フェニックスは、2008年5月25日に火星の表面に着陸し、同年11月2日まで運用された無人宇宙探査機でした。[2] フェニックスは火星で157ソル（161日間）運用されました。搭載された機器は、火星の居住可能性の評価と、火星における水の歴史の調査に使用されました。このミッションはマーズ・スカウト・プログラムの一環であり、打ち上げ費用を含め、総費用は4億2000万ドルでした。 [3]

この複数機関によるプログラムは、アリゾナ大学の月惑星研究所が主導し、 NASAジェット推進研究所がプロジェクト管理を担当した。学術機関および産業界のパートナーには、米国、カナダ、スイス、デンマーク、ドイツ、英国の大学、NASA、カナダ宇宙庁、フィンランド気象研究所、ロッキード・マーチン・スペース・システムズ、マクドナルド・デトワイラー・アンド・アソシエイツ（MDA）とオプテック・インコーポレーテッド（オプテック）などの航空宇宙企業が含まれた。[4]これは、公立大学が主導した初のNASA火星探査ミッションであった。[5]

フェニックスはNASAによる火星着陸の7回の試みのうち6回目の成功であり、火星極地への着陸としては初となる。着陸機は2008年8月にミッションを完了し、火星の冬により利用可能な太陽電力が減少した11月2日に地球との最後の短い通信を行った。技術者が探査機との再交信に失敗したため、2008年11月10日にミッション終了が宣言された。[6] 2010年5月12日の火星夏至まで、マーズ・オデッセイ探査機 による着陸機との交信が失敗した後、ジェット推進研究所（JPL）は着陸機の故障を宣言した。計画されたすべての科学実験と観測を完了したため、このプログラムは成功と見なされた。[7]

ミッションの概要

このミッションには2つの目標がありました。1つは、過去の気候変動の謎を解き明かす鍵となる、水の地質学的歴史を研究することです。2つ目は、氷と土壌の境界における過去または将来の惑星の居住可能性を評価することです。フェニックスの観測機器は、火星北極圏の地質学的、そしておそらくは生物学的歴史に関する情報を明らかにするのに適していました。フェニックスは、両極からデータを返した最初のミッションであり、NASAの火星探査における主要戦略である「水を追え」 に貢献しました。

主ミッションは90ソル（火星日）（地球の92日強）の運用期間を想定していました。しかし、探査機は想定運用寿命[8]を2ヶ月強超えたところで、火星の冬の到来による寒さと暗闇の激化に屈しました[6] 。研究者たちは、探査機が火星の冬まで生き延び、周囲に形成される極地の氷を目撃できることを期待していました。おそらく最大1メートル（3フィート）の二酸化炭素の固体氷が出現した可能性があります。たとえ冬の一部を生き延びたとしても、極寒のため最後まで持ちこたえることはできなかったでしょう[9]。このミッションにローバーではなく固定着陸機が選ばれたのは、以下の理由からです。[10]

  • 以前の機器の再利用によりコストが削減された（ただし、この主張には一部の観察者から異論がある[11]）。
  • フェニックスが着陸した火星の地域は比較的均一であると考えられているため、表面を移動することはあまり価値がない。
  • 移動に必要な重量予算を、より多くの、より優れた科学機器に使用できるようになります。

2003年から2004年にかけて行われた火星のメタンガス観測は、3つのチームがそれぞれ別々のデータを用いて遠隔観測を行いました。もしメタンが火星の大気中に実際に存在するならば、火星上では300年以内に放射線によって分解されるため、現在何らかの物質がメタンを生成しているはずです。[12] [13] [14] [15] [16]そのため、火星北極圏の土壌の生物学的潜在性、つまり居住可能性を判断することが重要だと考えられました。[17]メタンは、地球化学的プロセスの産物、あるいは火山活動や熱水活動の結果である可能性もあります。[18]

歴史

フェニックス計画の提案書が作成されている間に、火星探査機マーズ・オデッセイがガンマ線分光計を用いて火星表面の一部に水素の特徴的な痕跡を発見した。火星における水素の唯一の発生源は、地表下で凍った氷状の水である可能性が高かった。そのため、フェニックス計画は、火星の北極圏の平原で水の氷が発見されるという期待に基づいて資金提供された。[19] 2003年8月、NASAは2007年の打ち上げにアリゾナ大学の「フェニックス」計画を選定した。これは、NASAの火星探査プログラムにおける、より小規模で低コストのスカウト計画の新たなシリーズの最初の計画となることが期待された。[20]この選定は、他の機関との2年間にわたる熾烈な提案競争の結果である。NASAが獲得した3億2500万ドルは、アリゾナ大学の歴史上、他のどの単独研究助成金の6倍以上となる。

フェニックスのロボットアームで掘られた溝の並列画像。4日間（ソル20日からソル24日）にわたって、溝の左下隅にある3つの白っぽい塊（水氷であると推定される）が昇華する様子がわかる。

アリゾナ大学月惑星研究所のピーター・H・スミスが主任研究者として、24名の共同研究者とともにミッションを率いるために選ばれた。このミッションは、灰から何度も再生する神話上の鳥、フェニックスにちなんで名付けられた。フェニックス宇宙船には、以前に製造された部品がいくつか搭載されている。使用された着陸機は、改造されたマーズ・サーベイヤー2001着陸機（2000年に中止）で、同着陸機と前回の不成功に終わった火星極地着陸機ミッションで使用された機器の一部が使用された。着陸機を製造したロッキード・マーティンは、2001年からNASAスカウト・プログラムによってミッションが資金提供されるまで、ほぼ完成した着陸機を環境制御されたクリーンルームに保管していた。 [ 21]

ソージャーナ探査車、火星探査車、フェニックス着陸船、火星科学実験室のサイズの比較。

フェニックス計画は、大学、NASAの各センター、そして航空宇宙産業のパートナーシップによって実現しました。科学機器と運用はアリゾナ大学が担当しました。カリフォルニア州パサデナにあるNASAジェット推進研究所は、プロジェクトを管理し、ミッションの設計と制御を行いました。ロッキード・マーティン・スペース・システムズ社は宇宙船の製造と試験を行いました。カナダ宇宙庁は、革新的なレーザー式大気センサーを含む気象観測ステーションを提供しました。[22]共同研究者機関には、マリン・スペース・サイエンス・システムズ（カリフォルニア州）、マックス・プランク太陽系研究所（ドイツ）、NASAエイムズ研究センター（カリフォルニア州）、NASAジョンソン宇宙センター（テキサス州）、マクドナルド・デットワイラー・アンド・アソシエイツ（カナダ）、オプテック・インコーポレーテッド（カナダ）、SETI研究所、テキサスA&M大学、タフツ大学、コロラド大学、コペンハーゲン大学（デンマーク）、ミシガン大学、ヌーシャテル大学（スイス）、テキサス大学ダラス校、ワシントン大学、セントルイス・ワシントン大学、ヨーク大学（カナダ）が含まれていた。インペリアル・カレッジ・ロンドンとブリストル大学の科学者たちは、このミッションにハードウェアを提供し、顕微鏡ステーションを操作するチームの一員であった。[23]

