次世代の月面探査車は空飛ぶ円盤のように動くかもしれない

次世代の月面探査車はUFOに似ているだろうか？一部の人にとって、この考えはそれほど突飛なものではない。

MITの研究者らは最近、「ホバリング・ローバー」という新しいコンセプトをテストした。これは、従来の地上の車輪方式に頼るのではなく、月の自然電界を利用して月面上を浮遊する宇宙船である。

月や他の小惑星のような天体には大気がないため、太陽風をそらすことができないため、太陽と周囲のプラズマに直接さらされて電界を蓄積することができます。その結果生じる電荷は、空気中の塵の粒子を巻き上げるほど強力で、静電気によって髪の毛が逆立つのと最もよく似た現象です。

ホバリングローバーは、安価でありながら効果的な動力源である小型イオンスラスタを利用して動作します。通常は宇宙船を宇宙空間で推進するために使用されますが、この場合は小さなイオンビームを使用して車両を充電し、表面の自然電荷を増強して、車両を地面から反発させる強力な力を生み出します。

MITの大学院生で論文の筆頭著者であるオリバー・ジア＝リチャーズ氏によると、このプロジェクトのチームのアイディアはもともとNASAの塵の浮遊に関する研究から生まれたもので、これは月のような空気のない環境で静電気と塵がどのように振る舞うか、そしてその組み合わせが探査機を機能させる機械系と電気系にどのような影響を与えるかを研究するものだ。そこから彼は、この概念を宇宙探査と工学に応用できるのではないかと考えた。

「これは、これらの小惑星ですでに起こっている自然のプロセスからヒントを得たようなものです」と彼は言う。そして、彼らの探査車は表面に接触しないので、車輪付きの探査車には不可能な操作を成功裏に試みることができる。

月面探査車と火星探査車はどちらも、通常、特殊な状況やストレスの多い条件をシミュレートすることを目的とした何百ものテストを受けるが、摩耗の避けられない状況から逃れられるミッションはまだない。しかし、MIT のシンプルな円盤状の設計は、ミッションの寿命を延ばすのに役立つ可能性があり、ジア・リチャーズ氏によると、「こうした起伏の多い地形や低重力環境で、はるかに正確で簡単な操縦方法を提供できる可能性がある」という。

研究者たちは、乗り越えたい大きなハードルを一つ抱えている。それは探査車の大きさだ。探査車が小さいため、搭載できる科学機器の数には限界がある。しかし、小さいことには独自の利点もある。

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「小型で、搭載できる科学機器も限られています。複数の探査機を打ち上げるのが狙いです」とジア・リチャーズ氏は言う。同氏は探査機をキューブサット（通常は地球の低軌道にとどまる小型衛星）と比較し、ホバリングする探査機単体の性能は一般的な探査機より優れているわけではないが、複数の探査機がチームとして運用されれば、簡単にその性能を模倣できると説明した。

課題は他にもある。探査車を地上から離陸させるのは困難な作業だ。地球の重力はホバリング中の探査車が耐えられるよりもはるかに強いため、チームは探査車がうまく機能できる環境を独自に設計する必要があった。

研究チームは、この構想をテストするために、まず手のひらほどの大きさしかないコンパクトな六角形のテスト車両を製作した。車両を前進させるイオン推進装置を 5 基（1 基は上向き、他の 4 基は下向き）設置した後、この装置を真空チャンバー内に吊り下げ、探査車がさまざまな惑星上でどのように動くかをシミュレートした。

ジア・リチャーズ氏と彼のチームは最終的に、十分な電力があれば、2ポンドの探査車はプシケのような大きな小惑星では少なくとも地面から1センチ浮上できるが、月で同じことを達成するには約5倍の電力が必要であることを発見した。

MIT は、さまざまな環境でホバリング探査機がどの程度うまく動作するかをテストすることで、この探査機の微調整を続ける予定です。ジア・リチャーズ氏は、成功すれば、10 年か 20 年後には、この装置が単独でも、小さな船団でも移動できる柔軟な探査ツールになるだろうと語っています。

「最終的な目標は、おそらく自律的に動くようにすることでしょう」と彼は言う。彼らのコンセプトが完成品になるまでにはまだやるべきことがたくさんあるが、彼らの仕事はすでに専門家の支持を集めている。

ヒューストン大学の研究教授オルガ・バノバ氏は、ロボットシステムは人間主導の宇宙探査活動を支援するために常に進化し続ける役割を担うべきだと考えている。バノバ氏は、MITがより大型で強力なモデルで追加の飛行試験を実施することを望んでいるが、チームの進捗状況を注意深く見守ると述べている。

「誰かが限界を押し広げるたびに、私は興奮します」とバンノバ氏は言う。「私にとって、少なくともそこへ至る途中、あるいは最終的には、結果が当初予測したものとまったく同じにはならないかもしれませんが、それは他のアイデアのきっかけとなるので、それは常に[探求する]価値があります。」