エクソマーズ

出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』
移動: 案内検索
ExoMars
所属 ESA & FKA
主製造業者 探査衛星: タレス・アレーニア・スペース
ローバー: アストリアム
任務 探査衛星、2台の着陸機、ローバー
軌道投入日 2017年、2019年
打上げ日時 2016年、2018年
打上げ機 プロトン
任務期間 降着機:数ヶ月[1]
ローバー: ≥6ヶ月
探査衛星: 数年
公式サイト ExoMars programme
質量

TGO: 3,130 kg[2]
EDM静止着陸機: 600 kg[3]
ロシア着陸機: TBD

ローバー: ~300 kg[1]
消費電力

TGO: 太陽光発電
EDM降着機: 原子力電池 (計画)
Rover: 太陽光発電

Russian降着機: TBD

エクソマーズ英語: Exobiology on Mars、ExoMars)は欧州の主導している火星探査計画。宇宙生物学的な探査計画であり、火星の生命による生命の痕跡の探査が目的である。現在は欧州宇宙機関ロシア連邦宇宙局(Roscosmos)と開発中である[1][4][5][6]

幾つかの探査機械を2度の打ち上げで打ち上げる予定である。探査衛星とEDM静止着陸機が2016年に、ロシアの着陸機とローバーが2018年に打ち上げられる予定である[1][5]。打ち上げ機はプロトンが予定されている。

経緯[編集]

開始以来、エクソマーズはいくつかの計画フェイズを得ており、現在では消滅したアメリカ合衆国との火星探査共同イニシアチブ英語版の例のように着陸機探査衛星打ち上げ機、国際協力などは計画途中で何度も変えられている。 [7][8]

もともと、エクソマーズの概念はオーロラ計画英語版の目玉計画として計画された大型の探査車からなり、2005年12月に欧州宇宙大臣に承認されたものである。もともと探査車と静止基地局から計画されており、ソユーズロケットで2011年の打ち上げが計画されていた[9]

2007年、探査車の車台の設計製作を行う英国企業アストリウムにカナダのマクドナルド・デットワイラー・アンド・アソシエイツ英語版が100万ユーロ規模の契約企業として選ばれた。アストリウムは最終設計にも同社と契約を行っている[10]

2009年7月NASAとESAは火星探査共同イニシアチブに合意し、この中ではソユーズロケットに代えてアトラスロケットの利用が計画され、技術的な設定・計画の財源を大きく変更させた。同月19日では、探査車はマーズ・トレース・ガス・オービター英語版の相乗り機として計画されており、将来の協定はアトラスの打ち上げ能力とNASAの探査衛星に合わせて、十分にエクソマーズの重量を減らすことが必要としていた。[11]このときは幾つかの宇宙機を2台のアトラスVで打ち上げる計画とされており [3][12][13]、TGOはこの計画に統合され、静止気象用降着機と相乗りで2016年に打ち上げる予定であった。この中では2台目のローバーとしてMAX-C英語版も計画されていた。

MAX-Cローバー

2009年8月、ロシア連邦宇宙局とESAはフォボス・グルントとエクソマーズの2つの火星探査計画での協力を含めた契約に合意した。具体的には、ESAはプロトンロケットをロシアの装置を積んだエクソマーズ・ローバーのためのバックアップ打ち上げ機として確保した[14][15]

2009年12月17日、ESA政府はNASAとの協力化で行う2部からなる火星探査計画に最終認可を与え、2016年と2018年の計画に8億5000万ユーロを委託することを承認した[16]

2011年4月、資金的な問題から同行予定であったMAX-Cローバーの開発中止が公表され、計画されていた2台のうち、より大型のエクソマーズ・ローバーだけが2018年に打ち上げられることになった[17]。この中で新しい車両をヨーロッパで製造し、欧州とアメリカの装置を混ぜる案が提案された。NASAが火星への輸送のためのロケットを提供し、マーズ・サイエンス・ラボラトリーで採用されたスカイクレーン着陸機構を提供するというものである。しかし再編案が提案されたにもかかわらず、2018年の計画目標時期は同じ時期におかれたままであった[17]

