電波の伝搬遅延時間測定による小天体探査ローバの位置同定法

摘要

今後の小天体探査においては，天体表面の地形観測やサンプル採取といった課題に加え，天体表面の直接探査が要求される．特にサンプル採取時にできた人工クレータは，小天体の内部が露出していることが期待されるため，理学的興味が最も高い地点の一つである．表面探査にはランダ（着陸機）やローバ（表面探査ロボット）が有効である．複数箇所を探査するには，天体表面を自由に移動できるローバが有効である．本論文では，ローバに着目し，特定ポイントへ誘導するために必要な位置同定法について議論する．小天体探査ローバの位置同定に要求される条件として，小天体表面全体で位置同定可能であることが第一に挙げられる．これまでに実現した月面上や火星上で活動した惑星探査ローバは，探査範囲がラングの近傍であって，惑星との相対的な距離で考えると，ごく局所的な範囲の移動であり，ランダとの相対的な自己位置を推定することで十分であった一方，小天体探査ローバは直径数百メートルの天体表面の広範囲を移動することが予想される．したがって，小天体の全表面で位置同定が可能であることが要求されるため，ランダをランドマークとした自己位置同定では対応領域が不十分である．探査目的地の一つである人工クレータは大きくとも直径数メートル程度であると予想される．したがって，ローバの位置同定の要求精度はメートルオーダであると考えられる．また，一般にローバへの搭載機器の重量と容積の制約が大きいため，位置同定に必要な機器は少ないほどよい．さらに理想的にはリアルタイムでローバ位置が同定できることが要求される．