有名人の火星探査車のインサイダーの伝記| 科学| スミソニアン - 記事、科学、宇宙、技術と宇宙、宇宙探査

火星探査機「キュリオシティ」は、パワーに飢えていて、ナルコレプシーで孤独です。しかし、それはロックスターのような太陽系を探索するのに必要なことです。今日、ローバーはメディアダーリンです。人間の有名人と同じように、キュリオシティは頻繁に自撮りし、ミュージックビデオとパロディのTwitterアカウントを持ち、レゴの置物として不滅になりました。有名なロボットには、問題を抱えた過去もあります。

Mars Rover Curiosity：Curiosityのチーフエンジニアからの内部アカウント

チーフエンジニアのロブマニングによる宇宙技術の最も複雑な部分の1つである火星探査機キュリオシティのエンジニアリングの試練と苦難の直接の説明。

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「MSLの明るく光沢のある新しいEDLシステムは、実際、まったく新しく、根本的に異なるローバーを構築する基本から、私たち全員を少しそらしたと思います」と彼は言います。ベストセラー作家のウィリアム・L・サイモンとともに、マニングは本の中でキュリオシティの最高と最低を語り、この世界的に有名なミッションを火星に送るのに苦労しなければならなかったNASAと民間部門の労働者の心の中を覗き見させます。

たとえば、スカイクレーンやその他のEDLギアに焦点を当てたため、チームはCuriosityの電源を検討する時間が少なくなりました。前の2つのローバー、SpiritとOpportunityの双子は太陽電池式でした。その秘trickは、アレイが約110ワットを生成できることでしたが、各ローバーは完全に動作するには1500ワットが必要でした。マニングによると、解決策はローバーを麻薬中毒にすることでした。彼らは火星の各日数時間だけ覚醒し、実験用のバッテリーを搭載したバッテリーから電力を引き出します。その後、彼らは昼寝をして、再び目を覚まし、より多くの仕事をします。「ローバーの人生の1日は、レースカーというよりも老犬のようなものです」とマニングは書いています。

Curiosityには太陽電池パネルではなく原子力電源が装備されていましたが、11台の複雑な科学機器とカメラを搭載したはるかに大きなマシンでもありました。一般的な運用のための電力に加えて、これらの機器は、極寒の火星で適切に機能するために加熱する必要があります。 2009年の発売日の約1年前に、一部の科学機器の詳細が入り、チームは、仮眠をとってもCuriosityのバッテリーがタスクには小さすぎることに気付きました。他の場所を見つけずに大きなバッテリーを使用すると、ローバーが重くなりすぎて着陸できなくなります。

そこから積み上げられたトラブルには、分析する前に岩のサンプルを吹き飛ばす風の心配や、スカイクレーンのテザーからローバーを取り外すと着陸中に重要な通信リンクが短絡する兆候などがあります。完成したハードウェアを宇宙船の組み立てに送るのが遅れたため、NASAは電話をかけ、2009年の打ち上げ時間に間に合わないと発表する必要がありました。

「ローバーがその時間枠を逃すと、コストが自動的に上昇します。それは、チームの「タクシーメーター」が仕事を辞めるのにより長く待たなければならないためです」とマニングは言います。銀の裏地は、余分な時間がチームがねじれを解決することを可能にしたことです-回路を修正し、より大きなバッテリーで動作し-2011年11月26日に正常に起動しました

JPLエンジニアは、テストバージョンのCuriosityローバーでロボットアームの動きをチェックアウトします。（NASA / JPL-Caltech）

図は、火星に安全に着陸するためにCuriosityが行わなければならなかった複数のステップを示しています。（NASA / JPL-Caltech）

JPLエンジニアは、キュリオシティが火星に無事着陸したことを確認した後、瞬間を祝います。（NASA / JPL-Caltech）

岩の露頭は、堆積岩から風化した丸い石を明らかにします。これは、火星のこの部分がかつて流れる川を特徴としていたことを示しています。（NASA / JPL-Caltech / MSSS）

粉末岩の最初のサンプルは、2013年2月にローバーのオンボード化学実験室に届けられました。（NASA / JPL-Caltech / MSSS）

Curiosityローバーの化学および鉱物学（CheMin）実験は、2012年10月に土壌サンプルの最初のX線を撮影しました。結果は、火星の土がハワイの火山性土壌に非常に似ていることを示唆する鉱物の化学的特徴を示しました。（NASA / JPL-Caltech / Ames）