2012年2月13日にオバマ大統領が公開したFY2013予算の元で、NASAはジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡の予算超過分に資金を回すため、エクソマーズ計画への参加を終了した[18][19]。同時にエクソマーズ計画のための準備資金もすべて切り上げとなり、計画の大部分に再調整が必要となった[8]

現在[編集]

2012年3月15日、ESAの評議会はロシア連邦宇宙局(Roscosmos)との協力下でエクソマーズ計画を推し進めると発表し、計画では2018年までにRoscosmosから提供された2台のロケットによる探査を実施し、追加として火星への再突入、着陸が予定されている[5][20][4]。2016年の打ち上げには原則的に合意に達しているが、Roscosmosは次の三つの条件を定めた2012年11月の正式契約に調印を求めている [21][22][23]

  1. Roscosmosは協力の対価としてプロトンを提供する。
  2. マーズ・トレース・ガス・オービターはNASAの装置の変わりにロシア製の装置を載せる。これにはフォボス・グルントのために開発された装置も含まれている[24][25]
  3. すべての科学的成果は欧州宇宙機関とロシア科学アカデミーと欧州宇宙機関の知的財産である

ロシアのエクソマーズ用の資金はフォボス・グルントの損失による12億ルーブルで部分的にまかなわれ[23]、またMars-NETとエクソマーズ計画の間で調整可能な資金は再配置された[26][27]

評論家は、ロシアの持つ専門技術はロケットの提供においては十分なものであるかもしれないが、今のところ火星着陸システムの重要な部分に関わる技術を提供するには至っていないと位置づけている[28][29]

ESAはもともと10億ユーロでの開発を予定していたが、NASAの撤退と事業の再編の結果から、おそらく現在までの開発費に加え数億ユーロの必要資金が発生している[1]。このため2012年3月、ESAの加盟国はどのように不足分を調達するか検討するよう、機関の幹部に指示した[30]。ひとつの可能性として、エクソマーズの達成を優先させるためにESAの他の科学活動の進展を止めることが考えられる[1][31]

また、ESAは2018年度打ち上げの際、NASAが小規模な参入にとどまるとしても部分的に計画に再参入する可能性を排除していない [1][6][32]

目的[編集]

科学的目的は優先順位順に以下のようになっている[33]

  • 過去から現在にかけての火星の生命による生命の痕跡英語版の探査。
  • 地表から浅い範囲における水分と表土物質の科学的分布の特定。
  • 表面環境の研究と将来の友人探査における危険性の特定。
  • 火星への展開や居住などのために惑星の表面と内部をより理解するための調査。
  • 最終的なサンプルリターン飛行に向けた成長的ステップの達成

開発の技術的目的は以下である。

  • 火星への大規模ペイロードの着陸
  • 火星表面用の太陽光電池を開発する
  • ドリルによる表層下部への接近、UV線・酸化剤・電離放射線による影響がある範囲より低い地下2mでのサンプル収集。
  • ローバーを用いた他惑星の地表探査能力の開発

打ち上げ機[編集]

2016年と1018年に予定される打ち上げの両方でプロトンが利用される予定である[5]。プロトンはこれまでにもサリュート6号サリュート7号ミール国際宇宙ステーションの基部などを打ち上げた実績のある大型ロケットである。

構想[編集]

ESAは当初1回のミッションの計画を立てていたが、現在は2回のミッションで行う計画である。 現在の計画ではエクソマーズ計画は4機の探査機で行われる計画であり、2台の静止着陸機、1台の衛星、1台の探査車が投入される予定である[1][5][6]

Contributing agency First launch in 2016 Second launch in 2018
Roscosmos logo ru.svg プロトン プロトン
TGO用の機器
EDM着陸機用原子力電池
ロシア静止着陸機
ローバー用機械
ESA logo.svg エクソマーズ・トレース・ガス・オービター英語版 エクソマーズ・ローバー英語版
EDM気象探査用着陸機

2016年の打ち上げ[編集]

トレース・ガス・オービター[編集]

