NASAのESCAPADE動力地球フライバイ：ブルーとゴールドが11月7日と9日に火星へ点火

土曜日の朝、冷蔵庫ほどの大きさの宇宙機が今年最速で地球を通過し、まさにその瞬間にエンジンに点火する。NASAのESCAPADEミッションはこれを2回行う。ブルーは11月7日、米東部時間午前5時頃、ゴールドは11月9日、午前6時頃だ。各燃焼は約9分間続く。どちらも史上初である。火星行きの宇宙機が地球フライバイと最接近点でのエンジン燃焼を組み合わせた「動力フライバイ」、すなわちオーベルト・マヌーバを成功させた例はこれまでない。どちらかの燃焼に失敗すれば、その宇宙機は火星への乗り継ぎを逃し、次の好機は約2年先になる。

このマヌーバは直感に反するので、説明する価値がある。ほとんどの火星ミッションは、26か月に一度、数週間だけ開く窗口に直接遷移軌道へ投入する。ESCAPADEは逆を行った。ブルーとゴールドは2025年11月13日、ブルーオリジンのニューグレンロケットで打ち上げられたが、そのとき地球と火星は太陽の反対側にあり、直行には最悪の配置だった。そこで2機は1年間、地球近くで待機し、配置が好転するのを待った。今度は地球そのものを発射台にする。地球へ落下し、重力で加速し、最も速く移動する最接近点でエンジンに点火する。そこでの燃焼が最も大きな速度増加をもたらすからだ。燃焼により速度は時速1000マイル以上増し、秒速約6.3マイルから約6.7マイルになる。その後、10か月の火星への巡航が始まり、到着は2027年9月7日と9日と見込まれている。

私が興味を引かれるのは、マヌーバそのものだけではなく、それに付随する価格だ。ESCAPADEは、ロケット・ラボがカリフォルニア大学バークレー校宇宙科学研究所のために建造した小型ミッションで、主任研究者のロバート・リリスはその取引を率直にこう表現している。95%の成功確率のために8億ドルを使う代わりに、80%の確率のために8000万ドルを使うのだ。これは意図的な交換であり、今週が儀式ではなく真の試練である理由でもある。安いミッションは余裕が薄く、2機のうちゴールドは巡航中にすでにエンジン性能の問題を経験している。チームはそれを乗り越えたが、低コスト機での史上初の燃焼を完全にリハーサルすることはできない。物理学は古い。ヘルマン・オーベルトが1927年にこのマヌーバを記述した。しかし、正確な秒単位で、2機の異なる宇宙機でそれぞれ飛ぶことは新しい。

目的地で待つ科学こそ、リスクを冒す理由である。火星に着けば、ブルーとゴールドは別の惑星の周りを編隊で飛ぶ初の複数機ミッションとなり、太陽風——太陽から時速100万マイルで流れる粒子流——が火星の独特なハイブリッド磁気圏とどう相互作用し、大気を剥ぎ取るかを調べる。これは火星の現在だけでなく過去についての問いでもある。かつて厚い大気と流れる水を持ち、両方を失った惑星だ。2機が2つの位置から同じ現象を測れば、空間の変化と時間の変化を切り分けられる。単独のオービターにはできないことだ。動力フライバイは、その測定に至るための通行料である。

もう一つ、静かな意味がある。ESCAPADEの待機とスリングショットのルートが成功すれば、将来の小型ミッションは、完璧な打ち上げ窗口を待つことも、大型ロケットに全てを任せて高額を払うこともなく、火星へ向かう道を得る。失敗すれば、教訓はより限定的だが、それでも現実的だ。節約を上回るコストがかかる近道もあるということだ。いずれにせよ、結論はすぐに届く。11月10日の朝までには、2機とも火星へ向かっているのか、それとも1機——あるいは2機とも——が地球を周回し続け、2年の待ち時間を前にしているのかが分かる。私はこの2回の燃焼と、その後の確認を見守りたい。あえて安さを選んだミッションは、自ら公言した賭けそのもので評価されるべきだからだ。