火星への厳格な有人火星探査

厳格な有人火星探査：NASAの低コスト有人火星探査構想

NASA（アメリカ航空宇宙局）が提唱する「厳格な有人火星探査（Austere Human Missions to Mars）」は、従来の火星探査計画を大幅に見直し、コストを削減しつつ、実現可能性を高めることを目指した有人火星探査の概念です。この計画は、2009年に発表された火星設計リファレンスミッション（DRA）5.0を基に、さらに低コスト化とリスク低減を追求したものです。

計画の概要

「厳格な有人火星探査」は、長期滞在型の有人火星探査を想定しており、以下のような特徴があります。

事前に物資を火星に輸送する
エアロキャプチャー技術を活用した軌道投入と推進力の確保
限られた現地資源の活用

この計画では、技術的にも財政的にも保守的なアプローチが採用されており、従来の計画と比較して年間予算や総予算のピークが低く抑えられています。また、4年ごとに4人の乗組員を派遣する計画ですが、DRA 5.0と同じ主要な目標を達成することができます。これは、DRA 5.0から一部の要件を縮小したものであり、科学的な探査の観点からは十分な成果が得られるとされています。

コスト削減と簡素化

コスト削減と簡素化は、主に以下の方法で実現されています。

高リスクまたは高コストの技術開発を回避する
開発と生産の共通化を最大化する

具体的には、以下のような点が挙げられます。

展開型の減速機を使用しない鈍体型の突入機を使用する。
エアロキャプチャーの代わりに空力ブレーキを使用して、乗組員を火星の低軌道に投入する。
極低温で扱いが難しい液体水素の使用を避ける。
着陸船と上昇機に標準的な二元推進剤を使用する。
原子炉や大規模なソーラーアレイの代わりに、放射性同位体熱電気発電機を使用する。
火星基地の建設と維持のために、複数のアレスVロケットを使用する。

ミッション構成

このミッションは、以下の基本的な機器で構成されています。

1. 乗員探査船（CEV）: 乗組員を地球軌道に打ち上げ、トランジットハブにドッキングし、帰還時に地球に降下する。
2. 火星輸送ハビタット（TransHab）: 乗組員を火星軌道に運び、帰還まで滞在する。放射線から保護されており、最大3年間、4人の乗組員をサポートできる。
3. 火星降下/上昇ビークル（DAV/MAV）: 乗組員を軌道から火星表面に、またはその逆に輸送する。
4. 予備消耗品モジュール（CCM）: 使い果たした場合は投棄可能な消耗品を搭載する。
5. 火星表面ハビタット（SurfHab）: 乗組員が惑星で生活するために使用される施設。事前に火星に輸送される。
6. 表面電力およびロジスティクスモジュール: 火星表面での活動に必要な基本的な設備を提供する。こちらも事前に輸送される。

関連技術

この計画に関連する技術として、以下のようなものが挙げられます。

スターリング放射性同位体発電機：放射性同位体を熱源とした発電機

関連ミッション

この計画に関連するミッションとして、以下のようなものが挙げられます。

火星設計リファレンスミッション：NASAが過去に検討した火星探査計画の基礎となるミッション

まとめ

「厳格な有人火星探査」は、NASAが提唱する低コストかつ実現可能性の高い有人火星探査の概念です。従来の計画と比較してコストやリスクが低減されている一方で、科学的な探査目標は十分に達成できると考えられています。この計画は、今後の有人火星探査の重要な足がかりとなるでしょう。

参考資料

参考文献:
火星への有人ミッション：NASAの計画、提案、有人火星探査に関する現在の考え方と進行中の研究、ロボットの前駆体、科学の目標、設計参照ミッションの包括的なコレクション（2012）
外部リンク:
NASA-DRA 5.0
火星設計参照アーキテクチャ5.0の人間による探査に関するコメント

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