NASA のフェニックス火星着陸船のラベル付き画像。

2005年6月2日、NASAはプロジェクトの計画進捗と予備設計の批判的なレビューを行った後、ミッションを計画通りに進めることを承認した。[24]レビューの目的は、NASAのミッションに対する信頼を確認することであった。

仕様

2006年9月のテスト中のフェニックス
発射質量
670 kg (1,480 lb) 着陸機、エアロシェル（バックシェルとヒートシールド）、パラシュート、巡航ステージを含む。[1]
ランダーマス
350 kg (770 ポンド)
着陸船の寸法
太陽電池パネルを展開した状態で全長は約5.5メートル（18フィート）。サイエンスデッキ単体の直径は約1.5メートル（4.9フィート）。地上からMETマストの先端までの高さは約2.2メートル（7.2フィート）。
コミュニケーション
ミッションの巡航段階全体を通してXバンドを使用し、打ち上げ機の第3段から分離後の初期通信にも使用されます。UHFリンクは、突入、降下、着陸段階、そして火星表面での運用中に、火星周回衛星を介して中継されます。フェニックスのUHFシステムは、NASAのマーズ・オデッセイ、マーズ・リコネッサンス・オービター、そして欧州宇宙機関のマーズ・エクスプレスの中継機能と互換性があります。相互接続にはプロキシミティ1プロトコルが使用されています。[25]
力
巡航段階の電力は、巡航段階に搭載された2枚の10角形 ガリウムヒ素 太陽電池パネル（総面積3.1 m 2 (33 sq ft)）によって生成され、着陸機の電力は、火星表面に着陸した後に着陸機から展開される2枚のガリウムヒ素太陽電池アレイパネル（総面積7.0 m 2 ( 75 sq ft)）によって生成される。NiH 2バッテリーの容量は16 A·hである。[26]

着陸機システムには、宇宙船の指揮とデータの処理用のRAD6000ベースのコンピュータシステムが含まれています。 [27]着陸機の他の部分は、太陽電池パネルとバッテリーを含む電気システム、宇宙船を着陸させるための誘導システム、巡航段階のためにエアロジェット-レドモンド事業部によって製造された8つの4.4 N（1.0 lbf）と22 N（5.0 lbf）の一液性 ヒドラジンエンジン、フェニックスを着陸させるための12の302 N（68.0 lbf）エアロジェット一液性ヒドラジンスラスタ、機械および構造要素、宇宙船が冷えすぎないようにするためのヒーターシステムです。

科学ペイロード

NASAのエンジニアたちが開発中のフェニックス火星着陸機。計画されていた運用期間は火星日90日。火星の1日は地球日より40分長い。

フェニックスは、不運にも打ち上げられなかった火星極地着陸機に搭載されたアリゾナ大学製パノラマカメラと揮発性物質分析装置の改良版に加え、打ち上げが中止されたマーズ・サーベイヤー2001着陸機用に開発された実験装置（ジェット推進研究所の溝掘りロボットアーム、湿式化学実験室一式、光学顕微鏡および原子間力顕微鏡など）を搭載しました。科学搭載物には、降下用画像装置と気象観測機器一式も含まれていました。[28]

EDL期間中、大気構造実験が実施されました。この実験では、着陸機が大気圏を降下する過程で記録された加速度計とジャイロスコープのデータを用いて、着陸地点上空の大気の温度、圧力、密度の鉛直プロファイルを作成しました。[29]

ロボットアームとカメラ

ロボット掘削アーム。左：着陸時、カバーが設置された状態。右：翌日、カバーが押しのけられた状態。

ロボットアームは着陸船の基部から 2.35 メートル (7.7 フィート) 伸びるように設計されており、砂の表面から 0.5 メートル (1.6 フィート) 下まで掘削する能力があった。このアームで土や氷のサンプルを採取し、着陸船の他の機器で分析した。このアームはカリフォルニア州パサデナのAlliance Spacesystems, LLC [30] (現 Maxar Space Robotics, LLC) によってジェット推進研究所向けに設計・製造された。スコップのかかと部分に回転するやすりツールが使用され、強固な永久凍土を切削した。やすりからの切削片はスコップのかかと部分に排出され、機器に届けられるように前部へ送られた。やすりツールはジェット推進研究所で考案された。飛行バージョンのやすりは HoneyBee Robotics によって設計・製造された。 2008年5月28日、アーム展開の指令が送られ、まず地球生命体による火星土壌の汚染を防ぐための保護カバーが押しのけられた。スコップの真上にあるロボットアームに取り付けられたロボットアームカメラ（RAC）は、掘削エリアのフルカラー画像を撮影し、スコップが持ち帰ったサンプルを検証し、ロボットアームが掘削したばかりのエリアの粒子を調査することができた。このカメラは、アリゾナ大学とドイツのマックス・プランク太陽系研究所[ 31]によって製造された。[32]

アリゾナ大学が開発したサーフェス ステレオ イメージャー (SSI)。

表面ステレオイメージャー

着陸機の主カメラは表面ステレオイメージャー（SSI）でした。これは「マーズ・パスファインダーとマーズ・ポーラー・ランダーに使用されたイメージャーの高解像度アップグレード」と説明されているステレオカメラです。[33]火星北極圏の複数のステレオ画像を撮影し、また太陽を基準として、塵、空気、その他の要因による火星大気の歪みを測定しました。このカメラは、アリゾナ大学とマックス・プランク太陽系研究所の共同研究により提供されました。[34] [35]

熱および発生ガス分析装置

熱発生ガス分析装置（TEGA）。

熱発生ガス分析装置（TEGA）は、高温炉と質量分析計を組み合わせた装置です。火星の塵のサンプルを焼いて、発生した蒸気の組成を決定するために使用されました。大きなボールペンほどの大きさのオーブンが8つあり、それぞれが1つのサンプルを分析できるため、合計8つの個別のサンプルを分析できました。チームメンバーは、放出された水蒸気と二酸化炭素ガスの量、サンプルに含まれる水氷の量、過去のより湿潤で温暖な気候の間に形成された可能性のある鉱物の存在を測定しました。この装置は、メタンなどの有機揮発性物質も10ppbの精度で測定しました。TEGAはアリゾナ大学とテキサス大学ダラス校によって構築されました。[36]

