありません」と語っています。また、NASA科学ミッション本部副本部長のThomas Zurbuchen氏は、編成された対応チームがこの問題に適任であることを確信していると述べるとともに、「将来の成功を確実なものとする解決策に向けて、私たちは耐え抜くでしょう」とコメントしています。


【▲ Perseveranceのコアリングビットが岩石に空けた穴。あふれ出た土が円錐状に積もっている（Credit: NASA/JPL-Caltech）】


なお、火星探査における想定外の問題というと、最近ではエリシウム平原で延長ミッションを行っているNASAの火星探査機「InSight（インサイト）」を思い出します。


火星地震計「SEIS」（Seismic Experiment for Interior Structure）が搭載されているインサイトは、火星で初の地震を検出するという大きな成果を上げています。いっぽう、火星の地下5mでの熱流量測定を目指して搭載されていた地中熱流量計測装置「HP3」（Heat Flow and Physical Properties Package）の地中センサー部分は、想定外にふるまう地下の土壌から摩擦を得ることができず、崩れた土によって穴から押し戻されてしまいました。運用チームの努力によってセンサー全体が地面の下に埋もれるところまでは掘り進めたものの、それ以上前進することはできず、HP3は2021年1月に運用を終えています。


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Perseveranceのサンプル採取については、新たな情報が発表され次第お伝えする予定です。


 


Image Credit: NASA/JPL-Caltech
Source: NASA/JPL
文／松村武宏