NASAの火星探査機インサイト（およびそれに付随する探査機）の打ち上げがいよいよ始まる

NASAの火星探査機インサイトは、2つの小型のピギーバック探査機と原子の幅よりも小さい距離を測定できる地震計を含む、魔法のような科学技術を赤い惑星に送り込む打ち上げに向けて準備が進められている。

さて、NASAが土曜日午前4時5分（太平洋標準時）にカリフォルニア州のヴァンデンバーグ空軍基地から打ち上げ予定の天候に魔法をかけてくれれば良いのだが。

「打ち上げ時にロケットの打ち上げを見ることができない可能性は80％です。…当日は視界が悪くなると予想しています」と、第30宇宙航空団の気象担当官、クリスティーナ・ウィリアムズ空軍中尉は本日の打ち上げ前ブリーフィングで述べた。

NASAによる米国西海岸からの初の惑星間打ち上げのため、発射台は霧に覆われると予想されている。しかし、その霧が、火星探査機インサイトを宇宙へ打ち上げるために準備されているユナイテッド・ローンチ・アライアンス（ULA）のアトラス5ロケットの打ち上げを必ずしも遅らせるわけではない。

ウィリアムズ氏は、NASAとULAは、打ち上げに向けて他のすべてが準備万端であれば「この期間を通して打ち上げる準備ができている」と述べた。そして、打ち上げの1日半前には、他のすべてがまさに準備万端だ。

不透明なスタートの後、火星の地震活動と内部温度変化を測定する、約10億ドル規模の米欧共同ミッションは順調に進む見込みだ。ミッション名は「地震調査、測地学、熱輸送を用いた内部探査（ Interior Exploration Using Seismic I nvestigations, Geodesy and Heat T transport）」の頭文字をとったものだ。

マーズ・インサイトの車ほどの大きさの探査機は、10年前にフェニックス火星着陸機に使用されたものと同じ基本プラットフォームをベースに、全く新しい機器と電子機器を搭載して建造された。インサイトは、6ヶ月にわたる3億マイル（約4800万キロメートル）の航海を経て、11月26日に火星の赤道付近の平原、エリシウム平原に着陸する予定だ。

高感度地震計

この探査機の主な機器は地震計で、「火星地震」や隕石の衝突による火星の深部での地響きを検知するように設計されています。地球に送られるデータは、科学者が火星の内部構造を解明するのに役立つでしょう。

このミッションの主任研究員であるNASAジェット推進研究所のブルース・バナード氏によれば、この地震計は水素原子の半径の半分に相当する動きを測定できるほど感度が高いという。

実際、地震は非常に敏感なので、地震を検知する装置は真空容器に収められ、風や火星の気温変化から保護される必要がある。

ミッションのこの部分を正しく実行できなかったため、マーズ・インサイトの打ち上げは2年以上遅れました。2015年にフランス製の機器がテストされた際、エンジニアたちは真空チャンバーにわずかな漏れを発見しました。この漏れは当初の打ち上げ予定日である2016年に間に合うように修理することができず、NASAは惑星が再び一直線になるまでさらに26ヶ月待たなければなりませんでした。

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火星の測定

マーズ・インサイトのロボットアームは地震計を展開した後、再び伸びて熱探査機を展開します。正式名称は熱流・物理的特性探査機（HP3）ですが、「モグラ」の愛称で呼ばれています。モグラは火星の土壌を最大16フィート（約4.8メートル）の深さまで掘り進みます。

ほくろに取り付けられた温度センサーは、様々な深さで温度を測定し、火星内部からどれだけの熱が逃げているのかを正確に明らかにします。これにより、科学者たちは火星深部の構造についてより深い理解を得ることになるでしょう。

火星探査機インサイトの無線アンテナは科学研究にも利用されます。地球からの電波を受信し、信号の微妙なドップラー効果を正確に測定できる方法で送信します。科学者たちは、数千万マイルに及ぶ範囲において、わずか30センチほどの距離変化を測定できるようになるはずです。

