火星2020年と被災した島から宇宙船エンジニアが得た知恵

エリオ・モリロ著『星に手を伸ばした少年：回想録』からの抜粋。HarperOne 発行。著作権 © 2022 HarperCollins。

2017年9月20日、カテゴリー5のハリケーン・マリアが私の愛するプエルトリコを襲い、その後48時間島上空を漂い、木々を根こそぎにし、停電や電話の遮断を引き起こし、国中に壊滅的な被害をもたらしました。このハリケーンの進路上に愛する人々がいる私たちにとって、それは恐ろしい時間でした。

被災者たちは、彼らが無事であることを祈ることしかできなかった。何らかの知らせを待っている間、私は何とかしなくてはならないという気持ちが湧いてきた。自分の無力感を行動に移すために、何かしなくてはならない。NASAジェット推進研究所の別のチームで働くプエルトリコ人と協力して、寄付金を集め始めた。そうすれば、できるだけ早く寄付金を発送できる。心配で沈黙が破られ、それぞれの家族や友人から連絡があったとき、私たちは安堵した。何よりも、彼らは家や周囲の道路に物的被害を受けたが、私たちの周りの人たちはそれ以外は大丈夫だった。ローザとソニアは、ジェットエンジンが始動してすべてを空中に吸い上げるような体験だったと表現した。

人々が被った被害の程度についてのニュースがさらに報道されるにつれ、私と友人はロサンゼルスで募金活動を続けました。当時私たちにできることはそれだけでした。私は仕事を続けながら、心配事を抱えていなければなりませんでした。私は航空電子機器と熱機能のテストを担当していました。簡単に言うと、探査車には 2 つの脳があります。日常的に使用するメインの脳と、私がトカゲ脳と呼んでいる脳です。トカゲ脳は常にバックグラウンドで動作しており、戦うか逃げるかの準備ができています。メイン コンピューター、つまりメインの脳が正常に動作していることを確認します。メインの脳に何か問題が発生した場合、トカゲ脳は特定の状態を経てシステムを基本的な安全性レベルに保ち、探査車を部分的に自律的な構成にして、ハードウェアを安全に再構成するために何を入力すればよいかを判断する時間を与えます。

探査車の熱挙動は、季節によっては火星の気温が華氏マイナス 100 度以下にまで下がる夜間でも探査車が機能し続けるのに役立っています。特定の温度範囲内でのみ動作できる特別な機器や機構があります。

冷たくなりすぎた場合は、加熱する必要があります。熱すぎる場合は、使用を中止するか、動作させたい範囲まで積極的に冷却する必要があります。2020 年 7 月のリリース日に向けて、徐々に全員参加の段階に入ったとき、チームの効果的で成功するメンバーになるには、仕事を最優先するという意識的な決断をする必要があるとわかっていましたが、その前に、家族とクリスマスを過ごすために、私にとって最も重要なピット ストップをする必要があります。

今回はフロリダで会いました。あまり旅行に行かない祖父母がニューヨークから合流しました。そして、故郷でハリケーン マリアの被害を整理している間、一時的にこの地域に住んでいたソニアとロバートと再会しました。祖父がテレビと音楽の準備をしている間、祖母は忙しくキッチンで、有名なカスエラまたはカルド デ ボラと追加のおかずをさっと作って、私たち全員が満腹で幸せに過ごせるようにしていました。祖父母は、お互いをからかったり、いとこをからかったりしながら、手伝ってくれました。そして、テレフンケン (ラミーに似たゲーム) のラウンドは必ず行われ、1 ラウンドにつき 1 人あたり最大 2 ドルを賭けていました。

