Idefix（ローバー）
火星の月着陸船
アイデフィックス
ミッションタイプフォボス探査車
オペレーターDLR/CNES/JAXA
ミッション期間
  • 計画：100日
宇宙船の特性
乾燥質量23.47キログラム（51.7ポンド）

Idefixは、火星の衛星フォボスへの火星衛星探査（MMX）ミッションのために、ドイツ航空宇宙センター（DLR）とフランス宇宙機関（ CNES）が日本の宇宙航空研究開発機構（ JAXA）と共同で開発し探査車です。この探査車は、MMX探査機がフォボスに着陸し、地球に持ち帰るためのサンプルを採取する前に、フォボスに着陸して表面を探査するように設計されています。MMXは2026年に打ち上げが予定されています。

Idefixは約23kgの太陽光発電式ローバーで、地表およびレゴリス調査用の機器一式を搭載しています。搭載されている機器は、MMX用RAman分光計（RAX）、小型赤外線放射計（miniRAD）、そして2台のナビゲーションカメラと、車輪と土壌の相互作用を近距離で観測するための下向きのWheelCam2台を含む画像システムです。このローバーは、フランスとドイツがJAXAと共同で開発しました。DLRが構造、移動機構、熱機器を提供し、CNESがカメラ、航空電子機器、電源、通信機器を提供し、フォボスで少なくとも100日間の運用が可能なように設計されています。

探査機Idefixの展開は、MMX探査機によるフォボス観測開始からおよそ18ヶ月後に予定されています。探査機Idefixは、高度約40～100mから約100mの着陸地点に放出されます。その後、自律的に姿勢を正し、太陽電池パネルを展開した後、探査機Idefixは毎秒数ミリメートルの速度で移動し、現地の地形の調査、着陸地点の評価、そしてMMX探査機によるサンプル採取活動の情報収集を行います。運用はトゥールーズとケルンの管制センターで分担され、すべてのコマンドとテレメトリはMMX探査機を介して中継されます。「アステリックス」のコミックに登場する犬にちなんで名付けられた「Idefix 」は、2023年のパリ航空ショーで発表されました。

名前

アステリックス、オベリックス、イデフィックスが描かれたフランスのユーロ硬貨

このローバーは、フランスの漫画『アステリックス』に登場するオベリックスの犬、ドグマティクスのフランス語名「イデフィクス」にちなんで命名されました。ドイツ語版でも、このキャラクターの名前はイデフィクスです。アステリックスシリーズは、本国フランスに加え、ドイツでも特に成功を収めています。2013年までに世界中で販売された3億5000万冊のうち、1億3000万冊はフランス語版、1億2000万冊はドイツ語版です。[1]

この名前は、フランス初の衛星であるアステリックスにちなんで、 2023年のパリ航空ショーで選ばれた。[2]

オペレーション

Idefixはフランスとドイツの共同プロジェクトです。ドイツのDLRはローバーの構造体、移動システム、MMX探査機への接続部、そして分光計と放射計を開発しました。フランスのCNESはカメラ、コンピュータ、電源、通信システムを開発しました。ローバーはフランスのトゥールーズとドイツのケルンにある2つのセンターから運用されます。[3] 2つの管制センターがローバーの運用を交代します。巡航フェーズでは、センターは交互に飛行イベントを実行しますが、フォボスの表面運用中は、センターは毎週の役割交代と並行して機能します。1つは現在の運用を実行するプライムセンターとして機能し、もう1つはその後の7日間の活動シーケンスを計画するセカンダリセンターとして機能します。通信アーキテクチャは、すべてのローバーコマンドとテレメトリをMMX探査機とJAXAの相模原地上セグメントを介して送信します。地球とローバー間の直接通信は不可能です。探査機とローバーの通信は、地球の1日に2回行われます。[4]

