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マーズ・パスファインダー

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2005年までつづく火星探査10機の先陣―マーズ・パスファインダー

1997年7月4日(アメリカの独立記念日)、火星探査機マーズ・パスファインダーが、1976年のバイキング1号バイキング2号以来21年ぶりに火星への軟着陸に成功しました。軟着陸成功後には着陸船の扉が開き、タラップを伝ってソジャーナーと呼ばれる探査車(ローバー)が火星表面に降り、石を分析しました。

ヨギ(yogi)と名付けられた岩に近づいて分析をおこなうソジャーナー(着陸船に取り付けられたカメラによる撮影)
ヨギ(yogi)と名付けられた岩に近づいて分析をおこなうソジャーナー(着陸船に取り付けられたカメラによる撮影)

パラシュートとエアバッグを使用した低コスト着陸システム

コストを抑えるために考案されたパラシュートとエアバッグを使った今回の軟着陸の成功により、その後の無人火星探査機計画にも、この低コスト着陸システムが使えることが証明され、火星の石を地球に持ち帰る「サンプルリターン計画」や将来の有人火星探査など今後の計画に弾みがつきました。

数々のデータを地球に送信、輝かしい成果をあげる

「マーズ・パスファインダー」の着陸機は、1997年7月4日の火星着陸から1997年9月27日の最後のデータ送信の間に、26億ビットものデータを地球に送信しました。そのデータの中には、設計寿命期間の約3倍もの間活躍したランダーが撮影した火星の日の出と日没をとらえたカラー映像や、空を漂う雲をとらえた映像などを含む1万6,000枚以上の写真、設計寿命期間の約12倍もの間活躍した小型ロボット探査車「ソジャーナー」から撮影した写真550枚、15個の岩石の化学組成分析結果、風や気温などの貴重な気象データが含まれています。最後に行っていた作業は、ランダーから360度の風景パノラマ画像を取得するものでしたが、画像データの83%が地球に送信された時点で通信がとだえました。

探査機ランダーが撮影した火星のカラー画像
探査機ランダーが撮影した火星のカラー画像

定期的に信号を送り続けたが、3月10日"死亡"を宣言

NASAジェット推進研究所(JPL)は、1998年3月10日、「マーズ・パスファインダー」の"死亡"を宣言しました。夜の厳しい冷え込みなどでランダーのバッテリーが尽きたとみられますが、公式の「死亡時刻」は1998年3月10日午後1時21分(アメリカ太平洋標準時)。「マーズ・パスファインダー」は、1997年9月27日に通信が途絶し、11月4日に探査の終了が宣言されましたが、研究者らは「春になったら返事がくるかもしれない」との望みと託し、定期的に信号を送り続けていたそうです。

大別して13項目の発見や観測結果を明らかに

数多くの科学的成果をあげた「マーズ・パスファインダー」。その成果を13項目に大別し、順に紹介しますと、
(1)火星の埃の中に磁気を帯びた粒子を発見しました。
(2)着陸地点付近の岩石の化学的組成が火星由来の隕石と異なることを発見しました。
(3)着陸したヴァリス渓谷の土壌組成が1976年の「バイキング1号バイキング2号」の着陸地点のものと同じものであることを発見しました。
(4)大気透明度が地表からの観測やハッブル宇宙望遠鏡の観測結果より高いことを発見しました。
(5)惑星全体のエネルギー収支に大きな影響を与える大気浮遊粉塵が乱気流によって地表から舞い上がるメカニズムを観測しました。
(6)岩石の風化の様子を観測しました。
(7)朝方の雲による影の観測しました。
(8)急速な温度と圧力の変化を観測しました。
(9)火星表面の反射能と輝度の変化は他の観測手段で得た結果と一致したものの、赤鉄鉱結晶などの吸収は観測されませんでした。
(10)温度変化のプロファイルはハッブルなどの観測からの推定と異なっていました。
(11)洪水によって運ばれたと思われる岩石に大きさ別の分布を観測しました。
(12)火星の回転モーメント測定から、火星に半径1,300〜2,000kmのコアがあることをつきとめました。
(13)かつて液体の水が安定して存在し、流れていたことを示唆する角のとれた小石などを発見しました。

火星地球と同様、三層構造をしていることが判明

さらにジェット推進研究所(JPL)は、火星の自転軸のまわりの回転を詳しく調べた結果、火星地球と同様、地殻・マントル・核という三層構造をしているらしいこともつきとめています。

親機の"死亡宣告"後も、観測を続けている可能性が

「マーズ・パスファインダー」の着陸機に搭載され、着陸機の周囲の火星表面を走行しながら多くの観測データを送ってきた小型探査車「ソジャーナー」は、設計寿命7日間(地球上ではなく、火星上での時間)で、探査機本体から半径約10m以内の範囲で作動することを前提に設計されていました。着陸機がバッテリー切れで作動しなくなったいまでも観測を続けている可能性が高いのですが、着陸機が観測データを中継できないため、その成果は地球に届いていません。

小型探査車「ソジャーナー」
小型探査車「ソジャーナー」