2008年5月29日（ソル4）の電気テストで、TEGAで断続的な短絡が発生していることが示されました。[37]これは、揮発性物質をイオン化する2つのフィラメントのうちの1つに不具合が発生したことが原因です。[38] NASAは、バックアップフィラメントをプライマリフィラメントとして、またはその逆を設定することで、この問題を回避しました。[39]

6月初旬、TEGAに土壌を入れようとする最初の試みは、土壌がスクリーンに通らないほど「固まり」すぎたため失敗に終わった。[40] [41] 6月11日、TEGAのスクリーンに土壌サンプルを通そうと何度か試みた後、8つのオーブンのうち最初のオーブンに土壌サンプルが充填された。[要出典] 6月17日、このサンプルには水分は検出されなかったと発表された。しかし、オーブンに入る前に数日間大気にさらされていたため、含まれていた可能性のある初期の氷は昇華によって失われた可能性がある。[要出典]

火星降下イメージャー

Malin Space Science Systems 社が製造した火星降下画像装置。

火星降下イメージャー（MARDI）は、降下最後の3分間に着陸地点の写真を撮ることを目的としていました。当初の計画では、エアロシェルが火星の土壌から約8km（5.0マイル）上空で離脱した後、撮影を開始する予定でした。[要出典]

打ち上げ前の宇宙船の試験で、MARDI画像データと宇宙船の他の様々な部分からのデータを送るために設計されたインターフェースカードに潜在的なデータ破損問題が発見されました。潜在的な問題は、インターフェースカードが宇宙船の最終降下における重要な段階でMARDI画像を受信した場合に発生する可能性があり、その時点で宇宙船の慣性計測装置からのデータが失われる可能性があります。このデータは降下と着陸を制御するために重要です。これは許容できないリスクであると判断され、ミッション中はMARDIを使用しないことが決定されました。[42]欠陥の発見が修理するには遅すぎたため、カメラはフェニックスに搭載されたままでしたが、写真撮影には使用されず、内蔵マイクも使用されませんでした。[43]

MARDIの画像は、着陸機の着陸地点を正確に特定し、潜在的な科学目標の発見に役立つ可能性もあることを目的としていました。また、着陸機の着陸地点が周囲の地形の典型例であるかどうかを調べるためにも使用されることになっていました。MARDIはマリン・スペース・サイエンス・システムズ社によって製造されました。[44]撮影プロセス中の電力消費はわずか3ワットで、他のほとんどの宇宙カメラよりも低いものでした。MARDIは元々、マーズ・サーベイヤー2001着陸機ミッションで同様の機能を果たすように設計・製造されていましたが、このミッションが中止された後、MARDIはフェニックス着陸機に搭載されるまで数年間保管されていました。

顕微鏡、電気化学、導電率分析装置

ビーカーの側面にいくつかの電気化学センサーが取り付けられた、湿式化学ビーカーのプロトタイプ。

顕微鏡・電気化学・伝導率分析装置（MECA）は、当初は中止されたマーズ・サーベイヤー2001着陸ミッションのために設計された機器パッケージです。湿式化学実験室（WCL）、光学顕微鏡、原子間力顕微鏡、そして熱伝導率および電気伝導率プローブで構成されています。[45] MECAはジェット推進研究所（JPL）によって製造されました。原子間力顕微鏡はヌーシャテル大学が率いるスイスのコンソーシアムによって提供されました。[46]

研究者たちはMECAを用いて、直径16μmほどの土壌粒子を調べ、さらに土壌中の水溶性イオンの化学組成を特定しようと試みた。また、ロボットアームスコップに装着したプローブを用いて、土壌粒子の電気伝導率と熱伝導率も測定した。[47]

サンプルホイールと移動ステージ

この装置は、69個のサンプルホルダーのうち6個をMECA装置の開口部に挿入し、ロボットアームがサンプルをそこに送り込み、光学顕微鏡と原子間力顕微鏡へと搬送する。[48] インペリアル・カレッジ・ロンドンが顕微鏡サンプル基板を提供した。[49]

光学顕微鏡

アリゾナ大学が設計したこの光学顕微鏡は、火星のレゴリスを256ピクセル/mm（16マイクロメートル/ピクセル）の解像度で撮影することができます。顕微鏡の視野は、ロボットアームがサンプルを運ぶ2mm×2mm（0.079インチ×0.079インチ）のサンプルホルダーです。サンプルは、赤、緑、青のLED 9個、または紫外線を発するLED 3個によって照射されます。CCDチップの読み出し用の電子機器は、同一のCCDチップを搭載したロボットアームカメラと共有されています。

原子間力顕微鏡

原子間力顕微鏡は、光学顕微鏡に送られる試料の小さな領域にアクセスできます。この装置は、8つのシリコン結晶チップのうちの1つで試料を走査し、チップと試料間の反発力を測定し、最大分解能は0.1マイクロメートルです。この原子間力顕微鏡は、ヌーシャテル大学が率いるスイスのコンソーシアムによって提供されました。[46]

湿式化学実験室 (WCL)

フェニックス搭載の湿式化学実験室で火星の土壌サンプルと水を混合する様子を示すイラスト

湿式化学実験室（WCL）のセンサーアセンブリと浸出液は、サーモフィッシャーサイエンティフィック社によって設計・製造された。[50] WCLアクチュエータアセンブリは、コロラド州ボルダーのスターシスリサーチ社によって設計・製造された。タフツ大学は試薬ペレット、バリウムISE、ASV電極を開発し、センサーアレイの飛行前特性評価を実施した。[51]

ロボットアームは土壌をすくい上げ、4つの湿式化学実験室の1つに投入した。そこに水を加え、攪拌しながら、電気化学センサーアレイが土壌から水中に浸出したナトリウム、マグネシウム、カルシウム、硫酸塩などの12種類の溶解イオンを測定した。これにより、土壌の生物学的適合性に関する情報が得られ、土着の微生物と将来の地球訪問者の両方にとって有益であることが示唆された。[52]

