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オシリス・レックス探査機はエアロジェットの支援を受けて小惑星の破片を採取するために着陸した。

オシリス・レックス探査機はエアロジェットの支援を受けて小惑星の破片を採取するために着陸した。
オシリス・レックス探査機
NASAの探査機オシリス・レックスが小惑星ベンヌの表面にサンプル収集アームを下ろす様子を描いた想像図。(ロッキード・マーティン提供)

NASAの探査機オシリス・レックスは本日、深宇宙への7年間の往復飛行のクライマックスに達し、シアトル地域で製造されたスラスタの推進力により、地球近傍小惑星に短時間着陸した。

コロラド州にあるロッキード・マーティン社のミッション・サポート・エリアの科学者とエンジニアたちは、山岳部標準時午後4時12分(太平洋標準時午後3時12分)に、小惑星ベンヌでのタッチ・アンド・ゴー・マヌーバが成功したという知らせを受け、歓声と拳を振り上げる声が上がった。このマヌーバは、小惑星表面の塵と砂利のサンプル採取を目的としていた。

ミッションチームのメンバーは、COVID-19の安全対策としてマスクを着用し、社会的距離を保つよう努めたが、それでも抱き合う人もいた。

「本当にこんなことができたなんて信じられません」と、アリゾナ大学のダンテ・ラウレッタ氏(このミッションの主任研究者)は語った。「宇宙船は本来の目的をすべて果たしました。」

バンサイズのオシリス・レックス探査機に搭載された28基のロケットエンジンはすべて、ワシントン州レドモンドのエアロジェット・ロケットダインの施設で製造され、宇宙船の主契約者であるロッキード・マーティン社に提供された。

「ミッションのサンプル収集部分では、エンジンが極めて高い精度で動作することが求められ、エラーは一切許されません」と、エアロジェット・ロケットダインのCEO兼社長であるアイリーン・ドレイク氏は着陸前のニュースリリースで述べた。

エアロジェット・ロケットダイン・レドモンドの宇宙システム事業開発責任者フレッド・ウィルソン氏は、重要な操作が行われた際、シアトル地域の施設では「大きな興奮」があったと語った。

「私たちがおよそ6年前に製造し、出荷したこれらのエンジンは、宇宙で仕事をしています」とウィルソン氏は遭遇後、GeekWireに語った。

「TAG」と名付けられたこのタッチアンドゴー操作は、地球から3億キロメートル以上離れたベンヌの表面、幅14メートル(45フィート)の範囲をターゲットとしていました。探査機から送信された信号が地球に届くまで18分半かかりました。そのため、探査機搭載コンピューターによる近接画像の解析に基づき、降下は自律制御で行われなければなりませんでした。

TAG(タグ・アンド・アライメント)が行われる直前、管制官は宇宙船が目標地点から1.7メートル(5.5フィート)以内にいるようだと報告しました。これは重要な情報でした。ナイチンゲールという愛称で呼ばれる目標地点は、地表の岩石による危険を避けるよう慎重に選定されていたからです。

2016年にオシリス・レックスが打ち上げられた当時、ミッションプランナーたちはサンプル採取のために滑らかな宇宙の砂の層が見つかるだろうと予想していました。しかし、2018年に探査機がベンヌに到着した後、表面が予想以上に起伏が激しいことに驚きました。これにより、精密な操作を実行するプレッシャーがさらに高まりました。

オシリス・レックスチームはゆっくりと着実に進み、探査機に4時間にわたる降下シーケンスを実行させるコマンドを送信しました。終盤では、距離は毎秒4インチ(10センチメートル)、つまり歩行速度の10分の1以下の速度で減少しました。

ロッキード・マーティンのミッション運用プログラム・マネージャー、ベス・バック氏は、今回の経験は火星着陸前の「7分間の恐怖」とは全く違うと述べた。「むしろ、4時間半にわたる軽い不安感です」と、バック氏は着陸前のブリーフィングで冗談めかして語った。

クライマックスでは、オシリス・レックスの収集アームがベンヌの表面にわずか数秒間接触しました。圧縮窒素ガスがアームの先端にある装置に噴射され、一種の「逆掃除機」として機能しました。この噴射は、砂利ほどの大きさ(幅約2.5cm)の物質をサンプル収集容器に吹き込むように設計されていました。

タッチアンドゴーの後、宇宙船は安全のためにすぐに後退した。

操作の成功には多くのことがかかっていた。オシリス・レックスは一連の科学機器を使って2年間ベンヌを調査してきたが、地球に持ち帰るために少なくとも2オンス(60グラム)の物質を収集することが、8億ドルのミッションの主要任務である。

OSIRIS-REx は、エジプト風の頭字語で、「起源、スペクトル解釈、資源特定、セキュリティ - レゴリス探査機」を意味します。

直径450メートルのこの小惑星は、40億年以上前の太陽系形成の残骸の一つと考えられています。水だけでなく、有機生命体に不可欠な炭素含有化合物も豊富に含まれています。そのため、科学者たちは、地球上で利用可能なあらゆる機器を用いてサンプルを詳細に分析することで、惑星の起源や生命の化学的前駆物質に関する新たな知見が得られることを期待しています。

科学者たちは、小惑星から抽出できる資源の種類や、潜在的に危険な宇宙岩石を迂回させるための最善の戦略について、より深く理解できるかもしれません。ベンヌ自体は、2175年から2199年の間に地球に衝突する可能性が2700分の1と、極めて低い確率です。

本日の接近に関する詳細なデータは、夜間に地球に送信され、水曜日の記者会見で公開される予定です。何らかの理由でサンプル採取が不十分だった場合、OSIRIS-RExチームは1月に再度採取を試みる予定です。

計画通りに進めば、探査機は来年3月にエアロジェットエンジンで再び推進力を得て帰還を開始する。2023年には地球を通過し、貴重なサンプルを収めたカプセルを放出し、パラシュート降下によってユタ州砂漠の回収地点へ着陸する予定だ。

これはNASAにとって初の小惑星サンプルリターンミッションであり、10年以上前に日本が小惑星イトカワへの「はやぶさ」ミッションで達成した前例に続くものです。後継機である「はやぶさ2」は、12月に小惑星リュウグウからサンプルを地球に持ち帰る予定です。

今後数年間、さらに多くの小惑星探査ミッションが計画されています。NASAは来年、小惑星探査機「ルーシー」を打ち上げ、続いて2022年には金属資源に富む同名の小惑星「プシケ」への探査機「プシケ」の旅を開始する予定です。

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