史上初の火星探査ヘリコプターがスイス製 DC モータで飛行します

米航空宇宙局 NASA は、2020 年に新たな探査車 (ローバー) を火星に送り込む予定です。この探査車に搭載されるのは、初の火星空撮画像を撮影する小型ヘリコプターです。ヘリコプターのモータローターは、頑丈な DC がコントロールします。

NASA は、同局のジェット推進研究所 (JPL) が近く計画している 2020 年の火星探査ミッションにおいて、ヘリコプターを送り込む予定であると発表しました。2021 年 2 月、このヘリコプターは、探査車底部に取り付けられた状態で火星に着陸します。今回のミッションでは、最初の 30 日間に最大 90 秒間の自律飛行を数回行う予定です。これで、火星の空撮画像を初めて地球で目にすることができるようになるのです！この火星探査ヘリコプターの技術は、火星における今後の科学的・探索的ミッションの礎を築くことでしょう。将来的には、探査車周辺の探索や最適なルートの発見などを行う空からの目として、類似のロボットたちが探査車の役に立つようになっていくはずです。

過酷な環境に対応する エネルギー効率の高いコンポーネント

この小さなヘリコプターを飛ばすには、技術面での膨大な努力が必要です。火星の希薄な大気は、地球における高度 30 km の大気密度に相当します。したがって、火星の重力が弱いことを考慮しても、ヘリコプターは特に軽量 (1.8 kg) でなければいけません。このため、ヘリコプターが搭載できるのは小型バッテリーのみとなります。また、使用されるコンポーネントは非常にエネルギー効率が高いものであることが要求されます。この要求を満たすのが、maxon の DC モーターです。スイス製のこのドライブは、すでに多くの火星ミッションでその性能を実証しており、今回は JPL のヘリコプターにも採用が決まっています。直径 10 mm の DCX 精密マイクロモータ 6 個がスウォッシュプレートを動かし、ローターブレードの角度を調節します。つまり、こうしてヘリコプターの飛行をコントロールするわけです。

ヘリコプターの推進装置は、AeroVironment 社が JPL の委託を受けて設計・制作しました。maxon のエンジニアが、マイクロ飛行体の制作では世界屈指のエキスパートである AeroVironment のスペシャリストと密接に協力しました。1 年に渡る開発期間の後、NASA が 2020 年の火星ミッションにヘリコプタープロジェクトの導入を承認したことも、スイス発のドライブ・スペシャリストである maxon motor のモチベーションをさらに高めました。maxon motor の CEO オイゲン・エルミガーは、「さらなる火星探査プロジェクトに関与できることは、我々の誇りであり、非常に喜ばしいことです」と語っています。   

火星の温度測定に役立つ DC モータ

火星探査ヘリコプターは、maxon が現在関与している複数の火星探査プロジェクトに続くものです：たとえば、欧州宇宙機関の ExoMars (エクソマーズ) 探査車 (ローバー) には、車輪、ドリルヘッド、分析ユニット、カメラマストなどに 50 個以上のドライブが使用されています。このミッションも 2020 年にローンチ予定です。また、これよりもかなり前となる 2018 年 11 月 26 日には、NASA の火星着陸探査機 InSight (インサイト) が火星の地震活動と惑星核部分の温度を調査しました。強力かつ頑丈な maxon の DC モータは、火星の地表をおよそ 5 ｍ の深さまで掘るパイルドライバータイプ構造を駆動します。

火星探査ヘリコプターのスウォッシュプレート制御に使用されるフライトモデル DCX 10 S。

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NASA/JPL-Caltech、maxon motor