地上気温450度、潜水艦を押し潰すほどの高い気圧…過酷な金星の環境に耐える探査車を「超ローテク」でつくる NASAが試作機の開発に着手

 

 金星の地表はオーヴンの中で焼かれているような過酷さである。そんな環境に耐えられる探査車の開発にあたって、NASAはハイテク装備をなくして「超ローテクにする」という逆転の発想で進めることにした。

IMAGE COURTESY OF NASA/JPL-CALTECH

金星は心地よいところではない。地上の気温は450℃と、紙が自然発火するほど熱い。しかも、二酸化炭素、窒素、二酸化硫黄などからなる大気は、潜水艦さえ押しつぶされかねないほど気圧が高い(大気圧は地表で約90気圧、地球での水深900mに相当する)。

「金星についての表現で気に入っているのは、『家庭用オーヴンを、高熱でゴミを燃やすセルフクリーニングモードにして、しかもクリーナーで満たした状態』というものです」。こう語るのは、NASAで将来のための技術研究に資金を拠出する部門、NASA Innovative Advanced Concept(NIAC)で責任者を務めるジェイソン・ダーレスだ。「その描写でも、化学物質の毒性は金星の大気に及びません。温度も金星に負けています」

■金星でローヴァーを長もちさせるには

地球の隣にあるこの惑星は、人間が住めないだけでなく、ロボットにとっても過酷な環境だ。ロボットが前回、金星に降りたのは1985年のこと。当時のソヴィエト連邦が探査機「Vega(ヴェガ)2号」からランダーを送り込み、土壌に関するデータを収集したのだ。しかし、このランダーは56分間しかデータ伝送できなかった。

NASAジェット推進研究所(JPL)のエンジニア、ジョナサン・サウダーは、「惑星科学者たちの金星への関心は非常に高いものです。いまはデータがほとんどゼロなのですから」と語る。そこでサウダーはこの1年、同僚であるエヴァン・ヒルゲマンと共同で、数週間や数カ月とはいかずとも、数日間は金星で耐えられるローヴァーの開発に取り組んでいる。

ローヴァーを長もちさせるカギは何か。それは、ローテクに徹することだ。この「AREE(極限環境向け自動ローヴァー)」というローヴァーのコンセプトは、逆転の発想による問題解決の代表例といえるだろう。フレームのなかにハイテク電子機器を詰め込むのではなく、最小限の電子機器で動く機械式としたのである。

角張った戦車風のAREEは、トレッドを回転させて走行するので、起伏の多い金星の地形が問題にならない。そのトレッドの動力は風力タービンだ。金星の突風をこのタービンでとらえ、その力を内部のバネに蓄えてから、ローヴァーのさまざまなシステムに分配する。「大ざっぱにいえば、ゼンマイ仕掛けの玩具や時計のようなものです」とヒルゲマンは語る。

■人々の意識を変える「宇宙設計」

NASAが宇宙に送り出すローヴァーには、通常は最先端のセンサーや電子ツールが詰めこまれる。「NASAでは、できることは全面的に最大限にやります」とダーレスは述べる。

「ローヴァーを宇宙に送り出す以上、科学に貢献するような仕事を可能な限り多くこなせるようにしたいですから」。しかしこの考え方は、金星のような惑星ではうまくいかない。電子機器が短時間でフライのようになってしまうからだ。この厳しい環境に対処するため、サウダーとヒルゲマンは、AREEの機能を可能な限り単純にした。

火星ローヴァー「キュリオシティ」のような画像を利用したナヴィゲーションシステムはないが、AREEのトレッドは思わぬ凹凸に耐えられる。また、AREEはデータ通信に双方向の無線システムを使わず、シンプルな光学反射を使って、モールス信号のようにレーダーライトを光らせて周回軌道の衛星にデータを送る。

キュリオシティのデータ送信量が1日100万ビットなのに対し、AREEは1,000ビットの計画である。決してデータ送信能力に優れたシステムではないが、利点もある。ハイテクを犠牲にして頑丈さをとることで、先進的なローヴァーよりも稼働期間と活動範囲が拡大する、とNASAは予想している。集められるデータの詳しさでは劣るが、より幅広く情報を集められるというわけだ。

NIACが最近、AREE研究の新フェーズに資金を拠出したことで、AREEは3年かけて大まかなプロトタイプを制作できることになった。このプログラムは、10~50年にわたるアイデアの開発に焦点を絞っており、実際のミッションに対応する技術を開発しようというものではない。

そのため、AREEが金星に降り立つことはないかもしれないが、サウダーもヒルゲマンもそのことは気にしていない。ミッションに対応した技術の構築というよりも、宇宙における機器の設計について人々の考え方を変えようとするプロジェクトだと両氏はいう。

「センサーや電子機器を増やそうとするのが一般的になっていますが、賢いメカニズムを、どのようにしてうまく使うのかを考えてほしいのです」とヒルゲマンは語る。「わたしたちはミッションに対する人々の考え方を変えたいと思っています」