トレース・ガス・オービター(TGO)は火星通信衛星と周回機による大気中微量気体分析の計画であり、2016年1月の打ち上げを見込んでいる。エクソマーズEDM着陸機を火星まで運び、火星のメタン源や他の気体の地図化を行い、これによって2018年に打ち上げが予定されている探査車の着陸場所の選択を助ける。火星の大気におけるメタンの存在は、現在の生命の有力な起源がメタンや地質活動とされているため興味をもたれている。2018年から19年ごろに予想される地上探査機と探査車の到着後、オービターは分析化学活動を行え、EDMランダーとエクソマーズ・ローバーに通信リレーを提供できるより低い軌道に移動する。TGOは未来に打ち上げられる計画機のための通信関連衛星として2022年まで稼動を継続する[34]

EDM着陸機[編集]

再突入・降下・着陸実験モジュール(Entry, Descent and Landing Demonstrator Module、EDM)は、火星表面着陸時の着陸方向や着陸速度を制御する技術と共にESAが提供する予定である。火星大気に突入後、モジュールはパラシュートを展開し、レーダー高度計ドップラーセンサーとオンボード慣性測定ユニットに基づいた閉ループ誘導航行制御システムを使って着陸を完了する。後者は液体推進システムを制御しており、この制御機関はパルスのオンオフによって運用されるスラスタ群からなり、作動によって火星地表への半軟着陸を作り出す[35]

着陸地点にはメリディアニ平原が提案されており、この地点は平坦で岩石が少なく採用が予定されるエアバッグ着陸システムに向いている[36]。着陸は砂嵐の季節に行われることが予定され、再突入と降下時に粉塵を含んだ大気の特徴を知ることが期待されており、砂塵に富んだ環境に関連付けられた表面測定が実施される[37] 。着陸後は、風速、風向、湿度、気圧、表面気温、大気の透明度などを測定する[37]。また、火星地表で初の磁場の測定なども行われる予定である。カラーカメラシステムもペイロードに含まれる。

ロシアは原子力電池を提供し、これによってEDM着陸機は火星表面で数ヶ月間運用することが可能になる[1]

EDM地表ペイロード[編集]

EDM静止着陸機はもともと火星深部の地形物理の調査を目的とする"フンボルトペイロード(Humboldt payload)"と呼ばれる11機の測器群を運ぶために計画された[38]。しかし、2009年第1四半期に着陸機およびフンボルト測器群の標的の確認調査を行なった結果、完全に中止された[39]

最新のEDM地表ペイロードは、提案されていた気象探査計画DREAMS(Dust Characterisation, Risk Assessment, and Environment Analyser on the Martian Surface)に基づいており、風速と風向(MetWind)、湿度(MetHumi)、気圧(MetBaro)、表面温度(MarsTem)、大気の透明度(Optical Depth Sensor; ODS)、大気の帯電(Atmospheric Radiation and Electricity Sensor; MicroARES)などのセンサー群を含んでいる[40]。DREAMSペイロードは着陸後のEDMの表面ミッションの期間、環境観測点として働き、DREAMSは火星の地表で最初の電磁場測定を行う。大気中の砂塵の濃度の測定値を組み合わせて、DREAMSは砂塵を持ち上げる静電気の力の役割や、砂嵐の始まるメカニズムについて新しい見識を提供する。さらにMetHumiは湿度に関する重要なデータからMicroARESを補足し、これによって科学者の砂塵の帯電に関してよりよく理解することを可能にする[40]

また、地表用ペイロードに加えてEDMのカラーカメラシステムは画像の形で貴重なな追加的科学データを提供する。まだカメラの設計は選ばれていない[41]

2018年の打ち上げ[編集]

ロシアの着陸機[編集]

2回目の打ち上げは2018年に予定されており、ロシアの着陸機はエクソマーズ・ローバー英語版を火星表面に展開させる。この再突入・降下・着陸モジュールは80%がロシア側で、20%がESAで製造される[6]。ロシアは2機目の着陸機のハードウェアのほとんどを製造し、ESAは誘導や航法システムの要素を扱う[1]。 この地上基地型着陸機かEDM装置にロシアの原子力電源を装備することで、以前計画されていた数日の観測期間から火星年で1年にわたって地表環境を観測できるようにすることが提案されている[18]