4つの湿式化学実験室はすべて同一で、それぞれ26個の化学センサーと温度センサーを備えていました。ポリマーイオン選択電極（ISE）は、イオン選択膜を挟んだ電位の変化を濃度の関数として測定することで、イオン濃度を測定することができました。[53]酸素と二酸化炭素用の2つのガス検知電極は同じ原理で動作しますが、ガス透過性膜を使用しています。サイクリックボルタンメトリーとアノーディックストリッピングボルタンメトリーには、金の微小電極アレイが使用されました。サイクリックボルタンメトリーは、変化する電位の波形を印加し、電流-電圧曲線を測定することでイオンを調べる方法です。アノーディックストリッピングボルタンメトリーでは、まず印加電位によって金属イオンを金電極上に析出させます。電位を反転させた後、金属が電極から剥離される際の電流を測定します。[要出典]

熱・電気伝導率プローブ（TECP）

プラスチック製のヘッドに 4 本の金属感知針が取り付けられた熱および電気伝導率プローブ (TECP)。

MECAには熱電気伝導プローブ（TECP）が搭載されています。[47]デカゴン・デバイセズ社が設計したTECPには[47]、火星の土壌温度、相対湿度、熱伝導率、電気伝導率、誘電率、風速、気温を 測定する4つのプローブが搭載されています。

4基のプローブのうち3基には、微小な発熱体と温度センサーが内蔵されています。1基のプローブは内部の発熱体を用いて熱パルスを発信し、パルスの発信時刻を記録し、プローブから熱が放散される速度を監視します。隣接するプローブは熱パルスの到達を感知します。熱がプローブから発せられる速度と、プローブ間を伝わる速度を測定することで、科学者は熱伝導率、比熱（レゴリスの熱伝導能力と蓄熱能力の比）、そして熱拡散率（土壌中における熱擾乱の伝播速度）を測定することができます。[54]

プローブは誘電率と電気伝導率も測定し、これらはレゴリスの水分と塩分濃度の計算に使用できます。針1と針2は連携して、レゴリス中の塩分濃度の測定、土壌を加熱してレゴリスの熱特性（熱伝導率、比熱、熱拡散率）の測定、そして土壌温度の測定を行います。針3と針4はレゴリス中の液体の水を測定します。針4は針1と針2の基準温度計です。[54]

TECP湿度センサーは相対湿度センサーであるため、絶対湿度を測定するには温度センサーと組み合わせる必要があります。相対湿度センサーと温度センサーは両方ともTECPの回路基板に直接接続されているため、同じ温度にあると想定されます。[54]

気象観測所

気象観測所（MET）は、フェニックス計画の期間中、火星の毎日の気象を記録した。風向計、気圧・温度センサーを装備している。METには、空気中の塵粒子の数をサンプリングするためのライダー（光検出・測距）装置も含まれている。これはカナダでオプテック社とMDA社によって設計され、カナダ宇宙庁の支援を受けた。ヨーク大学のダイアン・ミケランジェリ教授[55] [56]が当初率いたチームが、2007年に同教授が逝去した後、ジェームズ・ホワイトウェイ教授が引き継ぎ、[57]ステーションの科学運用を監督した。ヨーク大学のチームには、アルバータ大学、オーフス大学（デンマーク）[58]ダルハウジー大学[ 59]フィンランド気象研究所[60]オプテック社、カナダ地質調査所からの協力が含まれている。ブリティッシュコロンビア州リッチモンドのカナダ兵器メーカー、マクドナルド・デットワイラー・アンド・アソシエイツ（MDA）がMETを建造した。[ 61]

カナダ宇宙庁によって建設された気象観測所 (MET)。
フェニックスは、風の強さと風向を測定するための目盛りを高さ2.3メートルに設置したMET気象観測マストを展開し、撮影しました。この鮮明画像は、ソル3の北東からの風を示しています。

ミッション期間中、地上風速、気圧、気温も（テルテール、気圧、気温センサーから）監視され、大気の経時的な変化が示されています。大気への塵と氷の寄与を測定するために、ライダーが使用されました。ライダーは、局所的な大気中の塵、氷、霧、雲の鉛直分布を調査することで、惑星境界層の時間依存構造に関する情報を収集しました。 [要出典]

フェニックスで測定された最低気温のグラフ

1メートル（3.3フィート）の垂直マスト（格納状態）には、着陸船のデッキから約250、500、1,000ミリメートル（9.8、19.7、39.4インチ）の高さに3つの温度センサー（熱電対）が設置されている。これらのセンサーは、マスト基部の絶対温度測定値を基準としていた。フィンランド気象研究所製の圧力センサーは、デッキ表面に設置され、METペイロードの取得用電子機器を収容するペイロード電子機器ボックス内に設置されている。圧力センサーと温度センサーは、ソル0（2008年5月26日）に運用を開始し、2秒ごとにサンプリングを行い、継続的に稼働した。[要出典]

テルテールは、カナダとデンマークが共同で開発した風速と風向の大まかな推定値を提供する機器（右）です。風速は観測された鉛直からの偏向量に基づき、風向は偏向の方向によって推定されます。テルテールの下部に設置された鏡と、上部に設置された（鏡を通して観測される）校正用の「十字」が、測定精度を高めるために使用されています。この測定にはSSIカメラとRACカメラのどちらでも使用できますが、通常はSSIカメラが使用されています。昼夜を問わず定期的に観測を行うことで、フェニックス着陸地点における風の日周変動を理解するのに役立ちます。[要出典]

風速は時速11～58キロメートル（時速6.8～36.0マイル）の範囲で推移し、通常の平均風速は時速36キロメートル（時速22マイル）であった。[62]

火星におけるライダーの初運用。望遠鏡 (黒い管) とレーザー ウィンドウ (手前の小さな開口部) が見える。

垂直指向型ライダーは、複数の種類の後方散乱（例えばレイリー散乱やミー散乱）を検出することができ、レーザーパルス生成から大気粒子による散乱光の戻りまでの遅延によって、散乱が発生する高度が決定されます。異なる波長（色）の後方散乱光からも追加情報が得られ、フェニックスシステムは532 nmと1064 nmの両方の波長を透過しました。このような波長依存性は、氷と塵の識別を可能にし、実効的な粒子サイズの指標として役立つ可能性があります。[要出典]

2回目のライダー運用の等高線図。色は、上空を通過する塵の経時変化を示しています（赤/オレンジ：塵増加、青/緑：塵減少）。

フェニックス・ライダーのレーザーは、1064 nmと532 nmの2波長を持つパッシブQスイッチ Nd:YAGレーザーであった。100 Hzで動作し、パルス幅は10 nsであった。散乱光は2つの検出器（緑色と赤外線）で受信され、緑色信号はアナログモードと光子計数モードの両方で収集された。[63] [64]