この休暇のハイライトは、親戚や選ばれた家族と充実した時間を過ごしただけでなく、91 歳の祖父と弟をケネディ宇宙センターに連れて行く機会を得たことでした。私たち 3 人にとって初めてのことでした。センターに入って突然、この時代遅れのハードウェアを目の前にした時、私は息を呑みました。サターン Vロケットの展示を見て、自分がとても小さく感じました。1950 年代のチームが、現在の私たちが持っているものと比べて限られた技術で、目の前に展示された素晴らしいハードウェアを設計できたことに魅了されました。確かに、彼らは比較的大きな予算を持ち、1 つの問題に何千人もの人が取り組んでいました。これは私たちが享受できる贅沢ではありませんが、彼らは私たちのソフトウェアや自動化された手順を持っておらず、すべてを初めて行っていました。これらすべてを体験するだけでは十分ではなかったかのように、NASA のエンジニアとしてそこにいて、祖父のそばでセンター全体を歩き、私がツアー ガイドとなり、目の前の部品を 1 つずつ説明してくれたことは、私にとって比類のない充実した瞬間でした。私は何度か立ち止まり、祖父をちらっと見て、静かに尋ねました。「おじいちゃん、大丈夫？ ちょっと座って休憩しましょうか？」しかし、祖父は休憩をきっぱりと拒否しました。おそらく、自分の歩行能力に対する誇りと、この歴史的な装置を目撃したときに私たち全員を魅了した驚異の感覚に突き動かされていたのでしょう。それは、私が今、火星2020ミッションで築き上げている遺産をはっきりと思い出させるものでした。

ケネディ センターで目撃した歴史に刺激を受け、新たな目的意識を抱き、私はこれまで以上に懸命にミッションに取り組みたいと思いました。2018 年 2 月、私は初めてインジェニュイティヘリコプター、より具体的にはローバーに搭載されるヘリコプター システムのコンポーネントであるベース ステーションとやり取りしました。これは火星でヘリコプターと通信するハードウェアです。私たちは火星で初の動力飛行をテストするための技術実証を行うために、機能、ハードウェア、そのすべてを開発していましたが、NASA 本部はそれを Mars 2020 ミッションに追加する許可をまだ与えていませんでした。そのため、私たちは最終的にゴーサインが出ることを期待して作業を進め、ヘリコプターをどのように運ぶか、どのように通信するか、このベース ステーションからどのように操作するかを検討しながら、ローバー側で突き進み続けました。当初、探査機の統合を担当する多くの人々は、ヘリコプターを別のシステムとして統合するという考えに反対していました。それは、ヘリコプターにも別のバッテリーが必要になることを意味していたからです。宇宙空間や火星の表面を巡航中にバッテリーが発火したらどうなるでしょうか。探査機自体にどのような損傷を与えるでしょうか。「ヘリコプターが動くはずがない」というのが 1 つの考え方でした。もう 1 つは、「この作業をすべて時間内に終わらせることはできない」というものでした。そして 3 つ目は、「このヘリコプターのせいで、探査機が達成しなければならないその他の科学研究が妨げられる」というものでした。打ち上げられないかもしれないヘリコプターのために、これほど膨大な作業を行うのはリスクだったのでしょうか。確かにリスクはありましたが、私たちの中にはそれを引き受ける覚悟のある人もいました。

夏が近づくにつれ、私はプエルトリコと、ハリケーン・マリアが海岸を襲ったときに人々が強いられたリスクと犠牲について考えるようになりました。島は1年弱前に受けた被害からまだ回復しておらず、同僚（後に恋人になった）と私は、まだどんな形でも手助けしたいと思っていました。私はソーシャルメディアを使ってプエルトリコの教師たちに連絡を取り、その夏どのように手助けできるか考えることにしました。すぐにミシガン大学の友人から返事が届きました。彼女の母親には、助けを必要としている同僚のマリサがいました。地域の承認を得て、彼女と夫は、ドラド近くのベガ・バハ地区ロス・ナランホスの廃校を引き継いで、コミュニティセンターにすることを決定しました。地元住民はハリケーンで多くのものを失ったため、彼女はどうしても状況を変えたいと考えていました。今、彼らはセンターを立ち上げるためのボランティアを探していました。ガールフレンドと私は、8 歳から 15 歳までの子供向けの 3 日間の STEM プログラム「Ingenieros del Futuro (未来のエンジニア)」を企画しました。私たちが計画したアクティビティは、子供たちに基本的なエンジニアリングの概念を紹介するもので、ロボット工学、電気、ロケットの 3 つのテーマを中心に展開しました。私は GoFundMe を立ち上げて材料費の一部を援助し、残りはすべて自腹で支払いました。

