さらば、火星探査機「オポチュニティ」:思わぬ“長寿”の理由と、輝かしい探査の歴史

火星探査機「オポチュニティ」が、約15年にわたる運用期間を正式に終えた。当初は3カ月の予定だった探査期間が、なぜここまで延びたのか。そして、なぜいまになって探査機は“寿命”を迎えたのか──。その理由をNASA関係者の発言から考察しながら、オポチュニティの輝かしい軌跡を振り返る。
さらば、火星探査機「オポチュニティ」:思わぬ“長寿”の理由と、輝かしい探査の歴史
IMAGE COURTESY OF NASA/JPL/CORNELL UNIVERSITY

米航空宇宙局(NASA)は2月12日(米国時間)、火星探査機「オポチュニティ」の運用を終了すると発表した。このゴルフカートのようなマシンは音信不通になっていたが、この日の最後の呼びかけにも応えることはなかった。

オポチュニティは6月を最後に応答しなくなっていた。これは火星で大規模な砂嵐が発生したことで、ソーラーパネルが覆われてしまったことが原因である可能性が高い。その後、NASAは8カ月にわたって1,000回以上も信号を送り続けたが、今回も同じように応答がなかった。こうしてNASAは、公式にオポチュニティの“死”を宣言した。

「信号が送られていくその瞬間も、わたしはチームと一緒に現場にいました」と、「オポチュニティの生涯」と題した記者会見に臨んだNASAの科学局長トーマス・ザブーケンは語る。「翌朝になっても応答がなく、わたしたちの愛すべきオポチュニティが音信不通のままであることが判明したのです」

そしてザブーケンは、「いまここで深い感謝の念とともに、オポチュニティのミッションが完了したことを宣言いたします」と付け加えた。「この会見にともに臨んでくれたチームの皆さんには、素晴らしい時間だったとお礼を申し上げたいと思います」

想定の60倍も動作し続けたソーラーパネル

そう、オポチュニティは技術的には“死”を迎えたのだ。しかし、正確に言えば勇敢にもミッションを終え、それ以上の成果を残している。当初は火星の地表を3カ月だけ探査する計画だったが、最終的に15年も活躍してくれたのだ。

しかも当初の設計では、たったの1,100ヤード(約1,000平方メートル、約32m四方に相当)しか動かないはずだった。それがなんと、28マイル(約45km)もの距離を探査する結果になった。こうして同時期に火星に着陸した「スピリット」とともに赤い惑星を動き回り、地質や塵旋風を調べたり、隕石を発見したりもしたのだ。

だが、なぜオポチュニティはここまで“長生き”したのだろうか?

要因はふたつ考えられる。まず、NASAの想定では火星の塵がオポチュニティのソーラーパネルに積もり、3カ月もすれば電源の供給が絶たれると考えられていたことだ。

「想定していなかったのは、ときおり風が吹いて塵を飛ばしてくれたことでした」と、オポチュニティのプロジェクトマネージャーを務めるジョン・カラスは説明する。「この風が季節ごとに吹くことで、いくつもの火星の冬を乗り越えることができたのです」

止まらなくなったヒーター

次に、NASAにロボットエンジニアリングのノウハウが充分にあったことだ。「これらの探査機には実際のところ、太陽系で最も性能がいいバッテリーが組み合わせてありました」と、カラスは言う。オポチュニティは充電と放電のサイクルを5,000回ほど繰り返したが、それでも最終的に85パーセントの容量が残っていた。「携帯電話のバッテリーがそのくらい長持ちすれば最高でしょうけれどね」

そしてカラスは、なぜオポチュニティが6月の大規模な砂嵐から復帰できなかったのかについても見解を示した。オポチュニティが2004年に火星に着陸した当初、ロボットアームのヒーターがオンのまま止まらなくなってしまったことにエンジニアが気づいた。解決策は電源を毎晩、シャットダウンすることだった。これによって探査機は朝に太陽が上るまで温度を保つことになる。

「寝室の電灯が点灯したまま消せなくなり、眠れない状態を想像してみてください。きっと部屋の外に出て家全体のブレーカーを切りますよね」と、カラスは説明する。「でも、そうすると冷蔵庫の電源も切れてしまうので、庫内の温度が上がってしまいます。それでも朝になってブレーカーをオンにすれば、冷凍庫のアイスクリームはそこまで溶けていないはずです。そんなことを5,000日間ずっと繰り返してきたのです」

だが、この応急措置に砂嵐が重なったことで、オポチュニティが復活しなくなった可能性があるのだという。

「電源が失われると探査機の時計はおかしくなってしまいます。いつスリープ状態に入ればいいのかわからなくなってしまい、おそらく必要なときにスリープできなかったのではないかと思います」と、カラスは言う。「そしてヒーターがオンの状態のままになり、バッテリーに充電すべきエネルギーを放出してしまったのではないでしょうか」

昨年6月の火星の砂嵐が、いかに大規模だったのかを示した写真。左端が通常の火星の様子で、中央が一般的な砂嵐の様子。そして右端が問題の砂嵐で、ほとんど暗闇になっているのがわかる。PHOTOGRAPH COURTESY OF NASA

オポチュニティからの学びは未来へと続く

オポチュニティが長い寿命を終えたからといって、火星を巡る科学が終わりを遂げたわけではない。昨年11月に新しい探査機「インサイト(InSight)」が火星に着陸したからだ。そのミッションとは、火星の1カ所に腰を落ち着けてさまざまな計器からデータを収集し、火星の地質に関する秘密を解き明かすことにある。

そして、火星探査機の終わりということでもない。2012年から稼働している火星探査機「キュリオシティ」は、いまも火星を探査したり自撮りを送ってきたりしている(この探査機は原子力で動いており、予測できない火星の天気にも強いのが特徴だ)。

そして来年には探査機「Mars 2020」が火星に到着し、人類による火星探査への道を開くことになる。過去に微生物が存在していた可能性を探るとともに、火星の大気から酸素をつくれないか試験を実施することになる。

NASAはオポチュニティから火星について多くのことを学んだ。それと同時に、“適切な機会(opportunity)”についても知見を得た。あらゆる成功と失敗は、エンジニアにとって惑星におけるロボティクスに関する学びとなったのだ。

オポチュニティやスピリットがたどってきた紆余曲折は、多くの知識となって残されることになる。次世代の火星探査機をどう設計すればいいのか、そして人間が火星を探査する日が訪れたときに、どんなロボットがどれだけ一緒に歩き回ったり飛んだりすればいいのかも教えてくれるのだ。

だから、オポチュニティには感謝しなければならない。火星の土地にて、安らかに眠ってほしい。


火星探査機「オポチュニティ」の軌跡


TEXT BY MATT SIMON