ローバーはフランスのトゥールーズで組み立てられ、試験された。[5] 2024年にローバーはMMX宇宙船との統合のためにヨーロッパから日本へ送られた。[6] [7]

フォボスの重力は地球の約2000分の1と低いため、NASAの火星探査車のように予備機を用いて探査車を適切に試験することは不可能である。「代表的な試験には、MMX探査車よりも2000分の1の軽量な探査車を使用する必要がある」。この問題に対処するためにシミュレーションモデルが作成され、研究者は探査車の挙動を研究することができる。[8]

ローバーの重量は23.47 kgで、そのうち科学機器（カメラ、放射計、ラマン分光計）の重量は2.44 kgです。[4]ローバー本体は231 x 376 x 415 mmの長方形で、415 x 363 mmの太陽電池パネル4枚（総面積0.36平方メートル[4]）を搭載しており、「フォボス1日（7時間）あたり少なくとも60ワット時」の電力を発電する予定です。ローバーは100日間稼働する予定です。速度は毎秒1 mmと予想されています。[9] [10]

主探査機からのローバーの展開は、フォボスの観測開始から18ヶ月後に行われる。フォボスの研究は不十分であり、着陸地点はミッション中に選定される。[11] [12]着陸は2029年と予想されている。[13] IdefixとMMXはどちらも約300×300mの領域に着陸する。Idefixが最初に着陸し、MMXチームの偵察を支援する。ローバーの着陸帯は直径約100mであるのに対し、MMXの着陸帯は約20×20mと小さい。ローバーは主探査機から高度40～100mからフォボスの表面に展開される。[13]これは、はやぶさ2から小惑星へのMASCOT小型ローバー展開と似ている。Idefixは着陸時に「バウンド段階」を経験する可能性がある。 2機の宇宙船の着陸地点は分離されている必要がある。そうすることで、MMXの着陸が探査車に干渉したり、太陽電池パネルを損傷したりすることがなくなる。[4]

着陸後、ローバーは車輪を使って姿勢を反転させるプログラムを実行し、太陽電池パネルを展開します。ローバーはコンピュータと機器を温めるのに十分な電力を生成する必要があるため、このプログラムが実行できない場合はミッション失敗となります。[14]

フォボスの表土と表面については専用の宇宙船ミッションが不足しているため十分に理解されていないが、この衛星の観測のほとんどはさまざまな火星探査機によって行われた。[10]

ローバーの目的は、フォボスの表面に触れ、機械的な動作下における表面の挙動を確認し、その情報を地球に送信することです。また、このような低重力の天体でも車輪による移動が可能であることを実証する必要があります。[10]

ローバーの主な任務: [10]

  • 表面地形のクローズアップおよび高解像度画像。
  • レゴリス科学（例：粒度や形状分布などの幾何学的特性、表面強度などの機械的特性、レゴリスの流れ方に関連する動的特性）。
  • 表面物質の鉱物組成の測定（ラマン分光法による）。
  • 表面材料の熱特性（表面温度、放射率、熱伝導率、層状構造）の決定。
  • 巡航状態の折り畳み式ローバー
    巡航状態の折り畳み式ローバー
  • フォボス上のIDEFIXと寸法
    フォボス上のIDEFIXと寸法
  • 着陸とローバー展開のシミュレーション
  • フォボスの着陸地域と着陸帯のスケール
    フォボスの着陸地域と着陸帯のスケール
  • 自律的な直立動作のシーケンス。（上）模式図、（下）模擬環境におけるローバーの印象
    自律的な直立動作のシーケンス。（上）模式図、（下）模擬環境におけるローバーの印象

移動システム

Idefixの移動システム（LOCO）は、フォボスの極めて低い重力（0.0030～0.0068 m/s²）向けに設計されました。LOCOは、着陸後、ローバーの向きに関わらず、直ちにローバーを直立させます。ローバーは4つの独立駆動車輪を備えています。LOCOには、走行、アライメント、直立、通過の4つの動作モードがあります。DLRとCNESは共に自律航法ソフトウェアを開発しましたが、当初はローバーは地球から走行計画を受信して​​移動します。[4] [15] [16] [17]