着陸予定地点[編集]

2007年11月の時点で、ローバーの着陸地点には以下の候補がある。[42]

2009年の火星でのメタン源の発見によって、探査のための高付加価値な目標が判明した[12]。メタンの可能性は生命や地学的活動に由来する可能性があるため注目されており、どちらかの確認は主要な探査目的である。メタンは広範囲のプルームで生じ、プロファイルはメタンが個別の地域で開放されたことを暗示している。プロファイルは北緯30度、西経260度と北緯0度、西経310度の2箇所のメタン源の地域があるらしいことを示唆している[43]。最適な着陸点と通信の安定を決めるために、トレース・ガス・オービターは2016年に打ち上げられ、事前に季節的とされるメタン生成を地図化することが決められた[44]。探査車はオービターによって判明したメタン源を調査する。

探査車[編集]

エクソマーズ・ローバーの試験機の初期の設計、2006年のベルリン国際航空宇宙ショーにおいて 他の初期のテストモデル、2007年のパリ航空ショーにおいて
エクソマーズ・ローバーの試験機の初期の設計、2006年のベルリン国際航空宇宙ショーにおいて
他の初期のテストモデル、2007年のパリ航空ショーにおいて

エクソマーズ・ローバーは自走式で六輪の探査車である[45]

関連項目[編集]

[編集]