現場に到着すると、その惨状を目の当たりにして、私は軌道から外れ、一瞬、無力な虚無感に襲われた。停電で信号が消えた交差点を苦労して通り抜けながら、私は辺りに散らばる巨大な小枝のような木々、倒れた屋根、切断された電線をゆっくりと眺め、この悲惨なデータを心の片隅にしまって、私たちの主な焦点である子供たちに戻る道を見つけようとした。この感情の揺れを整理する時間は、後で家に帰ってからにしようと思った。

私たちはすぐに子供たちに、ロボット工学、持続可能なエネルギー、宇宙探査を説明するために、基本的なロボット、ソーラーパネルで動く電気自動車、衛星モデル、風力タービンなど、いくつかのプロジェクトを作らせました。また、子供たちの脳を休ませ、私たちと一緒にサッカーをしてエネルギーを消費できるように、屋外での時間も設けました。3日間の旅の最後のプロジェクトとして、2リットルのペットボトルと他の簡単に手に入る部品を使ってロケットを作る方法を教えました。また、ボトル発射システムも購入しました。これはロケットに空気を送り込み、子供たちが自分でロケットを空中に打ち上げられるようにするトリガーが付いています。

ある高度に達すると、彼らが自らの手でシステムに組み込んだパラシュートが開き、作品を無事に着陸させました。打ち上げ、降下、着陸のたびに彼らがテクノロジーとの関わりを深め、STEM 分野での機会を追求することに興奮している様子を見て、私はプエルトリコの人々への希望を感じました。かつては自国の農業部門に完全に依存していたこの島ですが、現在は食料のほとんどを輸入に頼っています。アグリテックがより利用しやすくなり、水耕栽培、垂直農法などの開発と相まって、これは将来プエルトリコで急成長する可能性を秘めた分野になると私は考えています。しかし、それを実現するには献身的な STEM 労働者が必要です。常に物議を醸している電力網についても同じことが言えます。エネルギー貯蔵や太陽光、水力、風力発電がより利用しやすくなれば、マイクログリッドは繁栄し、それらの再生可能システムに関連する仕事も増えるでしょう。

シネルジア ロス ナランホスは、今もコミュニティで活動しています。マリサはケータリング事業を営む人々のためのキッチンを立ち上げることに成功し、夫のリカルドはサンゴ礁の修復活動を行っており、多くの子供たちが参加してスキューバ ダイビングのトレーニングを受けています。ワークショップは、近隣の大学の学生グループと提携して行われ、主に草の根の資金援助と努力によって行われています。これらの子供たちには、より良い未来を築く力があります。私は、アウトリーチ、慈善活動、政策への影響を通じて、引き続き彼らと共に歩み、これらの発展を奨励していきたいと考えています。

2019 年の春までに、私は数人のチーム メンバーと協力して、宇宙を移動しながらベース ステーションを介してヘリコプターのバッテリーを充電する探査車の機能をテストしていました。コンピューターや携帯電話のバッテリーも含め、長期間充電せずに放置するとバッテリーの特性が失われ、充電能力を完全に回復できなくなります。

同様に、バッテリーを過充電し、長期間保管しておくと、バッテリーの寿命が短くなります。ヘリコプターのバッテリーの最適な充電量を見つけ出し、その充電量を測定する方法を見つけ、それに基づいてローバーのバッテリーから充電する方法を見つける必要がありました。

テストと失敗を通じてこれを解明し、最終的に何が機能するかを検証した後、宇宙を飛行中にヘリコプターを充電するために必要な一連の手順を考え出さなければなりませんでした。これは複雑な一連のテストで、多くの時間を費やしましたが、ヘリコプターの機能性と安全性にとって不可欠なものでした。

その夏、私はヘリコプター展開システムの統合手順を書き、実行し始めました。これはローバーの底部にある、ヘリコプターを保持して展開するアセンブリです。このシステムは、ヘリコプターを直立させ、火星の表面にうまく落下させるモーター付きの小さなロボットアームで構成されていました。この機能をテストし、必要なパラメータを収集した後、私たちは実際に火星に展開できると判断しました。それからしばらくして、JPL はついに Mars 2020 ミッションにヘリコプターを追加することを承認しました。私たちはゴーサインをもらいました。私の人生のほとんどの時と同じように、リスクを冒す価値がありました。

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