各ホイールには9枚のブレード（「グローサー」）が付いており、硬い地面と砂地の両方で使用できます。ホイールの重量はわずか190グラムで、その「メッシュのような構造」はトポロジー最適化を用いて設計されています[18]。

楽器

ラックス
MMX用RAman分光計（RAX）

ラマン分光計は、DLR、INTA/UVA、JAXA/UTOPS/立教によって開発されました。この装置は小型（81×98×125 mm）で、重量は1.4 kg未満です。[10] [19] RAXは、緑色Nd:YAGレーザーを用いて試料を励起する光学機械式オートフォーカスを備えています。RAXは50 µmの領域を分析することができ、後方散乱光を集光し、レイリー光をフィルタリングし、残りの光子を分光計モジュールを通してCMOS検出器に導きます。RAXはまた、「いわゆる検証ターゲット」である「重水素化ポリエチレンテレフタレート（PET）ペレット」も備えています。RAXは535～680 nmのスペクトル範囲で動作し、「低周波格子モードから水素原子を含む高エネルギー結合伸張に至るまでの振動特性を捉え、多様な鉱物を検出」し、「原始鉱物相と変質鉱物相の両方」を識別できます。[4] [20]

ミニRAD
小型放射計（miniRAD）

miniRADは、赤外線放射フラックスを測定して地表温度を測定する放射計です。この装置は好熱菌センサーを使用し、ローバーの前部に搭載されます。その設計は、ロゼッタMUPUS熱マッピング装置、MASCOT放射計、そしてInSight放射計から「強い伝統」を受け継いでいます。miniRADは45度の視野を持つ6つのセンサーを搭載し、25～150cmの距離にある物体を観測します。[10] [21] [22]

ローバーの車輪
ホイールカム

WheelCamsは、ローバーの底面に搭載された下向きのパンクロマティックマイクロカメラ2台で、ローバーがフォボスを横断する際に前輪と、その後ろにある車輪によって削られた溝を観測するように設計されています。2048×2048のCASPEX（CMV4000）センサーを中心として構築され、焦点面が地面近くになるように光学系が約3°傾斜しているため、約30cmのスタンドオフで約100µm/ピクセルの解像度を実現し、約20～50cmの距離では鮮明な焦点を維持します。ローバーデッキ下の恒久的な影を補正するため、各カメラにはLEDが共存しています。一般的な画像撮影用に4つの白色光源と、マルチスペクトルスナップショット用に590、720、880nmの狭帯域エミッター3つです。操作には、ローバーの非常に遅い移動（1秒あたり数ミリメートル）に合わせた静止画と「動画」モードが含まれ、データ量を調整するために適応型オンセンサービニング（例：2×2）が行われます。透明なシャッターが、車両が自律的な分離、着陸、直立、展開のシーケンスを完了するまで光学系を保護します。[23] [12] [4]

WheelCam画像を用いて、レゴリス粒子のサイズと形状を約200µmまで抽出し、粘着性／接着性の凝集を検出し、車輪の沈下量、滑り、崖錐形状、溝壁の安定性から、摩擦角、粘着力、せん断強度、密度、支持力といったバルクの機械的特性を推定します。さらに、浅層地下層の検出、トラック内外のLED反射率のコントラストによる宇宙風化と鉱物学的変化の評価、横断方向に沿ったレゴリスの地質学的分類へのマッピング、さらには移動中に跳ね上がった弾道粒子を追跡することで局所的な重力加速度を制限することなども目標としています。専用のシングルホイールテストベッド（ISAE-SUPAERO）と軟球離散要素シミュレーションは、アルゴリズム開発と低重力テラメカニクスのスケーリング（回転フルード数を使用）をサポートします。 WheelCamの連続フレームを用いたStructure-from-Motionワークフローは、3Dのトレンチ地形とカメラの軌跡を再構築し、ローバーの線速度、スリップ率、沈下量、安息角の推定を可能にします。これらの現場測定は、探査機の機器を補完し、フォボスにおけるMMXのサンプリング作業のリスクを軽減します。[4] [23] [24]