  1. ^ a b c d e f g h i j “Europe still keen on Mars missions”. BBC News. (2012年3月15日). http://www.bbc.co.uk/news/science-environment-17390576 2012年3月16日閲覧。 
  2. ^ Smith, Michael, ed (10 September 2009). “Mars Trace Gas Mission Science Rationale & Concept”. Presentation to the NRC Decadal Survey Mars Panel. http://www.spacepolicyonline.com/pages/images/stories/PSDS%20Mars1%20Smith-TGM.pdf 2009年11月15日閲覧。. 
  3. ^ a b “ESA Proposes Two ExoMars Missions”. Aviation Week. (2009年10月19日). http://www.aviationweek.com/aw/generic/story_channel.jsp?channel=space&id=news/Exomars101909.xml&headline=ESA%20Proposes%20Two%20ExoMars%20Missions 2009年10月30日閲覧。 
  4. ^ a b “THALES : Press Info: Exomars Status”. Thales (4-Traders). (2012年5月5日). http://www.4-traders.com/THALES-4715/news/THALES-Press-Info-Exomars-Status-14316731/ 2012年5月8日閲覧。 
  5. ^ a b c d e “Europe Joins Russia on Robotic ExoMars”. Aviation Week. (2012年3月16日). http://www.aviationweek.com/aw/generic/story_channel.jsp?channel=space&id=news/awx/2012/03/15/awx_03_15_2012_p0-437120.xml&headline=Europe%20Joins%20Russia%20on%20Robotic%20ExoMars 2012年3月16日閲覧。 
  6. ^ a b c d “ESA Ruling Council OKs ExoMars Funding”. Space News. (2012年3月15日). http://www.spacenews.com/civil/120315-esa-council-oks-exomars.html 2012年3月16日閲覧。 
  7. ^ “NASA budget boosts manned space, cuts Mars exploration”. C Net News. (2012年2月13日). http://news.cnet.com/8301-19514_3-57377062-239/nasa-budget-boosts-manned-space-cuts-mars-exploration/ 2012年2月15日閲覧. ""Tough choices had to be made," Bolden said. "This means we will not be moving forward with the planned 2016 an 2018 ExoMars mission that we had been exploring with the European Space Agency." 
  8. ^ a b “Have Europe’s Martian exploration plans been derailed by America?”. National Space Centre (MSN News). (2012年2月15日). http://news.uk.msn.com/blog/the-space-blog-blogpost.aspx?post=1fac64fc-9e63-4c9c-9304-ce598c2ab71d 2012年2月15日閲覧。 
  9. ^ Europe's ExoMars rover...”. Space Today Online (2005年8月28日). 2009年11月10日閲覧。
  10. ^ B.C. robotics firm lands Martian contract”. CanWest News Service. 2012年6月16日閲覧。
  11. ^ NASA Could Take Role in European ExoMars Mission June 19, 2009
  12. ^ a b Amos, Jonathan (2009年10月12日). “Europe's Mars plans move forward”. BBC News. http://news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/8302876.stm 2009年10月12日閲覧。 
  13. ^ “ESA Proposes Two ExoMars Missions”. Aviation Week. (2009年10月19日). http://www.aviationweek.com/aw/generic/story_channel.jsp?channel=space&id=news/Exomars101909.xml&headline=ESA%20Proposes%20Two%20ExoMars%20Missions 2009年10月23日閲覧。 
  14. ^ “Agreement between ESA and Roscosmos signed at "MAKS 2009"”. WAPA (Avio News). (2009年8月20日). http://www.avionews.com/index.php?corpo=see_news_home.php&news_id=1108379&pagina_chiamante=index.php 2009年9月8日閲覧。 
  15. ^ “ESA, Roscosmos Strike Mars Deal”. Red Orbit. (2009年8月20日). http://www.redorbit.com/news/space/1740298/esa_roscosmos_strike_mars_deal/ 2009年9月8日閲覧。 
  16. ^ “ESA Approves Collaborative Mars Program with NASA”. Space News. (2009年12月18日). http://www.space.com/news/091218-exomars-mission.html 2012年4月6日閲覧。 
  17. ^ a b “US and Europe mull single 2018 Mars rover”. BBC News. (2011年4月7日). http://www.bbc.co.uk/news/science-environment-13002214 2011年4月8日閲覧。 
  18. ^ a b “NASA Units Hope For Robotic Mars Mission In 2018”. Aviation Week. (February 14 , 2012). http://www.aviationweek.com/Article.aspx?id=/article-xml/asd_02_14_2012_p01-02-424988.xml 2012年5月16日閲覧。 
  19. ^ “Experts React to Obama Slash to NASA’s Mars and Planetary Science Exploration”. Universe Today. (2012年2月1日). http://www.universetoday.com/93512/experts-react-to-obama-slash-to-nasas-mars-and-planetary-science-exploration/ 2012年2月18日閲覧。 
  20. ^ de Selding, Peter B. (2012年3月20日). “Europe OKs Funding for Mars Mission with Russia”. Space News. http://www.space.com/14975-europe-exomars-mars-mission-funding.html 2012年3月23日閲覧。 
