氷の月には、まったく別の種類のロボットが必要かもしれない
NASA支援の技術者たちは、車輪中心のローバーという発想を、制御されたポゴスティックに近いものへ置き換える初期段階のミッション構想を開発している。この構想はLEAP、正式にはLegged Exploration Across the Plainの略で、対象は土星の衛星エンケラドゥスへの将来ミッションだ。そこでは、小型ロボットが氷に覆われた地形を跳びながら、地下の隠れた海とつながる間欠泉から物質を採取できるかもしれない。
エンケラドゥスは、太陽系の中でもアストロバイオロジーにとって最も有望な場所のひとつになっている。明るい氷の殻の下には、全球規模の海が広がっている。衛星の南極付近では、「タイガーストライプ」と呼ばれる深い亀裂から氷の粒やガスの噴流が宇宙空間へ放出され、地下物質を事実上外へ運び出しているため、宇宙機や計測機器は地殻を掘り抜かずにそれを調べることができる。
この необыな環境こそがLEAP構想の理由だ。断片化し、滑りやすく、危険かもしれない地形向けに大型の車輪式ローバーを設計するのではなく、このプロジェクトは跳ぶために作られた機械を想定している。
LEAPの動き方
NASAの説明によると、このロボットの高さは約1フィート、重さはおよそ2ポンドになる。ばね駆動の脚、2つの車輪、そして内部のリアクションホイールを使って、転がり、姿勢を立て直し、長い弧を描くジャンプを行う。
この構想が注目されるのは、移動性能そのものを中心課題として捉えているからだ。エンケラドゥスは、ローバー走行が成熟した分野になっている火星とは違う。氷に覆われ、噴流活動によって形づくられた表面では、長距離のグリップに頼らず、何度も位置を変えられるロボットが求められるかもしれない。
そこで脚を使う設計が生きる。跳躍すれば、小型探査機は割れた地面や不整地を越え、興味深い堆積物に近づき、従来のローバーでは通過が難しい特徴のそばでも活動できる。自力で起き上がって再び跳べる能力も設計思想の一部であり、完璧に平坦な着地への依存を減らす。
SALTOから、そしてリスから着想
LEAPは、SALTOという実在の試作機を土台としている。見た目からは小さなポゴスティックや動くランプに例えられることもあるが、跳躍の仕組みはリスから着想を得ている。研究者たちは、リスが複雑な空間をどう移動するかを調べ、動物たちが特製のパルクールコースを進む様子を高速カメラで観察した。
Mashableの報道によれば、その研究は昨年 Science Robotics に掲載された成果につながった。したがって、エンケラドゥス構想は見た目の新奇さだけに支えられているわけではない。実証されたロボット工学のアイデアを、反復ジャンプが実験室の技巧ではなく有用な移動手段になり得る惑星探査の場へ拡張している。
NASAのInnovative Advanced Conceptsプログラムが、この初期段階でLEAPプロジェクトに資金を提供している。このプログラムは、まだ実飛行の判断まで数年かかるかもしれない独創的で将来志向のミッション案を支援するためのものだ。
エンケラドゥスが今も魅力的な標的である理由
科学的な魅力は明快だ。エンケラドゥスは、南極の裂け目から噴き上がる噴流を通じて、内部海洋の物質に直接アクセスできる。これらのジェットは、氷の厚さが何キロにも及ぶ層をまず掘り抜くことなく、海に由来する物質を採取できる太陽系でも最も明確な機会のひとつを提供する。
そのため、この衛星は地球外生命を探すうえで主要な標的となっている。噴流の多い地形を移動し、周囲の物質を収集・分析できる地表ロボットは、その大きな科学目標に自然に合致する。
LEAPはまだ承認されたミッションではない。Mashableの報道は、この跳躍ロボットが本当に土星へ向かうかどうかは、今後数年先に決まるミッション判断にかかっていることを明確にしている。しかし構想としては、惑星ロボティクスにおける大きな変化を映している。移動システムは、ひとつのローバーの型を流用するのではなく、それぞれの世界に合わせてますます特化しているのだ。
環境特化型設計を軸にしたミッション構想
この変化の背後には、強い工学的な理屈がある。どの惑星天体も異なる制約を課す。エンケラドゥスでは、低重力、氷の地面、活発な噴流の組み合わせが、最適な探査機の姿を変える。コンパクトなホッパーなら、そうした条件と戦うのではなく、それを活かせる。
LEAP構想はまた、ひとつの大型汎用車両よりも、小型で専門化されたシステムを好む傾向を示している。高さ1フィート、質量約2ポンドのロボットは、従来の大型フラッグシップローバーとはまったく異なる提案だ。これは、将来のミッションがリスク、展開、地表運用をどう考えるかに影響しうる。
概念段階においてさえ、この設計は探査技術が向かう方向について重要なことを示している。新しい世界には新しい移動戦略が必要であり、ある目的地に最適な惑星ロボットが、別の目的地ではほとんどばかばかしいほど不釣り合いに見えることもある。
コンセプト動画から長期的可能性へ
現時点では、LEAPはスケジュール済みのミッションというより、早期だが本格的な探査アイデアと理解するのが適切だ。その魅力は、明確な科学的目的と非常に具体的な移動手段の組み合わせにある。エンケラドゥスの噴流はこの衛星を科学的に価値あるものにし、その氷で不規則な地形は運用上の難しさを生む。LEAPは、この2つの問題を同時に解こうとする試みだ。
もしNASAや他の宇宙機関が将来、土星の海洋衛星に跳ぶロボットを送り込むなら、それはおそらく、この種の取り組みによって、探査システムは過去のミッションから受け継いだ前提ではなく、目的地そのものの物理に合わせて設計できることが示されたからだろう。
生命を探す場所として太陽系でも有数の候補かもしれないこの衛星にとって、それは注目しておく価値のあるアイデアだ。
この記事はMashableの報道をもとにしています。元記事を読む。
Originally published on mashable.com