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宇宙ドローン初飛行へ!火星でヘリコプターを飛ばす難しさ

NASAが開発し、火星で活動を始めた新型探査ローバー「パーサヴィアランス」。

この探査機には史上初の試みとして宇宙ドローンが搭載されており、火星の地で飛行をしようとしています。

地球ではすっかりお馴染みになって、様々な場所で活躍しているドローンですが、これを火星で飛ばすとなると地球のようには行かず、相当難しいと言います。

何故、火星でドローンを飛ばすのが難しいのか?
今回は、この点に触れてみたいと思います。

新型の火星探査機に搭載された火星ヘリコプターとは?

2021年2月に火星の地に降り立ったNASA・マーズ2020ミッションの火星探査ローバー「パーサヴィアランス」。

パーサヴィアランスが降り立った場所は、かつて火星で豊富な水を湛えていた湖だったとされる「ジェゼロ・クレーター」の中。

つまり、水があったのであれば、そこには何らかの生命の痕跡が残っているのではないか?と考えられた上で、それを見つけようという重要な任務を課され、パーサヴィアランスは探査に当たっています。


「画像参照:NASA / JPL-Caltech」

パーサヴィアランスはローバーですので、自由に火星地表を動き回り、イメージ図のように多少の凸凹した場所も問題なく走行する事が出来、移動をしながら間近で火星の探査を行う事が出来ます。

しかし、その行動範囲はそれほど広くなく、遠方まで行動する事は困難。
更に、探査の視点も限られたモノになって来るため、それを補うにはどうしたら良いか?として考えられたのが、火星でドローンを飛ばす事でした。

そして今回、実験機としてパーサヴィアランスに搭載されたのが、小型ヘリコプター「インジェニュイティ」でした。

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火星で飛ぶために開発されたインジェニュイティの性能

史上初の宇宙ドローンとして開発された小型ヘリコプター・インジェニュイティ。

重さは1.8キロで大きさは50センチ(高さ)ほど、2枚のプロペラの長さは1.2メートル。
地球で使われているドローンの大きさとあまり大差はありません。

ちなみにインジェニュイティには、「創意工夫」や「発明の才」の意味があるそうです。


「画像参照:実際の火星の大地に立つインジェニュイティ(NASA / JPL-Caltech)」

インジェニュイティのプロペラは、太陽電池とバッテリーでモーターを毎分2,500回転させ、火星の上空を飛べるように設計されています。

しかし、今回搭載されたインジェニュイティは実験機ですので、実際に火星の探査に使うというより飛行実験が主な目的。

そなため、それほどの飛行能力はなく最大飛行時間は90秒。

飛行距離は300mほどで、最高高度は約5m。

また、地球から遠隔操作を行うとかなりの時間差が生じるため、予めプログラムしたコマンドに従い自立で飛行出来るようになっています。


「画像参照:NASA/JPL-Caltech」

火星でドローンを飛ばすのは超困難!

史上初の宇宙ドローン・インジェニュイティ。

この機体を火星で飛ばすとなると、技術的にもかなりの困難があります。

それは、実際に上昇する高度が5メートルの低空であっても、火星の大気圧は地球の100分の1程しかなく、地表でも地球での高度3万メートルに相当する大気の薄さです。

実際、地球上においてもプロペラで飛ぶヘリコプターの最高到達高度は1万2,440メートル。

つまり、それの倍以上の高さにもなる気圧下で飛んだ事なんてないのです。

これだけ薄い大気の中では、機体の重さもなるべく軽くしプロペラは超高速で回転させないといけなく、また地球の3分の1程しかない火星の重力下で、どのように飛行するのか?実際に飛ばしてみないとわからないと言います。

なお、インジェニュイティの初飛行はNASAのライブ中継があるそうで、コチラ↓で視聴できるとの事。

「動画参照:YouTube (プライバシー ポリシー)

果たして史上初の宇宙ドローンの飛行は成功するのか?

課題は薄い気圧や低重力だけでなく、マイナス90度にもなるという火星の超低温もあります。

この極寒対策には、電子部品が凍りつかないよう内部ヒーターで機体を温めているそうですが、そのヒーターの電源も火星に降り注ぐ太陽光だより。

そのため、日中の陽が高い時間帯だけしか飛ばす事が出来ないという欠点があります。

課題の多い宇宙ドローン飛行実験ですが、成功すれば火星だけでなく他の天体でも、ドローンが活躍できる可能性が広がるかも知れません。

最後までお読みいただき、ありがとうございます。

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