NASAは最も暗い未知の領域に到達するために宇宙探査ロボットをケープコッドの海域に投下した

2018年9月にオルフェウス無人機がケープコッド沖から姿を現したとき、深海生物学者のティム・シャンク氏は安堵した。 4年半前、ウッズホール海洋研究所（WHOI）の科学者シャンクは、最先端の探査船押しつぶされるような深さの海に到達しましたが、車両は戻ってきませんでした。

砕けたプラスチックの破片だけが地上世界に漂着した。

今回、新しい探査ロボット Orpheus は最初のテストに合格しました。機械は人間の制御なしに、暗い海に 1 時間単独で潜りました。重要なことに、ドローンは戻ってきました。シャンクさんはオルフェウスの帰還に熱中し、海洋探検の同僚である映画監督で深海探検家のジェームズ・キャメロンにメールを送ったと語った。

「我々は戻ってきた」とシャンクは書いた。

NASA のジェット推進研究所とウッズホール海洋研究所 (WHOI) の科学者が協力して、海洋の最も深い未知の領域を探索できる小型自律型ロボット、オルフェウスを開発しました。将来的には、太陽系の地球外の海の世界を探索できる可能性があります。 、月のようにエウロパそしてエンケラドゥス。

これらの遠い領域では、ロボットと上空の人間を繋ぐテザーがなければ、そのような宇宙船は人間が操縦することなく単独でこれらの世界を探索し、地図を作成し、写真を撮ることができなければなりません。 NASAのロボット技術者、ジョン・ライヒティ氏はインタビューで、「あなたはそれを放っておいて、自然に成り立つままにしているのです」と語った。

NASAとウッズホールのより大きな計画は、未知の海域を訪れることができるオルフェウス1機を用意するだけでなく、好奇心旺盛なサメの群れのように深海を探索するオルフェウスの艦隊を持たせることである。

地球上では、オルフェウスは、水深 6,000 メートルから 11,000 メートル (20,000 フィートから 36,000 フィート) の深さに及ぶ海洋の極度の圧力と真っ暗な海域に突入するように設計されています。

「そこに誰が住んでいるのかという根本的な疑問がいくつかある」とシャンク氏は語った。 「まさに、異星ではない異世界です。」

これらの地図に載っていない地域は、海の暗い海溝の中に位置し、太平洋の深い中央部の広大な帯を構成しています。

「これはオーストラリアの半分以上の広さの地域ですが、まだ調査されていません」とシャンク氏は語った。

2018年秋のオルフェウスの初走行中、オーシャンX探査船アルシアウッズホールを出て、ケープコッド沖へ向かいました。そこで乗組員はテザーを解放する前にドローンを水中に降ろし、オルフェウスがまだ完全な自律性で探索できるようにした。 -- 海底約570フィートの事前にプログラムされたルートをたどる。

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こうした海洋への取り組み、特にアルシア号のような大型船の場合、費用は決して安くありません。今後4年間、オーシャンXと慈善団体ブルームバーグ・フィランソロピーズはオルフェウスの研究ミッションなどに1億8,500万ドルを投入した。

深海への取り組みが資金によって妨げられることが多いことを認識し、オルフェウスの技術者らは意図的に船を小型にとどめた。体長は5フィート、体重は約550ポンドです。対照的に、一般にROVとして知られる従来のロボット探査機の多くは、フォルクスワーゲンのステーションワゴン程度の大きさだとシャンク氏は指摘する。 「それらはかなり巨大だ」と彼は言った。

NASAのライヒティ氏は、小型の海洋探査機の建造は安価で簡単で、巨大な船を必要としないと説明した。そして、地球を越えた海洋では、より小型のロボットを宇宙に飛ばすのが簡単です。

「重いものを宇宙に送るのは難しい」とライヒティ氏は語った。

したがって、地球上の最も辺鄙な領域への旅行とそれ以外の領域への旅行の両方に、現金を賢明な解決策が不可欠です。ハダルゾーンは地球のかなりの範囲をカバーしていますが、依然としてほとんどが謎に満ちた場所です。深さ 6,000 メートルまたは 20,000 フィート以下では、生活は異なります。シャンク氏は、6,000メートルを、16,747機の旅客機が10セント硬貨の上に落ちたような圧力であると説明する、押しつぶされる圧力のおかげで、種の大きな突然の変化が起こる境界であると説明しています。

