惑星科学10年計画、火星サンプルリターンや外惑星ミッションを支持(spacenews翻訳4/19-1)
エンケラドスの噴煙
ワシントン - 次の10年の惑星科学の優先順位を概説する研究は、火星からのサンプルリターンの努力の継続を支持する一方で、NASAは天王星と土星の氷の衛星へのミッションを追求することを推奨しています。
全米アカデミーの委員会によって作成され、4月19日に発表された惑星科学十年計画の最終報告書は、地球近傍天体を追跡する宇宙望遠鏡、生命の証拠を探すための火星着陸機、宇宙飛行士によって戻されるサンプルを収集する月探査機に関する作業を推奨しています。
「この報告書は、次の10年間に惑星科学、宇宙生物学、惑星防衛のフロンティアを前進させるための野心的だが現実的なビジョンを示している」と、この10年計画の運営委員会の共同議長であり、サウスウエスト研究所の惑星科学部門の副所長であるロビン・カナップ氏は、この10年計画についての声明の中で述べています。
2011年に行われた前回の惑星科学10年計画では、最優先の大型ミッション、つまりフラッグシップミッションとして、地球に持ち帰るサンプルを収集するための火星探査機を推奨しました。
NASAはこの勧告をMars 2020ミッションとして実施し、そのローバー「Perseverance」が現在火星でサンプルを収集しています。
10年計画ではNASAがマーズ・サンプル・リターン (MSR)の後期計画を継続することを推奨しています。
これは欧州宇宙機関と共同で開発中のミッションで、2030年代初頭にサンプルを採取し、火星の軌道に打ち上げ、地球に帰還させるものです。
「この10年間におけるNASAのロボット探査の取り組みの中で、最も科学的優先度が高いのは、マーズ・サンプルリターンを、現在の範囲を増やすことも減らすこともなく、現実的に可能な限り早く完成させることだ」と、報告書は言っています。
しかし、この報告書では潜在的なコストの増加について警告しており、マーズ・サンプルリターンの取り組み全体について53億ドルという現在の見積もりを引用し、この数字はNASAが以前に公表していないものであるとしています。
MSRのコストは「惑星ポートフォリオの長期的なプログラムバランスを損なうようなことがあってはならない」と報告書は述べ、もしコストがその見積もりより20％以上増加した場合には、NASAは議会に「予算増額」を求めるように勧告しています。
10年計画では、火星を他のフラッグシップミッションとは別に扱っています。
この報告書では、天王星探査機と探査機（Uranus Orbiter and Probe）を最上位のフラッグシップ・ミッションとして推奨しており、軌道に乗り、惑星とその環と月を調査し、さらに惑星の大気圏に探査機を投入する計画です。
天王星は、1986年にボイジャー2号が通過した際に、一度だけ探査機が訪れたことがあります。
報告書は、天王星を「太陽系で最も魅力的な天体のひとつ」とし、「氷惑星全般、特に天王星系に関する我々の知識を一変させるだろう」と述べています。
推定費用42億ドルのこのミッションは、ファルコンヘビーまたは同様の重量物運搬船で早ければ2031年に打ち上げられ、13年後に木星の重力アシストを使って天王星に到着する可能性があります。
このミッションは、土星の衛星エンケラドスに探査機を送り、地下に海があり、地殻を突き破って宇宙空間に噴出する噴煙を持つ氷の世界を調査するものです。
「エンケラドゥスの状況は、海洋世界の居住可能性を直接調査し、人が住んでいるかどうかを評価することを可能にする」と報告書は述べています。
エンケラドス・オービランダーは、エンケラドスの軌道を1年半かけて周回し、その噴煙を採取した後、2年間のミッションで着陸し、生命の痕跡を探す物質を調査する予定です。
このミッションの推定コストは49億ドルで、2030年代後半にSLSまたはファルコン・ヘビーで打ち上げられ、2050年代初頭に着陸する可能性があります。
報告書は、エウロパ着陸船、水星着陸船、海王星の軌道船と探査機、そして金星探査機（軌道船、着陸船、惑星の大気圏内で活動する「エアロボット」）の4つの主要なミッションコンセプトを検討しています。10年後の調査では、コストや技術的な準備の問題から、これらのミッションは承認されませんでした。
ニューフロンティア、火星と月
10年ごとの調査では、NASAの中型惑星科学ミッションであるニューフロンティアの将来のミッションの候補地が選ばれました。
この10年の間に行われるNew Frontiers 6ミッションでは、木星と海王星の間を回る氷の天体ケンタウルスへのミッション、小惑星帯最大の天体セレスからのサンプルリターンミッション、彗星サンプルリターンミッション、エンケラドスを何度もフライバイする宇宙船、物理学的データを収集する月着陸船のネットワーク、土星探査機、タイタン軌道船、金星の大気の原位置調査ミッションなどのコンセプトを提案しました。
2030年代前半から半ばにかけて行われるであろう次のニューフロンティア・コンペティションでは、ニューフロンティア6で選ばれたものを除いて、同じミッションテーマを含み、海王星の最大の衛星トリトンへのミッションが追加される予定です。