好奇心は2013年11月に左フロントホイールの写真を撮影し、鋭い岩を転がすことによる擦り傷、へこみ、さらにはパンクを明らかにしました。（NASA / JPL-Caltech / MSSS）

好奇心がついに9月にシャープマウントの基地を掘り下げ、分析用のサンプルを収集しました。（NASA / JPL-Caltech / MSSS）

2012年8月の称賛に値する着陸以来、キュリオシティは火星とその月の高解像度画像から、かつて生命を支える飲料水が地球の表面に流れたという最初の明確な兆候まで、膨大な量のデータを送り返してきました。ミッション開始から1年余りが経った今、ローバーはその主要な目標であるマウントシャープと呼ばれる火星の山の基地に到達しました。露出した堆積物の層は、火星の住みやすい過去について科学者にもっと伝えることができ、原始的な生命の保存された痕跡さえ保持するかもしれません。

「最初のドリル穴が数十億年前に居住可能な火星の場所を明らかにしたとき、私たちは皆、本当にびっくりしました」とマニングは言います。「ここにあるのは、生命を支えられただけでなく、見続けると、それらの記録を化学的に保存できる場所になる可能性がある。それが私たちが丘に向かうことに高い優先順位を置くようになった理由です。」

ロードトリップは、ひっかかったものがなかったわけではありません。主なものは、Curiosityのホイールの予想外の摩耗です。ホイールが設計されたときの主な心配は、過度に重いローバーが砂に引っかかることでした-2010年にローバースピリットの終わりを告げた運命。それで、チームはCuriosityの6つの大きなホイールを浮揚装置のように動作させましたマニングは言います。幅の広い、砂丘のようなホイールは、軽量アルミニウムのブロックからくり抜かれています。

チームが知らなかったのは、ローバーが粘土に埋め込まれた風に彫られた岩の上を走らなければならないということです。粘土は釘のベッドのように機能します。かみそりのように鋭い岩が車輪を引き裂き始め、マニングはいつか金属の破片がローバーの内部ケーブルに食い込み、ミッションを損なう可能性があると予想しています。それまでは、「慎重に道を選ぶ必要があります」とマニングは言います。「ホイールが岩を登るときにホイールが少し速くなるようにすることで、損傷を最小限に抑えるソフトウェアの変更も検討しています。これにより摩耗が減少します。」

このグリッチは、各火星ミッションが次の能力をどのように構築できるかを示しています。1970年代に宇宙船がバイキング着陸船に戻ったときに得た教訓をマニングが本書で強調するプロセスです。彼はすでに、2020年に発売予定の次の火星探査車の設計や、インフレータブルディスクと次世代パラシュートを使って人々を火星に着陸させるシステムで、キュリオシティの経験の一部を有効に活用しています。

マニングは、キュリオシティとその火星の親族が、エンジニアが自動運転ソフトウェアなどの技術を開発することを許可していることを付け加えます。これは、木星や土星の氷のような月など、さらに離れた場所に向かう将来のローバーにとっておそらく重要です。「外側の惑星、またはエウロパ、ガニメデ、エンケラドスのような月に行くには、すべての場合において、自律性に優れた車両が必要です」と、現在NASAのジェット推進研究所の火星工学マネージャーであるロブ・マニングは述べています。「私たちは、遠隔操作車のようにジョイスティックではありません。どこに行きたいかを伝えており、その仕事はそこに着く方法を見つけ出すことです。」

しかし、技術的な啓示以上に、マニングは好奇心の物語がより基本的でほとんど実存的なレベルの人類にとって重要であると信じています。「メッセージは、MSLは大きな予算のNASAミッション（少なくとも今日の基準では大きい）でしたが、顔のない機関で働いている抽象的なエンジニアや科学者によって構築されたものではないと思います」とマニングは言います。「代わりに、それは多くの人々によって構築されています。あなたが知っているほとんどの人と同じように、人間と同じように、間違いと同じように知的な人々。 …これは最終的に人間の努力であり、私たちはそれに参加できて幸運です。」