火星衛星探査MMX「緊迫の134分間」の全貌、世界初に挑むJAXAの“綿密すぎる”作戦とは(2/2)

サンプル採取の方法は？

　MMXサンプリングのミッション要求は、「2センチメートル以上の深さから10グラム以上の試料を採取すること」となっている。表層の風化していない新鮮な物質と、過去の地質学的記録を保持したサンプルを確実に確保するため、日本とNASA（米国航空宇宙局）が提供する2方式の採取装置を組み合わせることで、成功率を高める狙いだ。

　日本側が開発したロボットアーム式の表面採取装置「C-SMP」は、探査機が着陸してマニピュレータ（CRMS：Corer Manipulator System）の先端にある中空のシリンダー（コアラー）をフォボス地表面に差し込み、表面下の土壌ごとくり抜く形で10グラム以上を採取する。もしも目標地点が岩などで硬い場合は、別の柔らかい地点を探して確実に採取するシーケンスも組み込まれている。


　NASAが提供する、高圧ガスの噴射を利用した採取装置「P-SMP」は、小惑星探査機「OSIRIS-Rex」で実証された技術。探査機の着陸脚に搭載され、フォボス表面との距離が10センチメートル以下の状態で作動する。ガス噴射によってレゴリス（注）を巻き上げて収集する方式で、短時間の滞在でも確実に物質の一部を捕集することができる。

【134分】着陸から離陸までの「綿密すぎるシナリオ」

　機体開発と並行して、ミッションの主要イベントは綿密な運用計画が検討されている。その緊迫感が伝わる、サンプル採取のシーケンスの検討例を紹介しよう。着陸からサンプル採取、離陸まで134分にわたる緊張の瞬間のシナリオである。

※第69回宇宙科学技術連合講演会「4M09 火星衛星探査計画MMXのLOWTによる着陸滞在運用検討状況」を基に筆者作成


　MMXの難しさは、フォボスからサンプルを採取する1つの技術だけにあるのではない。大型の探査機を火星周回軌道へ正確に投入し、通常の周回が難しいフォボスと擬周回軌道で並走しながら観測、着陸地点を選び、限られた滞在時間の中でサンプルを確実に採取して再び離陸する──それぞれの技術と運用を途切れなくつないで初めて、ミッションは成立する。

　とりわけ着陸後は、地表の状態を確認し、地球側で採取地点を判断してコマンドを送り、日本とNASAが開発した2方式の採取装置で試料を確保するまで、綿密なシーケンスが組まれている。「はやぶさ」「はやぶさ2」で培ったサンプルリターン技術を土台にしながら、その舞台を火星圏へ広げるMMXは、日本の惑星探査にとって技術的にも大きな一歩となる。