マーズエクスプロレーションローバーのしくみ

火星、すべての後、最も密接に似ている惑星である地球地球はマイナス81度F（マイナス63度C）の平均温度を有し、表向き死ん[：ソースであった場合に、ある-火星探査]。それでも、その地質学的パターンは、ワシントン州の古代の洪水で傷ついた侵食された土地から、デスバレーの砂漠や南極の永久凍土まで、私たちが地球上でよく知っているさまざまな場所に似ています。

もちろん、それは火星への有人ミッションがカリフォルニアへの休暇に似ているという意味ではありません。ローバーは、宇宙計画が火星の表面を探索するだけでなく、いつか女性や男性を惑星に送る場合に発生する問題のいくつかを検討することを許可しました。

ローバーの派遣は、トランシーバーを屋根に釘付けにした子供用車を送るほど簡単ではありません。マーズエクスプロレーションローバーで使用されている技術と機器の両方を調査すると同時に、それらが地球とどのように通信するかについても見ていきます。そして、テクノロジーは失望しません。2011年に発売されたローバーキュリオシティには、サイエンスフィクション映画に真に属する楽器が搭載されています。 （ヒント：レーザー。）

これまでに、火星との接触を40回以上試みてきました。最初の5つのミッションは、旧ソ連によって1960年から1962年にかけて行われました。すべてのミッションは惑星のフライバイでした。つまり、画像を送り返すために火星の軌道に船が打ち上げられました。それらの任務はすべて失敗でした。宇宙船が惑星に到達しなかったか、宇宙船が旅行中に壊れました。最初に成功したミッションは、1964年にマリナー4号が旅したことでした。これは、惑星の21枚の画像を返した米国の工芸品です。

それ以来、米国、旧ソ連、日本、欧州宇宙機関はすべて火星へのミッションを開始しました。次のページでは、ローバー自体だけでなく、ローバーが行ったいくつかの発見についても説明します。次のページに移動して、そもそもなぜローバーを送信するのかを見てみましょう。

コンテンツ

1. なぜローバーを送るのですか？
2. 火星探査の背景
3. 精神と機会
4. ローバーに出入りするもの
5. 火星から地球へ、あなたは私を読むことができますか？
6. ローバーの1日
7. マーズサイエンスラボラトリーとキュリオシティローバー

それで、私たちが火星に非常に複雑なロボットを作ることができるほど高度で空想的であるならば、なぜ私たちはテリーを宇宙飛行士に送ることができないのですか？最も重要な理由は、おそらく最も明白なことでもあります。テリーはおそらくそこにたどり着かないでしょう。

つまり、これまでに開始されたミッションの約3分の1だけが「成功」しており、火星への旅行を無傷で行ったことを意味します。貴重な情報を提供してくれたローバーの3分の1近くについて楽観視するのは簡単ですが、宇宙飛行士のテリーが写真に写っているときは、そのような実績を応援するのは簡単ではありません。職場で3日ごとに死ぬ確率を楽しんでいる人はほとんどいません。

もちろん、コストも別の要因です。NASAの火星科学研究所のミッションの一部である最新のローバーであるキュリオシティは、構築になんと24億7000万ドルの費用がかかりましたが、NASAは、誰かが酸素を呼吸できるようにするなどの厄介なことを説明する必要はありませんでした[出典：Space.com ] 。または、火星から戻ってください。ローバーは、使い終わったときに火星に永遠にとどまることができますが、宇宙飛行士のテリーの旅行は、移動というよりは休暇であることに注意してください。そしてそれは、食料、燃料、廃棄物処理、その他の多くのコストを意味します-2回。

