火星の衛星から砂持ち帰る計画 探査機「MMX」20日打ち上げへ | NHKニュース

火星の衛星「フォボス」から砂を地球に持ち帰る日本の探査機「MMX」は、H3ロケットに搭載され、20日に鹿児島県の種子島宇宙センターから打ち上げられます。

MMXは、世界で初めて火星の衛星フォボスに着陸して表面の砂を採取し、地球に持ち帰る日本の探査機で、JAXA＝宇宙航空研究開発機構が553億円をかけて開発しました。

20日、午前4時41分3秒に鹿児島県の種子島宇宙センターからH3ロケット10号機で打ち上げられる予定です。

探査機には、フォボスに着陸するための4つの脚が取り付けられ、表面の砂を採取する装置やさまざまな観測機器が搭載されています。

また、NHKとJAXAが共同で開発したスーパーハイビジョンカメラが搭載されています。

打ち上げ後は1年ほどかけて火星付近に到着し、「火星の月」とも呼ばれるフォボスの探査などを3年間続けたあと、2031年度にフォボスの砂を地球に持ち帰る計画です。

JAXAはMMXの運用を通じて火星圏での探査技術を獲得するとともに、科学的な観測や砂の分析から火星の衛星の起源などを明らかにしたいとしています。

MMXは、英語で火星衛星探査を意味する「Martian Moons eXploration」の頭文字などを取って名付けられています。

JAXA＝宇宙航空研究開発機構が553億円をかけて開発し、探査機のシステムは三菱電機が担当しています。

高さおよそ5.3メートル、重さ4.4トンあまりで、日本の宇宙探査機としては最大級の大きさです。

探査機の機体は3つの部分から構成され、▽フォボスに向かう際に使うエンジンや燃料を載せた「往路モジュール」、▽着陸するための4つの脚や表面の砂を採取する装置、さまざまな観測機器が搭載された「探査モジュール」、それに、▽砂を地球に持ち帰るカプセルなどが搭載された「復路モジュール」が連結された状態でロケットに搭載されて打ち上げられます。

このうち、「往路モジュール」と「探査モジュール」は役目を終えた時点で切り離され、最終的に「復路モジュール」に搭載された砂の入ったカプセルが地球に帰還する計画です。

MMXは、日本が主導する国際共同ミッションとして計画されていて、NASA＝アメリカ航空宇宙局が開発した砂の採取装置や、フランスとドイツの宇宙機関が開発した小型の探査車などを搭載しています。

H3ロケットで火星へ向かう軌道に投入されたあと、1年近く往路の飛行を続け、2027年の夏ごろ火星付近に到着します。

着陸したらロボットアームを動かして先端についた筒状の装置で砂を採取し、深さ2センチ以上のところから10グラム以上を採取することを目指しています。

その後、1年近くかけて地球を目指す復路の飛行に入り、2031年度にフォボスの砂が入ったカプセルを地球に帰還させることになっています。

これまで火星の衛星から砂を持ち帰った例はなく、MMXが世界初の「サンプルリターン」を成し遂げるのか注目されています。

MMXの重要な目的の1つは、火星の衛星フォボスがどのようにできたか、その起源を明らかにすることです。

フォボスは「火星の月」とも呼ばれ、火星からおよそ6000キロ離れたところをまわる、直径20キロほどの小さな天体です。

これまで本格的な探査が行われたことはなく、宇宙開発の分野で「太陽系で最も重要な未踏峰」とも呼ばれています。

この衛星の起源をめぐっては、「捕獲説」と「巨大衝突説」という2つの仮説があり、現在も議論が続いています。

このうち捕獲説は、かつて小惑星などが太陽系の内側に向かって移動する途中で火星の重力にとらわれ、火星を周回するようになったという説です。

一方の巨大衝突説は、小惑星などが火星に衝突しその破片が集まって現在のフォボスがつくられたというものです。

今回の探査では、MMXが取得する科学的なデータを通じて、フォボスの起源をめぐる議論に決着をつけ、太陽系の成り立ちを明らかにしていくことを目指しています。

火星はこれまでに何度も隕石の衝突を受けていて、火星からおよそ6000キロと比較的近いところを回るフォボスの表面には、隕石の衝突などで飛び散った火星由来の砂が降り積もっていると考えられているからです。

東京科学大学地球生命研究所の玄田英典教授が行ったシミュレーションによりますと、フォボスの表面には火星由来の砂が1000粒に1粒程度、含まれていることが判明したということです。

火星をめぐっては、これまでの探査の結果、水や有機物が存在していたとされ、MMXが持ち帰る火星由来の砂の分析を通じて生命の痕跡が見つかることも期待されています。

シミュレーションを行った玄田教授は「かつての火星には地球のような大きな海があり、MMXの持ち帰るサンプルから微生物の死骸や痕跡が見つかる可能性はある。どのような環境がそろうと生命が誕生するのか、そうした謎に科学的に迫りたい」と話していました。

MMXはフォボスに着陸し、2時間半ほど表面にとどまって多くの砂を採取する計画です。

フォボスの重力は地球の2000分の1程度と極めて小さいため、着陸の際の衝撃でMMXの機体が跳ね返り転倒してしまうおそれがあります。

そこでチームは、跳ね返りを抑えるため4つの脚の内部に衝撃を吸収する役割を果たす「ハニカム構造」を導入しました。

蜂の巣のように六角形が隙間なく並ぶこの構造をいわばクッションとして脚の内部に取り付けることで、フォボスの表面にMMXの機体を無事に降ろせると考えたのです。

チームはこの構造が機能するか確かめるため、探査機を開発する企業の工場にフォボスの重力に似た環境を人工的につくり、4つの脚を砂の上に着陸させる試験をあわせて15回行いました。

その結果、十分に機能することがわかり、こうした試験などを通して高い確率で安全に着陸できることを確認したということです。

開発責任者 JAXA 川勝康弘プロジェクトマネージャ「開発当初、着陸は『そう簡単なことではない』と認識させられたが、着陸する地点や条件を選べばうまくいくだろうという確固たる自信がついた。本番では、傾斜や凹凸が少ない地点を探した上でそこに機体をきちんと誘導させるなどして着陸を成功させたい」

MMXには、NHKとJAXAが共同で開発したスーパーハイビジョンカメラがあわせて2台搭載されています。

このうち8Kカメラは探査機の進行方向に向けられていて、火星やその衛星の高精細撮影やフォボスへの着陸時の撮影を主な目標としています。

また、4Kカメラは探査機の側面方向に向けられていて、フォボスへの着陸や着陸後のフォボス表面の撮影などを主な目標としています。