要約:
宇宙航空研究開発機構 (JAXA) は、2026 年 10 月 20 日に種子島宇宙センターから「火星衛星探査プロジェクト」(MMX) 探査機を打ち上げ、火星の衛星フォボスからサンプルを収集して地球に持ち帰る予定です。ミッションが成功すれば、MMXは少なくとも10グラムのフォボス物質を持ち帰ることになり、火星を周回する衛星からサンプルを回収する初の有人探査ミッションとなる。このミッションは 2031 年にサンプル帰還を完了する予定です。
MMX は火星に到着するまで約 1 年かかり、その後火星とその衛星の近くを約 3 年間周回し、最終的に約 1 年で地球に帰還すると予想されています。ミッション全体の中核となる目標は、フォボスの物質を分析することでフォボスとダイモスの形成史をさらに理解し、その中に保存されている可能性のある火星物質を探索することです。
フォボスの半径はわずか約 11 キロメートルですが、その重力は日本が以前に検出した小惑星リュウグウよりもはるかに強く、同時に月よりもはるかに弱いです。このため、MMX は特殊な着陸環境に直面することになります。探査機は、燃料を大量に消費するため、リュウグウのように長時間ホバリングしてゆっくりと地面に触れることができません。しかし、月用に設計された着陸技術を直接適用することもできません。
さらに大きな問題は、地球と火星間の通信遅延が最大 20 分かかる可能性があるため、探査機は降下中および着陸中に地上からのリアルタイム制御に依存できないことです。 MMX は重要な決定を独自に行う必要があります。フォボスに近づくと、探査機は下の表面を既存のクレーターや地形図と比較し、それに応じて位置を調整し、目的の着陸エリアに自動的に誘導します。高度が 300 メートル未満の場合、探知機は地表に予期せぬ高さの変化がないかどうかもチェックして、着陸地点が安全かどうかを判断します。問題が発見された場合、MMX は別の場所に移動し、現在の着陸試行を放棄して再起動することができます。
三菱電機が設計したこの探査機の打ち上げ質量は 4,480 キログラムで、その半分以上が燃料です。この探査機は、火星への飛行、火星の近くでの活動、そして地球への帰還のために別々の燃料を積んでいます。 MMXは火星系に到着後、まず燃料を使い果たした飛行モジュールを放棄し、その後火星のもう一つの衛星であるダイモス上空を飛行し、その後の探査モジュールを放棄する。
MMX が本着陸を試みる前に、IDEFIX と呼ばれる小型火星衛星探査機がフォボスの表面に配備されます。この探査車はフランスとドイツの宇宙機関によって共同開発され、約100日間フォボスで作業する予定で、研究者が地表の状態を評価するのに役立ち、その後の大型検出器によるサンプリング作業の参考になる。
MMX はロボット アームを使用してフォボスの表面にドリルで穴をあけ、収集した物質を円筒形のサンプル チューブに充填します。この探査機には、フォボスの表面の細かい塵を収集するために NASA が独自に開発した窒素サンプリング装置も搭載されています。
科学者たちは、これらのサンプルを使用して、フォボスとダイモスがどのように形成されたかについての疑問に答えたいと考えています。現在、主に 2 つの理論があります。1 つは、火星での大衝突の後に宇宙に投げ込まれた破片が徐々に蓄積して 2 つの衛星が形成されたと考えるものです。もう1つは、それらは元々は太陽系外から来た小惑星で、後に火星に捕獲されたと考えている。
フォボスとダイモスは表面が暗く、水と炭素が豊富な小惑星に似た外観をしています。しかし、2つの衛星のほぼ円形の軌道、火星の赤道面と基本的に一致する軌道面、火星の自転方向と同じ進行方向などは、「衝突デブリの形成」理論とより一致している。
研究者らはまた、フォボスには火星からの物質が含まれている可能性があると考えています。過去何十億年にもわたって、火星の表面は絶えず衝撃を受けており、宇宙に投げ込まれた火星の物質の一部は、最終的に 2 つの衛星に到達した可能性があります。科学者らは、MMX が収集したサンプルに含まれる物質の約 0.1% が火星そのものに由来する可能性があると推定しています。
このミッションには約 3 億 4,500 万米ドルの費用がかかると予想されます。日本が火星探査機を打ち上げるのは２８年ぶりとなる。科学研究の目標に加えて、MMX は自律航法、自動着陸、サンプルリターンなどの主要技術もテストし、将来のより複雑な火星探査ミッションに向けた経験を蓄積します。
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