LIDAR 作動中 (中央右の細い垂直ビーム)。

ライダーは、ソル3（2008年5月29日）の正午に初めて運用され、最初の地球外表面大気プロファイルを記録しました。この最初のプロファイルは、火星の大気の最初の数キロメートルによく混合された塵があることを示しており、散乱信号の顕著な減少によって惑星境界層が観測されました。等高線図（右）は、時間と高度の関数として塵の量を示しており、暖色（赤、オレンジ）は塵が多いことを示し、寒色（青、緑）は塵が少ないことを示しています。また、レーザーの温度上昇による計測効果もあり、時間の経過とともに塵が増えているように見えます。プロットでは高度3.5 km（2.2マイル）の層が見られますが、これは余分な塵である可能性がありますが、これが取得されたソルの時間を考えると可能性は低いですが、低高度の氷の雲である可能性があります。[要出典]

左の画像は、SSIが真上を向いて観測した、火星表面で作動するライダーレーザーを示しています。レーザービームは、中心から少し右にあるほぼ垂直の線です。頭上の塵は、背景を動いているだけでなく、明るい輝きとなってレーザービームを通過しているのも見えます。[65]ビームが途切れているように見えるのは、SSIがレーザーを観測する角度が非常に小さいためです。SSIは、ビームの経路に沿って、光を反射する塵よりも上方を観測しています。[要出典]

レーザー装置は雲から雪が降っているのを発見した。これはミッション以前には知られていなかった現象であった。[66]また、その地域で巻雲が発生したことも判明した。[67]

ミッションのハイライト

打ち上げ

2007年8月5日から2008年5月25日までのフェニックスの軌道のアニメーション
   フェニックス ·   太陽 ・   地球 ・   火星

フェニックスは、2007年8月4日午前5時26分34秒（東部夏時間） （協定世界時9時26分34秒）に、ケープカナベラル空軍基地の17-A発射台からデルタII 7925ロケットで打ち上げられた。打ち上げは正常で、大きな異常はなかった。フェニックス着陸機は非常に精密な軌道に配置されたため、2007年8月10日午前7時30分（東部夏時間）（協定世界時11時30分）に行われた最初の軌道修正燃焼の速度はわずか18 m/sだった。打ち上げは、 2007年8月3日から2007年8月24日までの打ち上げ時間帯に行われた。打ち上げ時間帯が短かったため、当初7月7日に予定されていたドーン・ミッションの打ち上げは、フェニックスの後の9月に延期された。デルタIIロケットが選ばれたのは、2003年のスピリットとオポチュニティ火星探査ローバー、 1996年のマーズ・パスファインダーの打ち上げなど、その成功した打ち上げ実績によるものである。 [68]

夜光雲は、フェニックスの打ち上げに使用されたデルタII 7925ロケットの排気ガスによって生成された。[69]雲の色は、排気ガスの跡に存在する氷の粒子のプリズムのような効果から形成された。

進入、降下、着陸

上：火星探査機（MRO）が、幅10kmのヘイムダル・クレーター（実際には20km離れた場所）の視線上にフェニックス（左下隅）を撮影した。（左）MROが撮影した、火星の大気圏を降下中のパラシュートから吊り下げられたフェニックス。（右） 下：北極冠付近のフェニックス着陸地点（左）。火星表面上のフェニックスをMROが撮影した画像。パラシュート／バックシェル、耐熱シールドが写っている拡大画像もご覧ください。（右）

ジェット推進研究所は、火星を周回する2つの運用衛星、マーズ・リコネッサンス・オービターとマーズ・オデッセイの軌道を調整しました。欧州宇宙機関（ESA）も同様に、2008年5月25日に火星探査機マーズ・エクスプレスの軌道を適切な軌道に調整し、フェニックスが大気圏に突入し、その後火星表面に着陸する様子を観測しました。この情報は、将来の着陸機の改良に役立つ設計情報です。[70]予定着陸エリアは100km×20km（62×12マイル）の楕円形で、非公式に「グリーン・バレー」[71]と呼ばれる地形を覆っています。この地形は、極地以外で最も水氷が密集しています。

フェニックスは時速約21,000キロメートル（13,000マイル）で火星の大気圏に突入し、7分以内に時速8キロメートル（5.0マイル）まで減速して表面に着陸した。大気圏突入の確認は太平洋夏時間午後4時46分（協定世界時23時46分）に受信された。太平洋夏時間午後4時53分44秒に受信された無線信号[72]により、フェニックスは困難な降下を生き延び、15分前に着陸したことが確認され、地球から6億8000万キロメートル（4億2200万マイル）の飛行を完了した。[73]

理由は不明であるが、パラシュートの展開が予定より約7秒遅れ、着陸地点は東に約25～28km (16～17マイル)、予測された99%着陸楕円の端近くに及んだ。 マーズ・リコネッサンス・オービターの 高解像度撮像科学実験 (HiRISE)カメラは、火星の大気圏を降下中のフェニックスがパラシュートから吊り下げられている様子を撮影した。これは、宇宙船が惑星に着陸する様子を撮影した初の事例となった[74] [75] (月は惑星ではなく衛星であるため)。同じカメラは、月面上のフェニックスも十分な解像度で撮影し、着陸機と2つの太陽電池アレイを識別できた。地上管制官はオデッセイと火星探査機マーズ・リコネッサンス・オービターのドップラー追跡データを使用して、着陸機の正確な位置を68°13′08″N 234°15′03″E / 68.218830°N 234.250778°E / 68.218830; 234.250778と決定した。[76] [77]

フェニックスは2008年5月25日[78] 、火星北半球の春の終わり（L s =76.73）にヴァスティタス・ボレアリスの緑の谷に着陸した。この谷では、火星の一日中、太陽がソーラーパネルを照らしていた。[79]火星北半球の夏至（2008年6月25日）までに、太陽は最大高度47.0度に達した。フェニックスは2008年9月初旬に最初の日没を経験した。[79]

着陸は平坦な地面に行われ、着陸機の記録によると傾斜はわずか0.3度でした。着陸直前、着陸機はスラスターを使用して太陽電池パネルを東西方向に向け、発電量を最大化しました。着陸機は太陽電池パネルを開く前に15分間待機し、塵が落ち着くのを待ちました。着陸機からの最初の画像は、太平洋夏時間午後7時（2008年5月26日午前2時）頃に公開されました。[80]画像には、小石が散らばり、直径約5メートル（16フィート）、高さ約10センチメートル（3.9インチ）の多角形に小さな溝が刻まれた表面が写っています。大きな岩や丘は予想通り存在しませんでした。