WheelCamの具体的な科学目標は、(i)レゴリス粒子の物理的特性の決定、(ii)レゴリスのバルク機械的特性の決定、(iii)レゴリスの動的挙動の決定、(iv)浅い地下層の観察、(v)表面物質の鉱物組成の制約、(vi)宇宙風化の評価、(vii)レゴリスの地質学的クラスの決定、(viii)絶対的な局所的重力加速度の制約である。[4]

ナビカメラ

2台のナビゲーションカメラはローバーのフロントパネル上部に設置されています。両カメラの質量はわずか526グラムです。設計と特性は、アラブ首長国連邦のラシード月面ローバーと同じです。カメラには白色LEDが搭載されており、夜間観測が可能です。カメラは3DPLUSとCNES（CMOS検出器）およびLambda-X（広角光学レンズ）によって開発されました。検出器はCASPEX社製の2048×2048ピクセル、RGGBベイヤーフィルター、ピクセルサイズ5.5µmです。[25]

同等のミニローバー

Idefixは最初の小型ローバーではありません。フランスとドイツの共同開発によるMASCOTははやぶさ2探査機に搭載され、ESA/DLRのPhilae着陸機はロゼッタに搭載されました。複数のローバーが提案されましたが、採用には至りませんでした。ESAの小惑星探査ミッションRamsesには、2台のローバーが提案されています。 [26]

小型着陸機の比較[26]
ミッション ランダー 打ち上げ I/Fシステムのタイプ システム質量（乾燥時）[kg] 着陸機の構造質量 [kg] 構造質量、I/Fシステム [kg] 1. EF（システム）[Hz]
ロゼッタ フィラエ 2004 ボディマウント 97.6 16.70 8.70 91.6
マースプレミア ネットランダー サーフM （2009年） ボディマウント 69.0 9.67 9.0 182.0
はやぶさ2 マスコット 2014 デッドI/Fシステム 11.0 0.81 0.70 125.0
標的 マスコット2 （2020年） デッドI/Fシステム 14.6 2.17 0.71 127.0
オケアノス 木星トロヤ群小惑星着陸機 （2024年） ボディマウント 85.3 6.40 — 89.9
MMX アイデフィックス 2026 デッドI/Fシステム 23.1 2.96 1.19 122.0
ラムセス マスコット3 （2028年） デッドI/Fシステム 18.5 MASCOT2に匹敵
ラムセス アポッサム （2028年） デッドI/Fシステム 84.5 6.90 5.10 116.0
  • 括弧内の打ち上げ日は「当初計画された打ち上げ日」を示しており、打ち上げられていないか、確認されていません。

