砂嵐はもう怖くない。太陽電池を捨てて「原子力」を積んだキュリオシティ

火星探査機オポチュニティは、火星全土を覆う砂嵐によって永遠の眠りにつきました。 「太陽電池は、クリーンだけど、砂と夜には勝てない」

NASAのエンジニアたちは決断しました。 「次のローバーには、天候に左右されない最強の心臓を持たせよう」

原子力電池(RTG)を搭載した火星探査車キュリオシティの外観
Image Credit: NASA/JPL-Caltech

こうして2012年、ゲール・クレーターに降り立ったのが、マーズ・サイエンス・ラボラトリー、通称「キュリオシティ」です。 彼には、あの象徴的な「黒いソーラーパネルの翼」がありません。 その代わり、お尻に白い円筒形のタンクを背負っています。 これこそが、彼を最強たらしめる「原子力電池(RTG)」です。


目次

電源:背負っているのは「原子力発電所」

キュリオシティが搭載しているのは、MMRTG(マルチミッション放射性同位体熱電気転換器)という装置です。 名前は難しいですが、仕組みはシンプルです。

  1. 燃料: プルトニウム238(放射性物質)
  2. 熱: プルトニウムが崩壊するときに出す猛烈な「崩壊熱」を利用する
  3. 発電: その熱を熱電対(ゼーベック効果)で電気に変える

つまり、「ずっと熱いカイロで発電し続ける装置」です。 これのおかげで、キュリオシティには「夜」も「冬」も「砂嵐」も関係ありません。 24時間365日、常に一定の電力(約110W)が供給され続けます。 オポチュニティが震えて眠っていた真冬の夜でも、キュリオシティはバリバリと岩を掘削できるのです。


軽自動車を「モバイルバッテリー」で動かすようなもの

キュリオシティの重さは約900kg。これは日本の軽自動車(スズキ・アルトなど)とほぼ同じ重さです。

一方、彼が背負っている原子力電池(RTG)の出力は約110W。 これは、最近のノートPCを充電できる「高出力タイプのモバイルバッテリー」1個分と同じくらいのパワーです。

想像してみてください。 「軽自動車にモバイルバッテリーを繋いで、走ることができますか?」

ご想像通り、無理な話です。私たちが普段乗っている軽自動車(EV)を動かすには、47,000ワットものパワーが必要です。

しかし、キュリオシティはそれをやってのけます。 「エネルギー・マネジメント」の秘密があります。

  1. 貯める(充電): 24時間休みなく発電される110Wの電気を、時間をかけてリチウムイオン電池にチビチビと貯める。
  2. 解き放つ(放電): 貯まった電気を、ここぞという時に一気にドカンと使う!

つまり、「モバイルバッテリーの微弱な電気で、直接タイヤを回している」のではなく、「モバイルバッテリーで内蔵電池を満タンにしてから、一瞬だけ全力疾走している」のです。


着陸:恐怖の7分間

キュリオシティは、電源だけでなく「体格」も規格外です。 全長3m、重さは約900kg。先代のオポチュニティ(180kg)とは大人と子供ほどの差があります。

重すぎて、もう「エアバッグ」では着陸できません。弾む前に割れてしまいます。 そこでNASAが編み出したのが、狂気の着陸システム「スカイクレーン」です。

  1. 火星の上空でパラシュートを開く。
  2. 逆噴射ロケットを背負った「クレーン船」が分離し、空中でホバリングする。
  3. クレーン船から、ロープ(ケーブル)でキュリオシティを吊り下げて、そっと地面に置く。
  4. 着陸したらケーブルを切り、クレーン船は遠くへ飛び去って墜落する。

「SF映画かよ!」とツッコミたくなる複雑さですが、NASAはこれを「恐怖の7分間(Seven Minutes of Terror)」と呼び、見事に成功させました。


熱利用:捨てるところがない

RTGのメリットは電気だけではありません。「熱」です。 火星は平均気温マイナス60℃の世界。 かつてのローバーは、せっかく作った電気をヒーターの発熱に使って消費していました。

しかしキュリオシティは、RTGから出る「廃熱」を捨てずに利用しています。 RTGは、約2000W相当の崩壊熱を発生させ、その一部(約110W)を電力に変換し、残りの大半を廃熱として利用しています。パイプを通して機体内部に熱を循環させ(液冷システムの逆)、電子機器をポカポカに温めているのです。 エネルギー効率の観点から見て、究極のサーマルマネジメント・システムと言えるでしょう。


2026年現在も現役

2012年に着陸したキュリオシティは、設計寿命の2年を遥かに超え、着陸から10年以上経った今(2026年)も現役で稼働しています。

「かつて火星には川が流れていた」 その証拠となる丸い小石を見つけたのも彼です。 原子力という尽きない心臓を手に入れた彼は、今日も孤独に、しかし力強く、シャープ山(Aeolis Mons)を登り続けています。

そして彼の成功は、瓜二つの後継機「パーサヴィアランス」へと受け継がれ、ついに生命の痕跡を探す旅へと繋がっていくのです。

参考文献

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この記事を書いた人

「深夜の星空喫茶」管理人。 三度の飯より星とミルクティーが好き。飯もちゃんと好き。

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