次世代の宇宙探査車はアクロバット飛行をし、中世の武器のように見える

NASA の過去数機の火星探査車は、頭のようなマストと目のようなカメラを備えた親しみやすいロボットで、簡単に擬人化されて愛されてきた。次世代の探査車は明らかに可愛らしさに欠けるかもしれない。中世の戦闘用メイスに似ているのだ。

フォボス サーベイヤーは、スタンフォード、MIT、NASA ジェット推進研究所の研究者による新しい構想です。この宇宙船は火星の衛星フォボス、あるいは小惑星を訪問します。次に、1 台以上のメイス ボール型探査機が母船 (上空の軌道上に留まる) から展開し、月または小惑星の表面を飛び跳ねながら移動することになります。スタンフォードの航空宇宙工学助教授、マルコ パヴォーネ氏がこのアイデアを考案し、飛び跳ねる探査機に「ハリネズミ」というニックネームを付けました (メイス ボールよりも間違いなく明るい名前です)。

ホッパーは、ローバーよりもはるかに広い地形をカバーでき、峡谷やその他の危険な地域を簡単に横断できるため、将来の惑星探査機に好まれる設計です。ホッパーがあれば、NASA の火星探査機スピリットを破滅させた車輪の固着などの問題に直面することはありません。MIT と Draper Labs は、Google Lunar X Prize を競う月面ホッパーのプロトタイプを開発しています。Terrestrial Lunar and Reduced Gravity Simulator (Talaris) です。これはダクトファンと圧縮窒素を使用してホバリングとホップを行います。

ハリネズミがフォボスに飛び乗るのにはそれほどエネルギーは必要ない。火星の衛星フォボスの重力場は火星の1000分の1しかない。だから慣性回転で簡単に推進できる。仕組みは次の通り。スタンフォードのニュースサービスがコーヒーテーブルほどの大きさで傘型のソーラーパネルを2枚搭載したフォボス・サーベイヤーがフォボスに飛び、月の地形を測量する。数ヶ月後、5～6匹のハリネズミを1匹ずつ数日おきに送り出す。探査機は互いに通信して各ハリネズミの位置を特定し、次にどこに飛び乗るべきかを判断する。

それぞれのハリネズミには 3 つの軸すべてで回転する 3 つのディスクが内蔵されており、さまざまな速度で回転すると慣性力が生じて移動します。素早く回転すると跳ね上がり、さらに速く回転すると表面を跳ね回ります。車輪を少し回転させるだけで、ハリネズミはわずかに回転します。なぜスパイクが付いているのでしょうか。それは、ハリネズミが硬くて岩だらけでも、柔らかくて砂だらけでも、どんな地形でも確実に足場を確保できるようにするためです。

地球全体の観測と地上での測定を組み合わせることは、NASA の火星探査プログラムで非常にうまく機能しており、このプログラムでも同様の方法で機能するだろう。フォボス サーベイヤーは化学元素を測定し、ハリネズミは顕微鏡やその他のツールを使って地形を調査するかもしれない。これらすべてが、科学者がフォボスの過去についてさらに詳しく知るのに役立つだろう。

また、宇宙計画にとっても、より広範な利益をもたらす可能性がある。重力場が弱いため、フォボスは人間が訪れる最初の目的地として都合が良いかもしれない。このミッションにより、月がどのような場所なのかについて、より多くの情報が得られるだろう。

スタンフォード大学のチームはすでにハリネズミの試作品をいくつか持っており、低重力をシミュレートするためにクレーンを使って最新のものをテストする予定だ。小麦粉は小惑星の塵の代用となり、研究者たちはフォボスをシミュレートするために岩や土も持ち込む予定だ。これは NASA の革新的先進概念プログラムの一部で、このプログラムからは他にも私たちがぜひ見てみたい独創的なアイデアがいくつも生まれている。チームはこの春の会議でこのコンセプトを説明する論文を発表する予定だ。

スタンフォードニュース