参考文献

  1. ^ “アステリックス、ラ・ポーション・マジック・ダシェット”. 2013 年 10 月 24 日。
  2. ^ “Le rover de la Mission MMX baptisé IDEFIX® ! | CNES”.
  3. ^ 「MMXローバーIDEFIX」。2024年5月23日。
  4. ^ abcdefghi ウラメック、ステファン;ミシェル、パトリック。マードック、N.ヴェルナッツァ、P.グロット、M.ノレンバーグ、J.シュレーダー、S.ヒューバース、H.-W.チョー、Ｙ．プリエト・バレステロス、O.ビーレ、J.ターディベル、S.バス、F.宮本博司;クラウス、C.メイ、D.デルマス、C.バロウク、J.メアリー、S.グレーベンシュタイン、M. (2025 年 10 月 23 日) 「IDEFIX、MMXフォボス探査機の科学活動」。地球惑星科学の進歩。12 (1): 97.土井: 10.1186/s40645-025-00771-x。ISSN  2197-4284。
  5. ^ 「MMXローバー：CNESで熱真空テストを実施、大きな前進 | CNES」。
  6. ^ “IDEFIXローバーの引渡しが完了し、MMXおよび火星衛星への準備が整いました | ISAS”. www.isas.jaxa.jp . 2025年10月27日閲覧。
  7. ^ 「火星の衛星フォボスへの旅が始まる」www.dlr.de . 2025年10月27日閲覧。
  8. ^ 「MMXローバーシミュレーション - フォボスの状況をリアルに再現」www.dlr.de . 2025年10月28日閲覧。
  9. ^ 「事実と数字」www.dlr.de。
  10. ^ abcdef ミシェル、パトリック;ウラメック、ステファン。ベトガー、ユート;グロット、マティアス。マードック、ナオミ。ヴェルナッツァ、ピエール。日曜日、セシリー。張、尹。ヴァレット、ルディ。カステッラーニ、ロマン。ビーレ、イェンス。ターディベル、サイモン。グルーサン、オリヴィエ。ジョルダ、ローラン。クノーレンベルク、ヨルク。グルンドマン、ジャン・ティモ。アラット、デニス。ポン、ガブリエル。メアリー、ステファン。グレベンシュタイン、マルクス。宮本、ハーディ。中村知樹和田耕治；ケント州吉川。倉本清志（2022年1月3日）。 「MMX探査車：フォボスの現場表面調査を実施」。地球、惑星、宇宙。74 (1): 2. Bibcode :2022EP&S...74....2M。土井：10.1186/s40623-021-01464-7。
  11. ^ 「ドイツのローバー管制センター」www.dlr.de . 2025年10月28日閲覧。
  12. ^ ab 「MMX、Idefix®、カメラで火星の衛星を解明 - ISAE SUPAERO」www.isae-supaero.fr . 2024年6月12日。
  13. ^ ab 「火星衛星探査」www.dlr.de。
  14. ^ Beil, Adrian (2024年2月12日). 「IDEFIXフォボス探査機、火星探査ミッションに先立ち日本へ送付」
  15. ^ 「MMXローバーの移動サブシステムの品質と製品保証」www.dlr.de . 2025年10月28日閲覧。
  16. ^ "MMX". www.dlr.de . 2025年10月28日閲覧。
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  18. ^ 「インテリジェントホイール - 未知の地形での安全な移動」www.dlr.de . 2025年10月28日閲覧。
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  22. ^ 「miniRAD赤外線放射計」www.dlr.de . 2025年10月28日閲覧。
  23. ^ ab マードック、ナオミ;ラルカ、ヴァレリアン。日曜日、セシリー。ターディベル、サイモン。ベルトラン、ジャン。テレ、ニコラ。ヴィヴェ、ダミアン。アムシリ、アリス。ロビン、コーラス。デルトン、パノス。アレクシア・デュシェンヌ。ダグリン、クエンティン。メイラード、アントワーヌ。ヴィルモントワ、セドリック。ヴェルナッツァ、ピエール。ジョルダ、ローラン。グルーサン、オリヴィエ。宮本英明；ヴァンサン、ジャン＝バティスト。フラオー、ジェシカ。ビーレ、イェンス。バルヌアン、オリヴィエ。クリスティーン・ハーツェル。ブス、ファビアン。バーセルメス、ステファン。ウラメック、ステファン。ミシェル、パトリック。ジュリアン・バロウク（2025年7月14日）。 「IDEFIX探査車のWheelCam」。地球惑星科学の進歩。12 (1): 54. Bibcode :2025PEPS...12...54M. doi : 10.1186/s40645-025-00725-3 . ISSN  2197-4284. PMC 12259770. PMID 40672784  . 
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  • ウィキメディア・コモンズのIdefixローバー関連メディア
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