1970年代のバイキング宇宙船と同様に、フェニックスは最終降下のために逆噴射ロケットを使用した。 [81]ミシガン大学のミッション共同研究者ニルトン・レノと彼の学生によって行われた実験では、着陸時にどのくらいの表面の塵が巻き上げられるかが調査された。[82]共同研究者サム・クナベスが率いるタフツ大学の研究者は、ヒドラジン推進剤によるアンモニア汚染の程度とそれが化学実験に及ぼす可能性のある影響を特定するために、さらに詳細な実験を行った。2007年、ワシントン州立大学のディルク・シュルツ＝マクフ教授によるアメリカ天文学会への報告書では、火星には過酸化物ベースの生命体が存在する可能性があるが、バイキング着陸船は予期せぬ化学反応のためにそれを検出できなかったと示唆した。[83]この仮説は、フェニックスへの変更が可能になったずっと後に提唱された。フェニックス計画の調査員の一人であるNASAの宇宙生物学者クリス・マッケイ氏は、この報告書が「彼の興味をそそった」とし、フェニックスの機器を使ってこの仮説を検証する方法が模索されるだろうと述べた。

表面ミッション

地上からの通信

火星の永久凍土の熱収縮亀裂多角形の近似カラーフォトモザイク。

2008年5月27日、地球からのコマンドが火星のフェニックス着陸機に中継されなかったため、ロボットアームの最初の動きは1日遅れました。コマンドは予定通りNASAのマーズ・リコネッサンス・オービター（MRO）に送信されましたが、フェニックスへのコマンド中継用のオービターのエレクトラUHF無線システムが一時的に停止しました。新たなコマンドがないため、着陸機は代わりに一連のバックアップ活動を行いました。5月27日、MROはこれらの活動から得られた画像やその他の情報を地球に中継しました。

ロボットアームはフェニックス火星探査ミッションの重要な部分でした。5月28日、ミッションを率いる科学者たちは、ロボットアームを展開し、着陸地点の画像を撮影するためのコマンドを送信しました。画像から、探査機がトラフを横切る多角形を掘削し、その中心部まで掘削できる場所に着陸したことが明らかになりました。[84]

着陸機のロボットアームは、2008年5月31日（ソル6）に初めて火星の土壌に触れました。数日間のシステムテストの後、土をすくい上げ、火星の土壌から氷のサンプルを採取し始めました。[85]

浅い地下水氷の存在

着陸地点の多角形の亀裂は以前にも軌道上から観測されており、地球の極地や高高度地域の永久凍土地帯で見られるパターンに似ている。[ 86 ]フェニックスのロボットアームカメラは、ソル5に着陸機の下の画像を撮影した。そこには、スラスターの排気ガスが上部の緩い土壌を吹き飛ばしたときに露出した滑らかで明るい表面の斑点が写っている。[87]その後、それは水氷であることが判明した。[88] [89]

2008年6月19日（ソル24）、NASAは、ロボットアームで掘削された「ドードー・ゴルディロックス」溝で、サイコロ大の明るい物質の塊が4日間かけて蒸発したと発表した。これは、これらの塊が水氷で構成されており、露出後に昇華した可能性を強く示唆している。ドライアイスも昇華するが、現在の状況下では観測されたよりもはるかに速い速度で昇華すると考えられる。[90] [91] [92]

2008年7月31日（ソル65）、NASAは、フェニックス探査機が2002年にマーズ・オデッセイ探査機によって予測された通り、火星に水氷が存在することを確認したと発表した。新しいサンプルの初期加熱サイクル中、TEGAの質量分析計はサンプル温度が0℃に達した際に水蒸気を検出した。[93] 火星の現在の低い大気圧では、低高度で短期間存在する場合を除き、液体の水は火星表面には存在できない。[94] [95]

フェニックスが順調に機能していることを受け、NASAは2008年9月30日（ソル125）までの運用資金を発表しました。科学チームは、水の氷が生命活動に利用できるほど十分に解けるかどうか、そして炭素を含む化学物質やその他の生命の原材料が存在するかどうかを調べる作業を行いました。

さらに、2008年から2009年初頭にかけて、NASA内では着陸機の着陸脚の写真に写っている「塊」の存在をめぐって議論が巻き起こった。この塊は水滴であるとか「霜の塊」であるなどと様々な解釈がなされてきた。[96]フェニックス科学プロジェクト内での合意が得られなかったため、この問題はNASAの記者会見で取り上げられることはなかった。[96]

ある科学者は、着陸機のスラスターが着陸時に火星地表直下から塩水を着陸支柱に吹き付けたのではないかと考えた。この塩水は空気中の水蒸気を吸収し、最初の44ソル（火星日）の間に塩水が大きくなったように見え、その後火星の気温が下がるにつれてゆっくりと蒸発していったと考えられる。[96]

  • フェニックスが火星の土壌に掘った最初の2つのトレンチ。右側のトレンチは非公式に「ベイビーベア」と呼ばれ、搭載されたTEGAと光学顕微鏡に分析のために送られた最初のサンプルの採取元です。
    フェニックスが火星の土壌に掘った最初の2つのトレンチ。右側のトレンチは非公式に「ベイビーベア」と呼ばれ、搭載されたTEGAと光学顕微鏡に分析のために送られた最初のサンプルの採取元です。
  • 拡大された「ドードー・ゴルディロックス」海溝の明るい物質の塊は4日間で消えたが、これは露出後に昇華した氷で構成されていたことを示唆している。[90]
    拡大された「ドードー・ゴルディロックス」海溝の明るい物質の塊は4日間で消えた。これは、それらが露出後に昇華した氷で構成されていたことを示唆している。[90]
  • 氷の昇華を示す写真のカラーバージョン。画像の右上の挿入図では、海溝の左下隅が拡大されている。
    氷の昇華を示す写真のカラーバージョン。画像の右上の挿入図では、海溝の左下隅が拡大されている。

湿式化学

2008年6月24日（ソル29）、NASAの科学者たちは一連の科学試験を開始した。ロボットアームがさらに土壌をすくい上げ、3つの異なる搭載分析装置に運んだ。分析装置は、土壌を焼成して放出ガスを検査するオーブン、顕微鏡画像装置、そして湿式化学実験室（WCL）である。[97]着陸機のロボットアームのすくい上げは、ソル29（着陸後の火星日数で29日目、つまり2008年6月24日）に湿式化学実験室の搬送ファンネルの上に配置された。土壌はソル30（2008年6月25日）に機器に移され、フェニックスは最初の湿式化学試験を実施した。ソル31（2008年6月26日）に、フェニックスは土壌中の塩分と酸性度に関する情報を含む湿式化学試験結果を送信した。湿式化学実験室（WCL）[98]は、顕微鏡、電気化学、導電率分析装置（MECA）[99]と呼ばれる一連のツールの一部でした。

