火星衛星探査計画

火星衛星探査計画 (かせいえいせいたんさけいかく、) は、2024年度による打ち上げを目指している宇宙航空研究開発機構 (JAXA) 主導による数か国の国際共同深宇宙探査計画。火星の衛星フォボスとダイモスを観測し、そのうちフォボスからサンプルを採取して地球へ帰還すること (サンプルリターン) を想定している。打ち上げにはH3ロケットを使用する。総開発費は464億円を見込む。

ミッション概要 

2024年9月打上げ、2025年8月火星周回軌道投入、2029年9月地球帰還の約5年と想定して計画されている。探査機は火星を周回する軌道に入ってから、フォボスを周回するQSO（模擬周回軌道、Quasi Satellite Orbit）に移り、搭載機器によるフォボスのリモートセンシング観測を行う。そして、1回もしくは2回探査機の持つ脚で着陸して表層の砂 (レゴリス) を採取する。1回のサンプリングで 10 g 以上のサンプルを採集することを目標としている。これはロボットアームとコアラー機構を組み合わせたシステムにより行われる。またガスを利用したニューマティックサンプラーも搭載し、サンプルを取得する。サンプルを取得後、地球に帰還する前にダイモスをフライバイ観測することも計画している。

ミッションの目的 
科学・工学の両面から以下の目的を検討している。

理学 
火星の衛星の起源には「小惑星が火星に捕獲されたもの」とする捕獲説と、「火星への巨大衝突によって生じた破片が集合して形成されたもの」とする巨大衝突説の2つがあり、サンプルリターンや分光学的探査によってその起源を明らかにすることを大きな目的としている。
 火星の衛星が、小惑星が捕獲されたものか、火星への巨大衝突で生じた破片が集合し形成されたものかを明らかにし、火星そして地球型惑星の形成過程に対する新たな描像を得る。
 フォボスの起源が小惑星捕獲なのか巨大衝突なのかを明らかにする。
【フォボスが小惑星捕獲起源の場合】地球型惑星領域へ供給される始原物質の組成とその移動過程を解明し、火星表層進化の初期条件を制約する。
【フォボスが巨大衝突起源の場合】地球型惑星領域における巨大衝突と衛星形成過程を理解し、火星の初期進化過程に及ぼす影響を評価する。
 ダイモスの起源に新たな制約を加える。
 火星衛星および火星の変遷をもたらすメカニズムを明らかにし、火星衛星を含めた「火星圏」の進化史に新たな知見を加える。
 火星圏における衛星の表層進化の素過程に関する基本的描像を得る。
 火星表層変遷史に新たな知見と制限を加える。
 火星気候の変遷に関わる火星大気物質循環のメカニズムに制約を与える。

工学 
 宇宙探査を先導する技術を獲得する。
 火星圏への往還技術および惑星衛星圏への到達技術を獲得する。
 火星衛星表面への到達技術・滞在技術および天体表面上での高度なサンプリング技術を獲得する。
 新探査地上局との組合せに最適な通信技術を獲得する。

経緯 
 「太陽系生命環境の誕生と持続に至る条件としての前生命環境の進化の理解」を大目標とする惑星科学コミュニティは、火星衛星からのサンプルリターンを最重要ミッションであると掲げ、火星衛星探査検討チームを立ち上げた。
 2015年の宇宙科学・探査小委員会において、JAXA宇宙科学研究所から火星衛星サンプルリターン計画が提言された。この時点では往路モジュール、復路モジュールは化学推進系または電気推進系の組み合わせ3種類が検討されていた。
 宇宙科学研究所の小惑星探査戦略に、DESTINY+などと同じく位置づけが明確化された。

国際協力 
アメリカ航空宇宙局 (NASA)、ドイツ航空宇宙センター (DLR)、フランス国立宇宙研究センター (CNES) 、ヨーロッパ宇宙機関 (ESA) も参加する日本主導の国際ミッションでもある。

NASAからはガンマ線・中性子分光計（名称MEGANE）が提供され、MMXに搭載される。開発を担当するのは、ジョンズ・ホプキンズ大学応用物理研究所である。

CNESとDLRは、小惑星探査機はやぶさ2に搭載した小型着陸機MASCOTの後継として小型ローバーを開発し、MMXに搭載する。小型ローバーはMMXの着陸より前に火星衛星表面に降り立ち、表面レゴリスの組成を分析し、MMXのミッションリスクを軽減するとともにミッションを最適化する。またMASCOTでは一次電池であったが、小型ローバーには太陽電池が搭載され、数ヶ月の表面観測が可能となる。

2019年6月18日、JAXAとDLRは協定を結び、MMX探査機に搭載する小型ローバーのCNESとの共同検討の他、ドイツ国内の落下塔を使用した実験機会を提供することや、サイエンスを通じたドイツ科学者の参画を支援することが取り交わされた。

2019年6月27日、JAXAとCNESはMMX探査機に搭載する近赤外分光計（MacrOmega）、飛行力学の知見、小型ローバーの提供を受けることについて、開発に向けた準備段階の共同検討を行うことに合意した。

2020年9月10日、JAXAとNHKは4K・8Kカメラを共同開発することを発表した。一定間隔で撮影した画像は、一部を地球に伝送して滑らかな映像にし、オリジナルのMMXカプセル内のメモリーに記録し地球に持ち帰ることを計画している。

その他 
 「名探偵コナン ゼロの執行人」では、MMXに外観が酷似した無人探査機「はくちょう」が登場する。
 2019年5月、2025年開催予定の2025年日本国際博覧会で、MMXが撮影した火星の映像を生中継する構想があると、宇宙科学研究所所長國中均から発表された。

脚注

注釈

出典

関連項目 
 火星探査機
 宇宙探査機
 のぞみ (探査機)
 火星の衛星

外部リンク 
 火星衛星探査計画（MMX） | 科学衛星・探査機 | 宇宙科学研究所 - ISASの MMX ウェブサイト
 MMX - Martian Moons eXploration - JAXA の MMX ウェブサイト
 
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