ロジスティクスとコストを超えて、火星のような大気に人間のシステムがどのように反応するかについてのすべての広大な未知数があります。火星には磁場がないので、人間はなんと大量の宇宙線を受け取るでしょう-惑星の磁場がそれを遮断するように働く地球では問題ではありません。火星への1、000日間の旅行は、宇宙飛行士が地球に戻った後に癌を発症する可能性が40％になる可能性があります。必ずしも多くの人が仕事のために面接するときに探しているものではありません[出典：NASAサイエンス]。宇宙飛行士のテリーが女性のテリーでもある場合、彼女はさらにリスクが高いことにも注意してください。乳房と女性の生殖器が癌のリスクのほぼ2倍になる[出典：NASAサイエンス]。

したがって、宇宙飛行士のテリーが大量の発ガン性光線にサインアップしなければ、ロボットの探検家が残されます。次のページに移動して、火星へのミッションのいくつかについて学びましょう。

火星探査で最も魅力的なのは、水を見つけるという約束、または過去の水の証拠です。 「私たちが地球上のほとんどすべての場所で生命を見つけるので、水は重要です」とNASAのウェブサイトは指摘します。 「火星がかつて液体の水を持っていた、または今日でも持っているなら、微視的な生命体がその表面に発達した可能性があるかどうかを尋ねるのは説得力があります。」

火星への最初のミッションはフライバイでした。つまり、彼らは単に惑星の写真を送り返す船を周回していたということです。最初のものは1962年のマリナー3号でした。しかし、最初に成功した軌道と写真は1965年にマリナー4号からのものでした。フライバイが1969年に終了したとき、次の一連のミッションはオービターと呼ばれていました。 NASAは、これらの宇宙船を火星の周りを長期間周回して写真を収集するように設計しました。マリナー9号は、1972年に、火星の表面全体の写真を撮った最初の人物でした。

2005年の火星偵察オービターの打ち上げを含め、軌道周回ミッションは継続されています。オービターは、地下水を見つけるためにサウンダーを運びながら、ディナープレートと同じくらい小さい物体を見つけることができました。おそらく最も重要なのは、情報をミッション制御に中継するための重要な通信ツールとして今でも使用されていることです。

しかし、今度はローバーの前任者に行きましょう。70年代半ばに打ち上げられたバイキング1号と2号には、どちらも火星の表面に降りてきた着陸船がいました。彼らは火星が自己殺菌性であることを最初に発見しました。つまり、乾燥した土壌と紫外線の組み合わせと土壌化学の酸化性が生物の形成を防ぎます。

火星に着陸するより近代的な機械について考えるとき、私たちは通常、1995年のパスファインダーミッションから始めます。パスファインダーは、火星の大気圏に入るためのパラシュートを装備した着陸船とソジャーナローバーで構成されていました。この機器は、数千の画像と、土壌および気象データの15の化学分析を返しました。

2003年、火星探査ローバーのミッションチームは、スピリットアンドオポチュニティを立ち上げました。2011年が終了しても、そのうちの1つはまだ惑星を横断していました。次のページに移動して、これらのローバー、そのテクノロジー、および発見について詳しく学びましょう。

精神と機会は、私たちが落ち込んでいるときに気分を良くするために使用する言葉だけではないことがわかりました。 2003年、NASAは陽気な名前のスピリットアンドオポチュニティローバーを打ち上げました。これは、パスファインダーよりもはるかに優れた機動性と距離のミッションに着手しました。

両方のローバーは、いくつかの注目すべき機能を共有しています。ソーラーパネルから発電することも、内蔵バッテリーに蓄えることもできます。小さな緑の男性が近くにいる場合に備えて、ローバーは高解像度のカラー画像を撮影したり、拡大鏡をバストアウトして地球にいる科学者が物体を精査したりすることができます。ローバーのアームにある複数の分光計は、あらゆる種類のトリックを使用して、物体が放出している熱の量を追跡したり、アルファ粒子を発射したりするなど、岩石の組成を決定します。スピリットアンドオポチュニティには、惑星の表面に穴を開けるためのドリル（岩石研磨装置）も装備されていました。