また、開発中のタイタンへのドラゴンフライ・ミッションなどの経験を反映し、ニュー・フロンティア・ミッションのコスト上限を16億5000万ドル（2025会計年度ドル換算）に引き上げることも提言しています。
火星に関しては、MSRが2020年代後半にその支出のピークを過ぎたら、NASAはマーズ・ライフ・エクスプローラーと呼ばれる着陸機ミッションの作業を開始するよう勧告した。この着陸船は、報告書では「想定されるミッションのコンセプト」と表現されているが、21億ドルの費用がかかり、2030年代半ばに打ち上げられる予定です。
月の研究は、早ければ2025年に予定されている有人着陸のアルテミスシリーズとの相互作用が含まれると、10年計画では述べています。
「有人探査プログラムに科学をうまく組み込むことは、歴史的に課題であり、アルテミスでも同様である」と報告書は述べています。
「現在、科学的要件はアルテミスの能力を推進するものではありません。しかし、委員会の見解では、アルテミスが画期的で10年レベルの科学をサポートすることが不可欠です」
これを実現する一つの方法は、ロボットと人間の探査能力を組み合わせることです。
この報告書はEndurance-Aと呼ばれるミッションコンセプトを支持しています。
ローバーは盆地を2000キロメートル移動し、100キログラムのサンプルを収集します。
これらのサンプルは、有人飛行の「アルテミス」ミッションで地球に戻される予定です。この19億ドルのミッションは、ロボット探査機とサンプルリターン宇宙船の両方を使用する代替案よりも10億ドル安く、約2キログラムの物質しか戻ってこないことになります。
惑星防衛と予算
惑星科学10年計画では、NASAにおける惑星防衛プログラムの見直しも行われました。
2005年の議会で設定された、140m以上の地球近傍天体（NEO）の90％を発見するという目標を達成するための継続的な作業を支持しました。
しかし、NASAはできるだけ多くの小さな天体を発見する努力もするべきだと付け加えています。
10年計画では、NEOサーベイヤーミッションの継続を支持し、NEOをより効果的に探索するための宇宙望遠鏡の「タイムリーな打ち上げ」を要求しています。この勧告は、2023年度の予算案でNEOサーベイヤーの予算が削減され、2026年の打ち上げが少なくとも2年延期された数週間後に行われました。
NEOサーベイヤーの後、10年計画ではNASAに50mから100mの地球近傍天体への「迅速な対応」ミッションを追求することを提言しています。「そのようなミッションは、短時間で警告を発するNEOの脅威に備えるために、フライバイの特性評価方法の能力と限界を評価すべきである」と、それは述べています。
10年計画は、そのすべての勧告を収容するために、2つの予算プロファイルを提供しました。
「レベルプログラム」は2023年から2032年までNASAの惑星科学予算が毎年2％成長することを想定しており、「推奨プログラム」は10年間の全体の支出を17.5％増加させるとしています。
後者のプロフィールはこの報告書で概説されたコミュニティの最優先事項を捕らえ、願望的であり刺激的であると報告書は述べています。
両プロファイルとも、火星サンプルリターンと現在進行中のフラッグシップクラスミッションであるエウロパクリッパー、さらに惑星防衛、月探査プログラム、比較的低コストの惑星ミッションであるディスカバリーシリーズに十分な資金を提供するものです。
提言されたプログラムでは、研究とニューフロンティア・ミッションのための追加資金が提供されます。推奨プログラムでは、2030年代初頭に打ち上げられる天王星基幹ミッションに全額資金を提供し、エンケラドス・オービランダーの作業を開始します。一方、水準プログラムでは、天王星ミッションは2030年代後半に延期され、エンケラドスミッションには一切資金が提供されません。
「要約すると、レベルプログラムに関連する削減は、推奨プログラムに比べて科学的リターンが著しく低く、バランスの悪いポートフォリオになる」と報告書は述べています。
昨年11月に発表された天体物理学の10年後調査のように、惑星科学の10年後調査も「専門家の状態」評価を含んでいます。報告書では、惑星科学コミュニティの人口統計学的情報をより多く収集し、機会を拡大し、NASAがミッションや参加する会議の行動規範を実施するなどの偏りに対処するためのステップを推奨しています。
アリゾナ州立大学惑星科学教授で、10年調査運営委員会の共同議長であるフィリップ・クリステンセン氏は、「科学的理解は我々のコミュニティの活動の主要な動機であるが、我々はまた、我々のコミュニティの最も重要な資源、惑星科学と探査ミッションを推進する人々に関する問題に大胆に取り組むよう努力しなければならない」と述べています。
「この分野への幅広いアクセスと参加を保証することは、科学的な卓越性を最大限に引き出し、宇宙探査における国の継続的なリーダーシップを守るために不可欠です」
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