「私にとって、これは魔法に限りなく近づきつつも科学と言えるでしょう」とバナード氏は述べた。彼によると、赤い惑星の自転軸の揺れの測定は、科学者たちがその核の大きさ、密度、そして組成を解明するのに役立つだろうという。

火星探査機インサイトは、太陽系の起源に新たな光を当てるはずだ。その理由の一つは、火星が活動的な地球よりも遥か昔の地質学的歴史をより多く保持しているからだ。

「私たちはこれを『ゴルディロックス惑星』と呼んでいます。大きすぎず、小さすぎず、ちょうどいいんです。…地表では多くの地質活動が行われていますが、（古代の）プロセスの痕跡はすべて、深部には今も残されているのです」とバナード氏は語った。

NASAの主任科学者ジム・グリーン氏は、火星地震について学ぶことは、火星に宇宙飛行士を送り込み、居住地を建設する準備にも役立つと述べた。「火星はどの程度地震が発生しやすいのか？それは人類が火星を探査する上で知っておくべき基本的な情報です」とグリーン氏は述べた。

ロケットライドシェア

火星探査機インサイトは、このミッションのアトラス5ロケットに搭載された唯一の宇宙船ではありません。2機のキューブサット探査機は、それぞれ特大シリアルボックスほどの大きさで、将来の小型宇宙ミッションに活用できる可能性のある技術を試験します。これらの探査機は打ち上げから約1時間半後に展開され、それぞれ火星へのフライバイミッションと並行して飛行する予定です。

「これはまさに、キューブサットコミュニティ全体の協力であり、過去20年間に行われたすべての努力の上に成り立っています。そのおかげで、最初のキューブサットを深宇宙に打ち上げることができました」と、MarCOピギーバックミッションのチーフエンジニアであるJPLのアンディ・クレッシュ氏は語った。

キューブサットは、消火器に詰められているような圧縮ガスを使った推進システムをテストします。これらの探査機は正式名称をMarCO-AとMarCO-Bとしていますが、アニメ映画「ウォーリー」の主人公にちなんで、WALL-EとEVEという愛称で呼ばれています。消火器の燃料が、宇宙船の閉じ込めからロボットたちを脱出させるのに重要な役割を果たしたからです。

ウォーリーとイヴは、従来のパラボラアンテナと同等の性能を発揮するように設計された、新型の平らで折りたたみ可能な無線アンテナのテストも行います。このシステムは、火星探査機インサイトが火星表面に降下する際に、そこから送信される信号を中継するために使用されます。

火星へ向かうもう一つの小さなペイロードがあります。240万人以上の名前が刻まれたシリコン製マイクロチップです。これらの名前は、広報キャンペーンの一環として送られました。

打ち上げを待つ

NASAは、土曜日の火星探査機インサイトのカウントダウンのウェブキャストを午前3時30分（太平洋標準時）から開始する予定です。天候や技術的な問題により打ち上げが中止となった場合、NASAは今年の打ち上げ枠が終了する6月8日まで、何度でも再挑戦することができます。6月以降、次の機会は2020年まで訪れません。

ユナイテッド・ローンチ・アライアンスのNASAミッション・プログラム・マネージャー、スコット・メッサー氏は、火星探査機インサイトの打ち上げにヴァンデンバーグが選ばれたのは、フロリダからの打ち上げスケジュールが「少し混雑」しそうだったことと、積載物がカリフォルニアの状況を利用できるほど軽量だったためだと述べた。

ヴァンデンバーグ計画は極間軌道への打ち上げに最適であり、地球周回衛星には適しているものの、惑星間ミッションには通常適していません。マーズ・インサイト計画では、ミッションプランナーは深宇宙への異例のルートを計画しました。

「極軌道のような軌道を一周した後、火星に向かう途中で左折する予定です」と、マーズ・インサイトのプロジェクト・マネージャーを務めるJPLのトム・ホフマン氏は述べた。

アトラス5号は探査機をヴァンデンバーグから南へ押し出すため、ロケットの上昇はサンルイスオビスポの北からサンディエゴの南まで広がるカリフォルニアの海岸沿いで見られるはずだ。

つまり、霧の中に閉じ込められていないことが前提です。