運転中に考える「Perseverance」が宇宙運転記録を更新

要約:

NASA の「パーサヴィアランス」火星探査機は、新しい世界記録を樹立しました。これまでのどの探査機よりも地球外天体の表面をより多くのマイルを移動しました。 10月11日、オポチュニティの走行距離計は28.10マイル（45.22キロ）を示し、オポチュニティ社が保持していた28.06マイル（45.16キロ）の記録を上回った。 「オポチュニティ」は、2004 年から 2018 年まで火星の探査を実施しました。

さらに驚くべきことは、Perseverance がこの成果を達成したスピードです。 「Opportunity」ではこの走行距離を達成するのに 15 年近くかかりましたが、「Perseverance」ではわずか 5 年半しかかかりませんでした。この画期的な出来事は、2006 年の火星の日に起こりました。

記録が設定されたとき、「パーサヴィアランス」は「イドゥビ」と呼ばれる場所に向かい、ジェゼロ クレーターの西端の外側にある「シャルム湖」と呼ばれる地域を通過していました。ここには、人類がこれまでに調査した太陽系の最古の地表の 1 つがあります。この風景には、地球の古代の貴重な痕跡が残っています。地球上の類似した岩石のほとんどは、風化による浸食とプレートの地殻変動が地殻の再形成を続けるにつれて消滅しました。火星にはプレートテクトニクスは存在しません。

火星探査機「パーサヴィアランス」は、地球外物体上での移動に関する新記録を樹立しました。画像ソース: NASA/JPL-Caltech

「Perseverance」が長距離を移動できる主な理由の 1 つは、高度な自動運転システムが搭載されていることです。このシステムはオートナビと呼ばれます。これを利用することで、火星探査車はほとんどの場合、地球からの詳細な運転指示を待たずに、火星の表面で独自に進路を見つけることができます。旅の間、「パーサヴィアランス」は周囲の画像を撮影し続け、障害物情報を含む 3 次元地図を描画し、地上管制官が選択した目的地間の安全なルートを独自に計画しました。

NASA のエンジニアは、このプロセスを「進みながら考える」と表現しています。このシステムにより、探査機は最高速度に近い速度で移動でき、火星の 1 日で最大 1,351 フィート (412 メートル) まで前進できます。 「Perseverance」の走行距離の 90% 以上は AutoNav に依存して地形を独自に評価しています。対照的に、「Opportunity」とそのツイン検出器「Spirit」の初期の自律ナビゲーションシステムは、走行セクションの約5％しか独立して評価できません。

NASA の最初の火星探査車 Sojourner と比較すると、技術的なギャップはさらに明らかです。この初期のロボットは前方の安全なルートを決定するために 20 の測定点を分析するだけで済みますが、「Perseverance」は周囲の地形を調査するたびに約 600,000 の測定点を分析する必要があります。

「この技術が成熟し、長距離自動運転が日常業務となっている段階で、パーサヴィアランス プロジェクトに参加できることを大変光栄に思います。」 NASA のジェット推進研究所でキュリオシティおよびパーサヴィアランス プロジェクトの責任者であるスティーブン リー氏は、「当初のミッション計画の上限はわずか 19.4 マイルでした。現在、私たちは目標をはるかに超えています。すべての移動システムは正常に動作しており、耐用年数の延長地上試験の結果は有望です。パーサヴィアランスが今後何年にもわたってこの記録を樹立し続けることを期待しています。」

NASA は、パーサヴィアランスの最初のミッション延長を承認しました。延長ミッションは 10 月に開始され、探査機は 2028 年末頃までジェゼロ クレーターの端の探査を続けます。

「パーサヴィアランス」は地球外でのあらゆる運転記録を打ち立てましたが、NASA のエンジニアは依然としてナビゲーション機能の最適化を続けています。

「火星探査車は、今回の記録更新に独自のルート判断を頼りにしました。自律走行権限を備えたパーサヴィアランスは、最初に着陸した時よりもさらに『運転』できるようになり、私たちの最適化は止まりません。最新のソフトウェアにより、頻繁な方向転換を減らし、よりスムーズかつ真っ直ぐに運転し、移動中に周回衛星の地図と照らし合わせて位置を確認することができます。」 「パーサヴィアランス」のロボット運用副ディレクター、マーク・マイモネ氏はこう語る。

Maimone 氏は次のように述べています。「次に征服すべき方向は太陽光です。ナビゲーション カメラは強い眩しさによって簡単に妨害されるため、太陽に向かって運転する場合、通常は午後の真ん中に停止します。探査機がこの種の画像干渉を識別して除去できれば、後続のすべての探査機の 1 日の作業時間が長くなります。」

この記録の重要性は火星に限定されません。これまで、「パーサヴィアランス」の走行距離は、月面での古典的な走行記録を 2 つ超えていました。しかし、NASA にとって、走行距離を更新することは主な目標ではありません。より遠くへ、より速く移動することで、科学者はより多くの地質構造を研究し、より多くの種類の岩石サンプルを収集し、火星の環境進化の歴史をつなぎ合わせることが可能になります。

これまでのところ、「パーサヴィアランス」は合計 29 個の岩石と表土のサンプルを収集していますが、これらのサンプルは多くのまったく異なる環境からのものです。次に、「パーサヴィアランス」は延長ミッションフェーズ中に南を探索します。将来の目的地の 1 つは「レインボー フォールズ」です。

パーサヴィアランスが前進を続けるにつれて、パーサヴィアランスがさらに 1 マイル進むごとに、科学者たちは火星の太古の環境の謎をさらに解明し、この赤い惑星がかつて生命を育む条件を備えていたかどうかを知るのに役立つ可能性があります。