  • フェニックスの足跡の画像。舞い上がった塵が落ち着くまで、着陸から15分以上経過してから撮影された。
    フェニックスの足跡の画像。舞い上がった塵が落ち着くまで、着陸から15分以上経過してから撮影された。
  • フェニックスからの最初の表面画像の 1 つ。
    フェニックスからの最初の表面画像のうちの 1 つ。
  • 着陸船の下から南側の足場に向かって撮影した画像。明るい表面が点在しており、おそらく氷と思われる。[88]
    着陸船の下から南側の足場方向を見たところ、明るい表面が点在しており、おそらく氷と思われる。[88]
フェニックス着陸船近くの岩のパノラマ（2008 年 5 月 25 日）。
フェニックス着陸船付近の岩のパノラマ（2008 年 8 月 19 日）。

着陸後のソル1とソル3に撮影された画像から作成した360度パノラマ写真。上部は細部を鮮明にするため、垂直方向に8倍に引き伸ばされています。フル解像度で地平線近くに見えるのは、バックシェルとパラシュート（左太陽電池アレイの右端上、約300メートル（980フィート）の距離にある明るい点）、耐熱シールドとその反射痕（左太陽電池アレイの中央上、約150メートル（490フィート）の距離にある端から端まで続く2本の暗い筋）です。地平線上、気象観測マストの左側にはクレーターがあります。

ミッション終了

フェニックス着陸船 – 10年後のビフォー/アフター（アニメーション；2017年12月21日）[100]

太陽電池式着陸機は、3か月の主ミッションよりも2か月長く稼働した。着陸機は90日間稼働するように設計されており、2008年8月の主なミッションの成功以来、ボーナスタイムで稼働していた。[8] [101] 2008年10月28日（ソル152）、着陸機は、この時期に予想されるように、着陸機に届く日光の量が不十分であることに基づく電力制約によりセーフモードに入った。 [102]そこで、機器を保温する4つのヒーターを停止することが決定され、着陸機がセーフモードから戻ると、最初のステップで当初計画されていた1つではなく、2つのヒーターをオフにするコマンドが送信された。関連するヒーターは、着陸以来使用されていない着陸機のロボットアーム、TEGA機器、および花火ユニットに熱を供給していたため、これら3つの機器も停止された。

11月10日、フェニックスミッションコントロールはフェニックス着陸船との連絡が途絶えたと報告した。最後の信号は11月2日に受信された。[103]探査機の故障は、発電量をさらに減少させた砂嵐の結果として発生した。[104]探査機の作業は終了したが、機器からのデータの分析はまだ初期段階にあった。

2010年のコミュニケーションの試み

極寒の火星の冬を耐えられるようには設計されていなかったが、探査機の安全モードにより、次の火星の春に着陸機がバッテリーを再充電できれば通信を再確立できるという選択肢が残されていた。[105]しかし、着陸地点は通常、火星の冬の間は北極の氷冠の一部となる地域にあり、着陸機は軌道上からドライアイスに包まれているのが観察された。[106]着陸機付近の二酸化炭素の氷の層はピーク時には約30グラム/平方センチメートルになると推定されており、これは少なくとも19センチメートル（7.5インチ）の厚さの高密度のドライアイス板を作るのに十分な量である。[107] 探査機の脆弱な太陽電池パネルは重量で壊れてしまう可能性が高いため、このような状況に耐えられるとは考えられなかった。[107] [108]

科学者たちは2010年1月18日（ソル-835）からフェニックスとの交信を試みましたが、失敗しました。2月と4月にも同様の試みが行われましたが、着陸機からの信号は受信されませんでした。[105] [106] [109] [110]プロジェクトマネージャーのバリー・ゴールドスタインは2010年5月24日、プロジェクトを正式に終了すると発表した。マーズ・リコネッサンス・オービター（MRO） からの画像によると、火星の冬の凍結により太陽電池パネルが修復不可能な損傷を受けていることが確認されました。[111] [112]

ミッションの結果

風景

これまで火星で着陸機（バイキングとパスファインダー）が訪れた他の場所とは異なり、フェニックス近郊の岩はほぼすべて小さい。カメラで見える範囲では、土地は平坦だが、直径2～3メートル（6.6～9.8フィート）の多角形になっており、深さ20～50センチメートル（7.9～19.7インチ）の谷で区切られている。これらの形状は、土壌中の氷が大きな温度変化によって膨張と収縮を繰り返すことによって生じる。顕微鏡で観察すると、多角形の上の土壌は平らな粒子（おそらく粘土の一種）と丸い粒子で構成されていることがわかった。また、これまで火星で訪れた他の場所とは異なり、この場所には波紋や砂丘はない。[88]氷は多角形の中央部で地表から数インチ下に存在し、縁に沿って氷の深さは少なくとも20センチメートル（8インチ）ある。氷が火星の大気にさらされると、ゆっくりと昇華する。[113]いくつかの砂塵旋風が観測された。

天気

巻雲から雪が降るのが観測された。雲は大気圏の高度が−65℃（−85℉）付近で形成されたため、雲は二酸化炭素の氷（ドライアイス）ではなく水の氷でできているはずである。火星の大気の低圧下では二酸化炭素の氷が形成される温度は−120℃（−184℉）よりずっと低いからである。現在ではこの場所では水の氷（雪）は年内に積もったであろうと考えられている。[114]これは火星の天候を理解する上で画期的な出来事である。風速は時速11～58km（時速6.8～36.0マイル）であった。通常の平均風速は時速36km（時速22マイル）であった。これらの風速は高いように思えるが、火星の大気は非常に薄く（地球の1%未満）、そのため探査機に大きな力は及ぼさなかった。ミッション中に測定された最高気温は−19.6℃（−3.3℉）、最低気温は−97.7℃（−143.9℉）でした。[62]

気候サイクル

探査機から送信されたデータの解釈は、科学誌「サイエンス」に掲載されました。査読済みデータによると、水氷の存在が確認され、この場所は近年、より湿潤で温暖な気候であったことが示されています。火星の土壌に炭酸カルシウムが見つかったことから、科学者たちは、この場所が地質学的な過去に湿潤または湿潤であったと考えています。季節的あるいはより長い周期の日周サイクルの間、水は薄い膜状で存在していた可能性があります。火星の傾きや黄道傾斜は地球よりもはるかに大きく変化するため、湿度が高かった時期もあった可能性があります。[115]