「そこには海洋の他の部分とは独立した生物学が存在しており、私たちはそこに到達したいと考えています」とシャンク氏は語った。

ハダルゾーンは地球上のほとんどの生命にとって住みにくい場所ですが、そこの生き物たちは繁栄している。シャンク氏は、もし20ポンドのサバをこの深さまで降ろしたとしても、暗闇の中にあふれている生き物が数時間かけて魚を食い荒らすだけだろうと語った。 「骨しか残らないでしょう」と彼は言った。

最近発見された口の広い魚地面を掘り返し、「泥の怪物」獲物を待ち構えて、伸びた触角を持つエビ暗い水柱の中に潜んでいます。

オルフェウスはまだ危険ゾーンに入っていないが、ロボットの小さくて機敏なフレームは、ほとんどのROVとは異なり、ここでの圧力に耐えられるように設計されている。 「圧力が非常に大きくなり、通常のROVは崩壊してしまいます」とシャンク氏は述べた。

そして、他のロボット探査機とは異なり、オルフェウスは、水深 36,000 フィートの最も深い海底に着陸し、異星人の地面をふるいにかけ、サンプルを収集し、それらを地表まで運ぶように設計されています。

地球外の海洋

私たちの最も深い海の深さはほとんど未知の領域であることは疑いの余地がありません。

「私たちは月の表面について私たちよりもよく知っています。 私たちの海の底を知っているのです」と、オルフェウス計画には関与していないイリノイ大学シカゴ校の惑星科学者アンドリュー・ドンバード氏はインタビューで語った。

オルフェウスのドローンはそれを変えるだろうと、ウッドホールのシャンク氏は指摘する。しかし、ご想像のとおり、地球外の海洋を訪問することは、はるかに野心的で長期的な目標です。

「課題は多く、極端だ」とドンバード氏は言う。彼はこの困難を乗り越える方法を研究してきた。厚さ15マイル木星の4番目に大きい衛星エウロパを取り囲む氷の殻。

最大の課題の1つは、地球外海洋探査機に電力を供給することだとドンバード氏は語った。地球では、オルフェウスは電池を使えば生きていけますが、電池が充電できない異星ではそうはいきません。同氏は、原子力でも十分に効果はあるかもしれないが、それは核反応によって生じる放射線や過剰な熱を管理できるドローンを構築することを意味すると述べた。

そうすると、ものすごいプレッシャーがかかるんです。エウロパでは、もし宇宙探査機が月の頑丈な氷の地殻を突き破る方法を見つけたとしたら、ドローンは降下しなければならないかもしれない。海底100マイル海底に到達するために。 「地球上で対処しているものよりもはるかにひどい圧力に対処しているのです」とドンバード氏は説明した。ただし、土星の小さな衛星エンケラドゥスへの圧力はより小さいため、海洋探査ミッションには適しているかもしれないと同氏は指摘した。

オルフェウスはほぼ自律型になるための訓練が開始されており、今後数年のうちに、この機械は物体や生き物を識別するために、車で採用が増えているような画像認識技術を採用することになるだろうとシャンク氏は語った。

NASAのライヒティ氏は、「エウロパが自主的な意思決定を行うことが鍵となるだろう」と述べた。

結局のところ、ヨーロッパの海を探索する上での最大の課題は、おそらく技術的なものではありません。

「私はこれまでのキャリアを通じて、エンジニアが思いつくアイデアを決して過小評価してはいけないことを学びました」とドンバード氏は語った。 「これらは解決可能な問題だと思いますが、それにはお金が必要であり、現時点ではあまりにも多くのお金が必要になる可能性があります。」

NASA の予算はすでに逼迫しています。高価な巨大ロケット-- テストまではまだ何年もかかります --190億ドルの予算を使い果たした。しかし、宇宙機関は、ヨーロッパクリッパー宇宙船を打ち上げる計画を持っています。早ければ2023年にも海の世界へ。エウロパ探査機は月の表面に急降下し、生命が存在する可能性を評価する予定だ。

今のところ、ドンバード氏は、オルフェウス無人機の艦隊が間もなく私たちの惑星の異星領域に飛び込む可能性があることを知ってうれしいと述べた。それ以上のものは追加の利点になります。

「エンケラドゥスとエウロパを探索するのは間違いなく素晴らしいことでしょう」と彼は言いました。