ローバーの本体はウォームエレクトロニックボックス（WEB）と呼ばれています。機器デッキは、マスト（またはペリスコープアイ）とカメラが配置されているローバーの上にあります。ローバーの本体の金色に塗られた壁は、華氏マイナス140度（摂氏マイナス96度）の温度に耐えるように設計されています。ローバーのWEB内には、リチウムイオン電池、ラジオ、分光計などの電子機器があり、すべて機能するために暖かさが必要です。ローバーの頭脳は、ハイエンドで強力なラップトップに匹敵するコンピューターですが、放射線や遮断によって破壊されない特別なメモリ機能を備えています。コンピュータはまた、「健康な」ローバーを確保するために継続的に温度をチェックします。

スピリットとオポチュニティが見つけたのは、火星を探検することを可能にした技術の功績でした。着陸から数か月以内に、オポチュニティは塩水の証拠を明らかにしました。これにより、生命（および化石の兆候）がかつて地球上に存在していた可能性が残されています。スピリットは、衝撃、爆発的火山活動、地下水によって特徴づけられた、初期の手に負えない火星を指し示す岩に遭遇しました[出典：NASA火星]。

最近のローバーのいくつかの機能と探索について学習しますが、最初に次のページにゆっくりと移動して、Spirit andOpportunityが持ついくつかの機器と科学を見てみましょう。

Rovin 'を維持します

まず、Spiritは2010年以来メッセージを送信していませんが、Opportunityは火星からの就業時間を計時し、2011年に地球に情報を送り返していました。実際、他の地球人と同様に、Opportunityスカウトは穴を開ける場所です。バッテリーに最も多くの太陽エネルギーを蓄えるために冬の間。

スピリットとオポチュニティにはカメラがあり、いくつかの派手な無線機器は実際にはそれをカットしないと言っているだけです。それぞれ384ポンド（170キログラム）で、合計8億5000万ドルを構築するために、この機器は信頼できるMacBookだけでなく、AM / FMラジオに接着されていると信じることができます。

まず、パノラマカメラが各ローバーに取り付けられ、より大きな地質学的コンテキストを提供します。地面から約5フィート（1.5メートル）離れたマストに配置されたこのカメラは、カラー画像をスナップするだけでなく、岩や土のターゲットを識別して詳細を確認できる14種類のフィルターを備えています。

小型熱放射分光計、赤外波長から少し助けを借りてサイトで識別鉱物。それは水の動きを示すことができる独特のパターンを見つけるために使用されます。ローバーアームにはメスバウアー分光計があり、サンプルに直接配置して鉄含有鉱物を見つけます。これは、水が土壌や岩石にどのように影響したかを判断するのに役立つもう1つのツールです。

岩石の組成を決定するために、アルファ粒子X線分光計が使用されます。これは地質学研究室で見られるのと同じ種類で、科学者がサンプルの起源と変化を決定するのに役立ちます。顕微鏡画像ツールは、岩の形成と変化を注意深く調査することができます。

しかし、スピリットとオポチュニティがもたらすこれらの驚くべき発見について、実際にどのようにして知ることができるのでしょうか。まあ、それはあなたの大叔父のアマチュア無線のセットアップではありません。データレートが低い低電力および低速のUHF無線もありますが、これは主にバックアップとして、および着陸段階で使用されます。

一般的に、オービターは地球に直接約3時間の情報しか伝達していません。残りは実際に傍受され、軌道を回る火星オデッセイとマーズグローバルサーベイヤーに送られ、地球に送信されます。その逆も同様です。オービターは約16分で地平線から地平線に移動します。これらの議事録のうち10分は、ローバーとの通信に使用できます[出典：NASA ]。推測すると、1日あたり約10メガバイトのデータを地球に送ることができます。オービターは両方のローバーと密接に接触しており、どちらのローバーよりも地球と通信するためのウィンドウがはるかに長いため、これは特に役立ちます。

