写真：地球上のNASAエンジニアによる非常に長い遠距離の遠隔サポートが夏中続いた後、火星のキュリオシティは掘削作業に復帰したようだ。
2016年末、火星の岩盤探査に十数回使用してきた探査機のドリルビットが故障し始めた。問題はドリルの送り機構、つまりビットをハウジングから押し出して地表に送り込む機構に発生していた。そして、この機構が突然、正常に動作しなくなったのだ。
通常の操作では、掘削ユニットは両側にスタビライザーバーを備え、地表まで降ろされます。掘削リグが地面にしっかりと固定されると、回転するドリルビットがフィード機構によって下方に伸び、火星の岩石に突き刺さり、その場で分析できるように材料を粉砕します。スタビライザーとフィーダーにより、ビットが地表に正しい角度で当たるため、損傷や引っ掛かりを防ぎます。
フィード機構に不具合が生じ始めたため、NASAチームは再考を重ね、今年の夏に掘削ユニットが取り付けられたロボットアームを使ってビットを誘導する必要があることに気付きました。掘削リグを地上に設置し、ビットを最後の短い距離まで伸ばすのではなく、ロボットアームでビットを適切な位置まで移動させ、地表に押し込むのが最善だとNASAの科学者たちは判断しました。まるで人が手で壁に穴を開ける時のように、あるいは中指を地面に伸ばす時のように。
JPLのロボット工学エンジニア、ウラジミール・アルチュノフ氏が地球上でキュリオシティのレプリカの製作に取り組んでいる
10月17日、NASAの科学者たちはこの技術の初テストを行った。彼らはアームを使ってドリルビットを火星の表面に押し付け、アームのセンサーでドリルの横方向の動きを測定した。このフィードバックは極めて重要だ。ドリルが滑ったり、ガタガタと動いたりして故障の原因となるのは避けたいからだ。そもそもこの機械は約5500万キロメートルも離れた場所に設置されており、修理に出すことは不可能だ。
「安定装置なしでドリルビットを火星の岩石に直接置いたのは今回が初めてです」と、JPLの掘削再開開発担当チーフエンジニアであるダグラス・クライン氏は月曜日に述べた。「このテストは、アームに搭載された力／トルクセンサーがどのようにして横方向の力に関する情報を提供するのかをより深く理解するためのものです。」
掘削作業中、アームのセンサーが横方向の動きを検知することが不可欠です。これらの情報は、ロボットアームの位置を制御するために必要となります。そうすることで、ビットがまっすぐに保たれ、過酷な塵の世界の硬い地形に誤って挟まったり、破壊されたりすることがなくなります。地上に設置された2本の安定バーの間をドリルビットが上下に動いているだけなら、制御ははるかに容易でした。しかし、自由に動くロボットアームは、回転するビットの照準と設置という点で、火星での生活をより複雑なものにしています。
「送り機構の1軸動作を、5自由度の動作を持つアームに置き換えています」とクライン氏は述べた。「これは簡単なことではありません。アームに力／トルクセンサーが搭載されているのは幸運です。」
本格的な探査開始前に機器の更なるテストが行われる予定だが、キュリオシティはまもなく掘削作業を開始する見込みだ。この探査車は過去3年間で火星に15個の穴を掘削しており、直径2.3mm（0.1インチ）のビットは火星表面に6cm（2.4インチ）以上も突き刺さっている。
ドリルの不具合がNASA側のずさんな設計の証拠だと思われないように、キュリオシティは既に想定寿命の2倍の寿命を、わずかな問題のみで乗り越えてきたことを思い出す価値がある。前任機のオポチュニティが着陸から13年経った今でも稼働していることを考えると、キュリオシティも今後何年も探査を続けると期待できる。®
