NASAの将来の火星ロボットは、これまでで最も速く赤い惑星の写真を撮るだろう

3年も経たないうちに、SUVよりも大きいロボット（かなり大きな宇宙ロボットだ）が地球から打ち上げられ、火星に向かうことになる。このロボットは、最後にはスカイクレーンに誘導され、赤い惑星の表面にゆっくりとパラシュートで降下し、安全に地上に着陸する。これがMars 2020の計画だ。この新しいロボットは、私たちの隣の惑星で最も近代的な技術となるだけでなく、これまでのどの探査機よりも多くのカメラを搭載することになる。

搭載される23台のカメラは、キュリオシティのカメラを6台、スピリットとオポチュニティをそれぞれ13台、そして最初の探査車であるソジャーナのカメラを20台上回る。カメラ工学の進歩によって可能になったこのカメラのアップグレードにより、研究者は火星をより鮮明に観察できるようになるのは確かだが、3,390万マイル離れた火星での作業スケジュールを立てるという骨の折れる作業の時間を節約し、楽にするのに役立つだろう。

現在、キュリオシティの1日分の作業を計画するには、NASAジェット推進研究所（JPL）の科学者が、前日に探査車が収集した情報を処理し、翌日のタスクを計画し、それらのプロジェクトを設計し、デジタル指示書にまとめ、さらに指示書を火星に送り返すのに約8時間を要している。

エンジニアたちは、キュリオシティが送信する画像の処理、広角写真をつなぎ合わせたり、人間や探査機が2次元画像から奥行きに関する情報を推測できるように立体画像を並べたりするのに、約30分から1時間を費やしている。

「運転やアームの操作などについては、左カメラで写真を撮り、右カメラで写真を撮ります」と、Mars 2020 の画像科学者であるジャスティン・マキ氏は言います。「次に、2 つの画像のピクセルを一致させて、地形の 3D 画像を作成します。視野の広いレンズを使用しているため、より高品質のステレオ地形マップを作成できます。」

マキ氏と彼のチームの次のミッションの計画は、ローバーに搭載された、はるかに広い視野を持つ、より小型で安価で高性能なカメラを活用することで、1日のタイムライン全体を5時間に圧縮することだ。

視野が広く解像度が高いということは、画像をつなぎ合わせたり処理したりする時間が短縮され、岩まで移動したり、障害物を避けたり、レーザーを発射したりといった探査機の翌日の任務に多くの時間を費やせることを意味します。

「タイムラインが短いほど、地上で計画する機会が増えます」とマキ氏は言う。つまり、火星の 1 日と地球の 1 日の間にある 40 分の遅れを吸収する余裕が増えるということだ。大したことではないように思えるかもしれないが、惑星間スケールの話になると、遅れによって定期的に混乱が生じる可能性がある。

「朝出勤すると、火星での計画がまだ完了していない日もあります」とマキ氏は言う。これは問題だ。研究者たちは、一日を始めるために情報が届くのを待たなければならないからだ。遅れは、そして一日の計画とプログラムに必要な8時間は、予測できない時間になることを意味し、特に探査が延長され、チームが2年間のミッションの5年目を迎えている場合は、疲れ果ててしまう。これはキュリオシティの場合に当てはまる。

「着陸したばかりの時は夜通し働きます」とマキさんは言う。「でも、3か月以上それを続けるのは難しいんです。」

5 時間という短い時間枠は、情報が JPL 研究所に遅れて到着しても、研究者が通常の勤務日の終わりまでに正確に調整された指示を出すことができることを意味します。これは、周囲の環境、サンプル、探査機自体の正確な写真を撮影するカメラの広角レンズがなければ不可能でした。

もちろん、詳細なナビゲーション支援に加えて、多数のカメラは地球にいるすべての人にとってより素晴らしい画像も意味します。高速着陸ビデオカメラと特殊なマイクが、探査機が地表に降下する恐ろしい様子を捉えます。エンジニアは火星の大気圏でパラシュートが展開する様子の詳細な映像を見ることになりますが、残りの私たちは、キュリオシティの着陸を描いた NASA の大人気アニメーション「Seven Minutes of Terror」の実写リメイクを見ることになります。

そして、NASAの他のミッションと同様に、火星2020ミッションから情報が戻ってくると、マキ氏と他のミッション科学者がその情報を入手し次第、一般の人々もそれを追うことができるようになる。

「人類史上、本当にユニークな時代です。以前は、探検家たちは船に乗って出かけ、物語や絵などを持ち帰れることを期待していました」とマキさんは言う。「でも今は、世界中の誰もがリアルタイムで私たちの航海に参加できるのです。」