表面化学

化学分析の結果、表土はpH7.7 ±0.5の中程度のアルカリ性を示した。[ 53 ] [116]全体的な塩分濃度は中程度である。TEGAによる最初の土壌サンプルの分析では、最終加熱サイクル（最高温度1,000℃）中に放出された結合水とCO2の存在が示された。[ 117 ]

サンプルで検出・測定された元素は、塩化物、重炭酸塩、マグネシウム、ナトリウム、カリウム、カルシウム、硫酸塩である。[116]さらなるデータ分析により、土壌には少なくとも1.1％の可溶性硫酸塩（SO4 2-）が含まれていることが示され、土壌の精製された組成が示された。[ 116 ]

フェニックス水文クラッカー（WCL）の分析により、土壌中のCa(ClO 4 ) 2 は、おそらく6億年もの間、いかなる形態の液体水とも相互作用していないことが示されました。もし相互作用していたとしたら、溶解度の高いCa(ClO 4 ) 2 は液体水と接触してもCaSO 4のみを形成していたはずです。これは、液体水との相互作用が最小限、あるいは全くない、極めて乾燥した環境であったことを示唆しています。[118] pHと塩分濃度は、生物学的観点からは無害と考えられました。

過塩素酸塩

2008年8月1日、アビエーション・ウィーク誌は「 NASA​​はホワイトハウスに対し、火星の『生命の可能性』に関する主要な新しいフェニックス着陸船の発見について、近日中に発表する予定だと警告したと科学者らがアビエーション・ウィーク誌とスペース・テクノロジー誌に語った」と報じた。 [119]この報道を受けて、過去または現在の生命の証拠が発見されたのではないかという控えめなメディアの憶測が飛び交った。[120] [121] [122]この憶測を鎮めるため、NASAは火星の土壌に過塩素酸塩（ClO
4）であり、以前考えられていたほど生命に優しいものではないかもしれない。[123] [124]土壌中に約0.5％の過塩素酸塩が存在することは、広範な意味を持つ予想外の発見であった。[98]

2017年7月に発表された研究によると、火星の紫外線を模擬した照射を受けると、過塩素酸塩は殺菌作用を持つことが実証された。[125]火星表面に存在する他の2つの化合物、酸化鉄と過酸化水素は、照射された過塩素酸塩と相乗効果を発揮し、60秒後に紫外線にさらされた細胞と比較して、細胞死が10.8倍に増加した。[125]また、摩耗したケイ酸塩（石英と玄武岩）が毒性のある活性酸素種 の形成につながることもわかった。[126]この結果から、過塩素酸塩を含むサンプルを加熱すると、存在する有機物が分解されるため、有機化合物の存在に関する疑問は未解決のままとなっている。[127]しかし、火星の冷たい地下では紫外線からかなり保護されているため、耐塩性生物は、実験室実験で増加するNaClO4濃度にさらされた酵母デバリオマイセス・ハンセニイで観察されたものと同様の生理学的適応によって、過塩素酸塩濃度の上昇に耐えることができるかもしれない。[128]

過塩素酸塩（ClO 4）は強力な酸化剤であるため、将来のミッションにおけるロケット燃料や酸素源として利用できる可能性があります。[129]また、過塩素酸塩は水と混合すると、道路に塩を撒いて氷を溶かすのと同様に、水の凝固点を大幅に下げます。そのため、過塩素酸塩は今日、火星の表面に少量の液体の水を形成している可能性があります。火星の特定の地域によく見られる溝は、過塩素酸塩が氷を溶かし、急斜面の土壌を水が浸食することで形成された可能性があります。[130]過塩素酸塩は、火星の赤道付近にあるキュリオシティ探査車の着陸地点や、火星隕石EETA79001でも検出されており、[131]これらの塩が「地球全体に分布している」ことを示唆しています。[132]凍結した地下には、難溶性または保護性の高い有機化合物のみが保存されていると考えられます。[131]そのため、 2022年にエクソマーズ探査車に搭載される予定のMOMA機器は、過塩素酸塩の存在に影響されない方法を採用し、地表下の有機物を検出・測定することになる。[133]

極限環境微生物による汚染の可能性

2025年の研究では、フェニックス着陸船の製造に使用されたクリーンルームで、26種の新たな極限環境細菌が発見されました。これらの細菌の中には、宇宙で生存できるものもある可能性があります。[134] [135]

フェニックスDVD

火星の「フェニックスDVD」。

着陸船のデッキ（米国旗の隣）には、惑星協会が編集した特別な DVD が取り付けられています。ディスクには、赤い惑星に関する文学と芸術のマルチメディアコレクションである「火星のビジョン」が収められています。作品には、HGウェルズの1897年の小説「宇宙戦争」（およびオーソン・ウェルズの1938年のラジオ放送）、パーシバル・ローウェルの1908年の著書「生命の住処としての火星」（彼の提案した運河の地図付き）、レイ・ブラッドベリの1950年の小説「火星年代記」 、キム・スタンリー・ロビンソンの1993年の小説「グリーン・マーズ」などがあります。カール・セーガンやアーサー・C・クラークなどが、将来の火星訪問者や入植者に直接宛てたメッセージもあります。 2006年、惑星協会はインターネットを通じて提出された25万件の名前を集め、ディスクに収録しました。ディスクの表紙には「火星初の図書館」と謳われています。[136]このDVDは、火星の環境に耐えられるよう設​​計された特殊なシリカガラスで作られており、将来の探査機による回収を待つ間、火星表面で数百年（あるいは数千年）も保存可能です。これは、ボイジャー1号と2号のミッションで送られたボイジャーのゴールデンレコードとコンセプトが似ています。

ディスクの中央のすぐ下のテキストは次のとおりです。

惑星協会がNASAフェニックス計画に提供したこのアーカイブには、文学や芸術作品（火星のビジョン）、現代の火星探査者からの挨拶、そして火星に名前を送りたいと願った21世紀の地球人の名前が収録されています。このDVD-ROMは2007年のパソコンで読み取れるように設計されています。情報はディスク上の螺旋状の溝に保存されます。溝が金属化されている場合はレーザービームでスキャンでき、顕微鏡も使用できます。非常に小さな突起と穴がデジタル情報の0と1を表しています。溝の幅は約0.74マイクロメートルです。詳細については、標準規格ECMA-268（80mm DVD読み取り専用ディスク）を参照してください。[137]

以前のCDバージョンは、1995年秋に火星に着陸する予定だったロシアの宇宙船マルス94号に搭載されて送られる予定だった。[138]

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