Yahoo! JAPAN

NASAのジェット推進研究所（JPL）とAeroVironmentの技術者たちが、2024年1月18日に行われた火星探査ヘリコプター「Ingenuity」の最後の飛行を詳細に調査している

この調査結果は数週間以内にNASAの技術報告書として発表される予定。Ingenuityは、30日間で最大5回の実験的な試験飛行を行う技術デモンストレーションとして設計され、他の惑星で初めて飛行を行った航空機だ。3年近くにわたり運用され、72回の飛行を達成し、予定の30倍以上の距離を飛び、合計2時間以上の飛行時間を記録した。

調査では、飛行中にIngenuityのナビゲーションシステムが正確なデータを提供できなかったことが、ミッション終了につながる一連の出来事を引き起こした可能性が高いと結論付けている。この調査結果は、将来の火星ヘリコプターや他の惑星で運用される航空機に役立つと期待されている。

最後の上昇

72回目の飛行は、Ingenuityの飛行システムを評価し、周辺エリアを撮影するための短時間の垂直ジャンプとして計画されていた。飛行データによると、Ingenuityは高度12メートルまで上昇し、ホバリングしながら画像を撮影。19秒後に降下を開始し、32秒後には地面に戻り通信が停止した。翌日、通信が再確立され、飛行から6日後に送られた画像は、ローターブレードが深刻な損傷を受けていることを示していた。

何が起きたのか

JPLのIngenuity初代パイロットであるハヴァード・グリップ氏は、次のようにコメントしている。

グリップ氏：1億マイル離れた場所で事故調査を行う場合、ブラックボックスや目撃者はいません。利用可能なデータから複数のシナリオが考えられるが、最も可能性が高いのは、地表のテクスチャが不足していたためにナビゲーションシステムが十分な情報を得られなかったというものです。

ヘリコプターの視覚ナビゲーションシステムは、下向きのカメラを使用して地表の特徴を追跡するよう設計されていたが、これは小石が多く平坦な地形で機能するよう想定されていた。この制限は最初の5回の飛行では問題にならなかったが、72回目の飛行では、ジェゼロクレーター内の急勾配で比較的特徴の少ない砂丘地帯で運用されていた。

この短いアニメーションは、NASAの火星ヘリコプター「Ingenuity」の後継機として提案されている「マーズ チョッパー」というコンセプトを描いている。このヘリコプターはまだ概念設計の初期段階にある。偵察に加え、このヘリコプターは科学機器を運び、探査機が到達できない地形を調査できる

飛行中のデータによると、離陸から20秒後、ナビゲーションシステムが追跡可能な地表の特徴を見つけられなくなった。飛行後に撮影された写真は、このナビゲーションエラーにより接地時に大きな水平速度が生じたことを示している。

最も可能性の高いシナリオでは、砂丘の斜面への激しい衝突がIngenuityを傾かせ、ローターブレードに設計限界を超える負荷をかけた結果、4枚全てのブレードが根元から3分の1ほどの部分で折れた。この損傷によりローターシステムに過剰な振動が発生し、1枚のブレードが根元から完全に外れた。また、過剰な電力需要が発生し、通信が失われる事態に至った。

NASAの火星探査ヘリコプター「Ingenuity」（右）は、回転翼機の最終飛行から約5週間後の2024年2月24日にパーセベランスが撮影した画像で、砂の波紋の頂点近くに立っている。インジェニュイティの回転翼ブレードの1つが、ヘリコプターの西約49フィート（15メートル）の地表に横たわっている（画像左） NASA/JPL-Caltech/LANL/CNES/CNRS

落ちても終わらない

72回目の飛行でIngenuityは地上にとどまることになったが、現在も毎週1回程度、パーサヴィアランスローバーに天候データや航空電子データを送信している。この天候情報は、将来の火星探査者に役立つ可能性がある。また、航空電子データは、火星の将来の航空機や車両設計に役立つことがすでに証明されている。

Ingenuityのプロジェクトマネージャーであるテディ・ツァネトス氏は、次のようにコメントしている。

ツァネトス氏：Ingenuityは、商用スマートフォン用プロセッサを深宇宙で使用した初のミッションです。設計から4年近く連続して運用しており、すべてが大きく重く放射線耐性が必要なわけではないことを示しました。

Ingenuityの耐久性に触発され、NASAの技術者たちは、火星サンプルリターンキャンペーンに使用可能な、小型で軽量な航空電子機器のテストを進めている。

さらに、火星用の新しいヘリコプターのコンセプト「Mars Chopper」についても研究が進められている。このヘリコプターは、Ingenuityより約20倍重く、数ポンドの科学機器を搭載可能。最大で1日に3キロメートル移動し、探査車では到達できないリモートエリアを自律的に調査することを目指している。

Ingenuityについて

Ingenuity火星ヘリコプターは、NASAのジェット推進研究所（JPL）によって製造され、NASA本部のために運用が管理されている。このプロジェクトはNASAの科学ミッション局によって支援されており、NASAエイムズ研究センターとNASAラングレー研究センターが開発中に重要な飛行性能分析と技術支援を提供した。主要な設計支援や部品提供は、AeroVironment、Qualcomm、SolAeroが担当。ロッキード・スペースが火星ヘリコプター配送システムを設計・製造した。NASA本部では、デイブ・ラヴェリーがIngenuityのプログラムエグゼクティブを務めている。

NASA