  21. ^ “Roscosmos, ESA Agree Joint Mars Research”. RIA Novosti. (6 April, 2012). http://en.ria.ru/science/20120406/172656480.html 2012年4月6日閲覧。 
  22. ^ Nancy Atkinson (2012年4月10日). “Will Russia Rescue ExoMars?”. Universe Today. http://www.universetoday.com/94508/will-russia-recue-exomars/?fb_ref=.T4UBXWv73nM.like&fb_source=timeline 
  23. ^ a b “Insurance from "Phobos-Grunt" to fly to Mars” (Russian). Gazeta. (2012年3月30日). http://www.gazeta.ru/science/2012/03/30_a_4111965.shtml 2012年3月30日閲覧。 
  24. ^ “Federal Space Agency is going to repeat the project "Phobos-Grunt"”. RBC. (2012年4月19日). http://www.news.nashbryansk.ru/2012/04/19/chronicles/povtorit-fobos-grunt/ 2012年4月20日閲覧。 
  25. ^ “Russia's participation in the "ExoMars" does not cancel the plans for the "Phobos-Grunt-2"”. RIA Novosti. (2012年3月20日). http://www.ria.ru/science/20120320/600999665.html 2012年4月3日閲覧。 
  26. ^ The Mars-NET project”. 2012年4月18日閲覧。 “Possible coordination between Mars-NET and European ExoMars project.”
  27. ^ “Russia takes a two-pronged approach to space exploration”. Russia & India Report. (2012年4月18日). http://indrus.in/articles/2012/04/18/russia_takes_a_two-pronged_approach_to_space_exploration_15511.html 2012年4月18日閲覧。 
  28. ^ “NASA drops ExoMars missions in 2013 budget”. Optics. (2012年2月15日). http://optics.org/news/3/2/23 2012年2月15日閲覧。 
  29. ^ Spacewatch: Uncertainties for ExoMars
  30. ^ “ESA Eyeing Hodgepodge of Funding Sources To Save ExoMars Mission”. Space News. (31b May 2012). http://www.spacenews.com/civil/120531-hodgepodge-funding-save-exomars.html 2012年5月31日閲覧。 
  31. ^ ExoMars Wins One-month Reprieve (May 16, 2012)
  32. ^ “Appropriators Blocking Mars Mission Move”. Aviation Week. (2012年3月8日). http://www.aviationweek.com/aw/generic/story_channel.jsp?channel=space&id=news/awx/2012/03/08/awx_03_08_2012_p0-434301.xml&headline=Appropriators%20Blocking%20Mars%20Mission%20Move 2012年3月9日閲覧。 
  33. ^ Scientific objectives - ExoMars”. European Space Agency (ESA) (2007年11月1日). 2009年7月26日閲覧。
  34. ^ “2016 ESA/NASA ExoMars Trace Gas Orbiter”, MEPAG June 2011, Jet Propulsion Laboratory, (June 16, 2011), http://mepag.jpl.nasa.gov/meeting/jun-11/13-EMTGO_MEPAG_June2011_presentation-rev2.pdf 2011年6月29日閲覧。  (PDF)
  35. ^ The ESA-NASA ExoMars Programme”. European Space Agency (15 December2009). 2009年12月22日閲覧。
  36. ^ “The ExoMars Program - Implementing the EXM objectives by remaining compliant with budget” (PDF). ExoMars mission status. ESA. (July 2009). pp. 23 pp.. http://mepag.jpl.nasa.gov/meeting/jul-09/04-Mepag_Coradini.pdf 2009年11月25日閲覧。. 
  37. ^ a b “Entry, Descent and Surface Science for 2016 Mars Mission”. Science Daily. (2010年6月10日). http://www.sciencedaily.com/releases/2011/06/110610131834.htm 2011年6月12日閲覧。 
  38. ^ The ExoMars Instruments”. European Space Agency. 2012年5月8日閲覧。
  39. ^ Amos, Jonathan (2009年6月15日). “Europe's Mars mission scaled back”. BBC News. http://news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/8102086.stm 2009年11月22日閲覧。 
  40. ^ a b EDM surface payload”. European Space Agency (ESA) (2011年12月19日). 2012年3月16日閲覧。
  41. ^ Entry, descent and surface science for 2016 Mars mission. Published on 10 June 2011.
  42. ^ “Europe eyes Mars landing sites”. BBC News. (2007年11月15日). http://news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/7093172.stm 2012年5月16日閲覧。 
  43. ^ Mumma, Michael J.; et al. (20 February 2009). “Strong Release of Methane on Mars in Northern Summer 2003”. Science 323 (5917): 1041–1045. Bibcode 2009Sci...323.1041M. doi:10.1126/science.1165243. PMID 19150811. http://images.spaceref.com/news/2009/Mumma_et_al_Methane_Mars_wSOM_accepted2.pdf. 
  44. ^ Hand, Eric (2009年3月3日). “NASA pursues Mars methane orbiter”. The Great Beyond (Nature). http://blogs.nature.com/news/thegreatbeyond/2009/03/nasa_pursues_mars_methane_orbi.html 2009年10月13日閲覧。 
  45. ^ “ExoMars Status”. 20th MEPAG Meeting. European Space Agency. (3–4 March 2009). http://mepag.jpl.nasa.gov/meeting/mar-09/09_ExoMars_Status_MEPAG_09_Final.pdf 2009年11月15日閲覧。. 

外部リンク[編集]