火星の次の大きな目標：赤い惑星からサンプルを持ち帰る

新たな計画書によると、NASA の次の火星探査活動は、火星の岩石を地球に持ち帰ることに重点を置くべきで、おそらくロボットと宇宙飛行士の間で受け渡しが行われるだろう。宇宙での岩石交換に人間を関与させることで、サンプルの保護と地球の保護が保証される。NASA の火星探査計画の時期と予算の制約を考えると、いずれにしてもそれは理にかなっているだろう。

火曜日に発表されたNASAの火星計画グループ最終報告書は、火星の岩石サンプルを地球の科学者に届けるためにNASAが追求できるいくつかの選択肢を提示している。これは2011年の主要な科学的優先事項リストに概説された主要目標の1つである。NASAはこれらの選択肢を検討中だが、大統領が2014年度予算要求を発表する2013年初めまで選択を発表しない予定だ。

MPPGチームを率いたオーランド・フィゲロア氏は記者団に対し、火星が地球に十分近づき、好ましい旅程が実現する2018年または2020年の打ち上げ時期にNASAはミッションの全体的構造の計画を開始する可能性があると語った。これには新たな火星探査機も含まれる可能性が高いが、その理由の1つはNASAが2018年までに使える予算がわずか8億ドルで、新たな探査機を打ち上げるには足りないからだ。MPPGは今年初め、NASAのロボット探査プログラムの削減に対応して設立された。

ミッションの構成要素には、小型ローバーの艦隊、着陸船から巻き出されて丘を転がり落ちる2軸車両、さらには貨物を運ぶための超音速スカイクレーンなどが含まれる可能性がある。

NASA は、打ち上げる部品の数も決めなければならない。サンプルリターンミッションは、土壌収集ローバー、火星から打ち上げるロケット、宇宙船とランデブーしたり地球に帰還させたりする軌道船による一回限りの打ち上げになるかもしれないし、あるいはこれらの段階を 2 ～ 3 段階に分けて行う可能性もある。個々の部品はすべてまだ設計段階にあり、小型着陸船、小型ローバーの艦隊、着陸船から巻き上げられて斜面を転がり降りる 2 軸車両、通信中継を改善する軌道上の原子時計、さらには重量貨物を運ぶための超音速対応の巨大なスカイクレーンなどが含まれる可能性がある。

NASA の科学ミッション部門の副長官で元宇宙飛行士のジョン・グランスフェルド氏は、サンプルリターンミッションがどのようなものになるにせよ、人間が関与する可能性は十分にあると述べた。有人探査と並行してサンプルリターンを計画すれば、コストを削減し、ミッションをより安全にする冗長性を追加できる。NASA が現在のスケジュールに従うと、火星からサンプルが戻ってくるのは 2030 年代後半、あるいは 2040 年代になる可能性もあるが、それはオバマ大統領が火星に人間を送ると設定したスケジュールとほぼ同じだとグランスフェルド氏は指摘した。

「火星の軌道上か地球に戻ってくる途中でサンプルを採取できれば、計画するだけで、人間がサンプルを採取できる機会をほぼ偶然に見つけることができる」と同氏は語った。「おそらく、宇宙服を着て野球のミットを握った男が岩を掴むようなことはないだろう」

むしろ、すでに1～2段階の封じ込めで保護された密閉カプセルが火星軌道から、あるいは地球・月系に向かう途中で宇宙カプセルと合流し、そこで人間がロボットアームでそれを掴んで保護ベイに入れることができるだろう。

「人間の帰還は要件の一部です。したがって、乗組員が安全に帰還できるように、高度な冗長性と努力を注ぎ込む必要があります。それがサンプルを安全に帰還させる効果的な方法となるでしょう」と彼は語った。

岩石を採取する場所を決めるのにも議論が必要だ。NASAはこれまで、火星上で生命が存在する可能性のある、あるいは少なくとも着陸後に生命が生き残る可能性のある、温暖で湿潤で塩分の多い場所への着陸を避けてきた。しかし、そうした環境に適した岩石こそ、科学者が最も手に入れたい岩石なのかもしれない。

「火星に生命が存在することはわかっています。探査機で生命を送り込んだからです」とグランスフェルド氏は説明した。「現在の居住可能な環境で潜在的な火星生命を発見したいのであれば、私たちが持ち込んだ微生物で火星を汚染しないようにもっと努力する必要がありますが、それはまだ課題です。」

時間は刻々と迫っており、NASA当局はフィゲロア氏の文書を精査し、新たな予算の優先順位をどのように設定するかを決定することになるだろうとグランズフェルド氏は語った。