ローバーはそれぞれ2つのアンテナを通信に使用します。1つは地球上のアンテナに向けて情報を送信するために自分自身を操縦できる高ゲインアンテナ、もう1つは高ゲインよりも低いレートであらゆる方向から情報を送受信できる低ゲインアンテナです。ゲインアンテナ。これらの通信はすべて、スペインのマドリッドのモハーベ砂漠とオーストラリアのキャンベラにある通信設備を備えたアンテナの国際ネットワークであるディープスペースネットワーク（DSN）で行われます。

次のページに進んで、ローバーが通常の日に何をするかを学びましょう。

不思議なことに強い

好奇心ローバー火星科学研究所を収容おおよそスピリットとオポチュニティの2倍のサイズです。長さ約10フィート（3メートル）、高さ7フィート（2メートル）のローバーは、重量が約2,000ポンド（900キログラム）で、火星の岩の多い地形で車両のバランスをとる「ロッカー」サスペンションで設計されています。

ローバーは毎朝正確に時計を殴っているわけではありませんが、機器とステータスデータとともに画像を地球のボスに送り返します。

科学者はデータから外挿して、高利得アンテナとの直接通信の3時間のウィンドウの間にローバーにコマンドを送信します。その後、ローバーは20時間自力でコマンドを実行し、2つの頭上の衛星に画像データを送信します。ローバーの司令官は、新しい岩に向かって移動する、岩を粉砕する、岩を分析する、写真を撮る、または他の機器で他のデータを収集するように指示する場合があります。

ローバーと科学者はこのパターンをおそらく90日間繰り返します。その時点で、ローバーの力は減少し始めます。また、火星と地球はどんどん離れていき、コミュニケーションが難しくなります。最終的に、ローバーは通信するのに十分な力を持たないか、遠すぎるか、機械的な故障に遭遇し、ミッションは終了します

しかし、私たちの使命はまだ終わっていません。次のページに移動して、火星探査アドベンチャーの最新の追加についてすべて学びましょう。

2011年11月、NASAは火星科学研究所を立ち上げました。火星科学研究所は、火星が地球上の生命の「居住性」をサポートできるかどうか、またはこれまでにサポートできたかどうかを理解するのに役立つ有機化合物または条件について土壌と岩石を研究するように設計されています。 。マーズサイエンスラボラトリーは、実際にはローバーキュリオシティの機能であり、サンプルを収集して分析する科学機器を収容しています。

2004年、NASAは、実験室に含める調査と機器について、いくつかの異なる提案を選択しました。米国とカナダに加えて、スペインとロシアもミッションに楽器を持っています。スペインは、大気と紫外線を調査するために設計されたローバー環境監視ステーションを研究しています。ロシアは、惑星の表面下の水素を測定し、水または氷を示すDynamic Albedo ofNeutrons機器を供給しました。

火星のサンプル分析と呼ばれる一連の機器がサンプルを分析します。（創造的な命名は一般に科学的使命の優先事項ではありません。）ローバーの腕がサンプルをすくい上げた後、ガスクロマトグラフ、質量分析計、レーザー分光計が炭素含有化合物と同位体比を測定します。火星。アルファ粒子X線分光計は、さまざまな元素の量を測定します。

また、実験室には次の便利な機器が搭載されています。

しかし、正直に言うと、火星科学研究所の最もクールな部分はおそらくChemCamであり、「レーザーパルスを使用して、最大7メートル（23フィート）離れた火星の岩や土壌ターゲットから物質の薄層を蒸発させます」[出典：火星科学ラボの事実]。望遠鏡がレーザーが何を照らすかを示している間、それはどの原子がビームに反応するかを決定します。彼らは、科学者がローバーに旅行したり、拾ったりしたいものを正確に決定するのに役立ちます。それを超えて、ロボットにレーザーを搭載するのはとてもクールです。

私たちの最も近い惑星の隣人についてもっと知りたいと思ってまだ土地をさまよっているなら、次のページに移動して、勇敢な火星探査車がどのように機能するかについてもっと多くの情報を学んでください。

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