NASAが小惑星に探査機を衝突させた際の写真

An asteroid.
Photos of the collision were taken by the crew aboard the Double Asteroid Redirection Test.Image: Unsplash/Bryan Goff
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  • NASAは、地球に衝突する可能性のある小惑星を防ぐ方法を試すため、探査機を小惑星に衝突させた。

  • この出来事の写真は、二重小惑星方向転換試験(DART)の探査機に搭乗したチームが撮影した。

  • 最後の写真は衝突の1秒前に撮影された。

  • この試験ミッションは、地球から数百万マイル離れた極めて小さな目標に探査機を送り、接近させられることを実証している。

世界初の試みとして、NASAは探査機を小惑星に衝突させた。岩石質の天体の軌道を変えることを目指したものだ。二重小惑星方向転換試験(DART)は、小惑星が地球に衝突するのを防ぐ可能性のある方法を試すことを目的としている。デビッド・バーンハート氏は、宇宙工学の教授で、南カリフォルニア大学の宇宙工学研究センター所長も務める。同氏はミッション成功を伝えるNASAのライブ配信を視聴し、現時点で分かっていることを解説する。

1. 画像から何が分かるのか?

最初の画像はDARTに搭載されたカメラで撮影され、直径約2,500フィート(780メートル)の二重小惑星系ディディモスと、その周囲を公転する、全長約525フィート(160メートル)の小さい小惑星ディモルフォスを捉えている。

この衛星小惑星ディモルフォスの画像は、DART探査機が小惑星に衝突する11秒前に撮影された。Image: The Conversation。

DARTの標的捕捉アルゴリズムがディモルフォスを捉えると、探査機は飛行経路を調整し、二つの小惑星のうち小さい方へ向かい始めた。衝突の11秒前、ディモルフォスから42マイル(68キロメートル)の距離で撮影された画像では、小惑星がカメラの視野の中央に写っている。これは標的捕捉アルゴリズムがかなり正確で、探査機がディモルフォスの中心に衝突することを意味していた。

この写真にはディモルフォスの凹凸があり岩石に覆われた表面が写っており、DARTがその表面に衝突する2秒前に撮影された。Image: The Conversation。

衝突の2秒前に撮影された最後から2枚目の画像には、小さな影も含め、ディモルフォスの岩石質の表面が写っている。これらの影が興味深いのは、DART探査機のカメラがディモルフォスを正面から捉えていた一方、太陽はカメラに対して斜めの位置にあったことを示唆するためだ。影からは、その時点でDART探査機がディモルフォスに衝突する軌道の中心にいたことがうかがえるが、小惑星がカメラに対してゆっくり回転していた可能性もある。

衝突の1秒前に撮影されたDARTの最後の画像は、地球に完全には送信されなかった。Image: The Conversation。

衝突の1秒前に撮影された最後の写真には画像の上部だけが写っているが、これは非常に興味深い。NASAが画像の一部しか受信できなかったということは、シャッターが写真を撮影したものの、DARTは、時速約14,000マイルで飛行していたため、衝突前に画像全体を送信できなかったことを示している(時速22,500キロメートル)。

2. 何が起きる想定だったのか?

DARTミッションの目的は、運動エネルギー衝突によって小惑星の軌道を変えられるか、つまり何かを小惑星に衝突させることで軌道を変えられるかを試すことだった。NASAは、小さなDARTと二つの小惑星のうち小さい方であるディモルフォスとの相対的な大きさの違いを伝えるため、ゴルフカートがエジプトのピラミッドの側面にぶつかるようなものだと例えた。試験前、ディモルフォスは約16時間でディディモスの周りを公転していた。NASAは衝突によって、ディモルフォスの公転周期が約1%、およそ10分短くなると予想している。わずかな変化だが、地球から十分離れた場所で起きれば、このような小さな押し出しによって、将来地球に向かう小惑星の軌道を少しだけ変え、衝突を防げる可能性がある。

3. 現時点で何が分かっているのか?

衝突直前にDART探査機から送られてきた最後のデータは、探査機が予定の軌道上にあったことを示している。目標地点に到達した後に画像の送信が止まったということは、衝突が成功したことを意味するほかない。

DARTが撮影した画像から多くの情報が得られると考えられるが、軌道変更も成功したかどうかが分かるまで、世界は待たなければならない。衝突の15日前、DARTは、カメラを搭載した小型衛星を放出した。この衛星は衝突の全過程を記録するよう設計されていた。小型衛星のセンサーは画像を撮影し情報を収集したはずだが、大型アンテナを搭載していないため、画像は数週間かけて少しずつ地球に送信される。

DARTの衝突による力で、ディディモスの周りを回るディモルフォスの軌道はわずかに変化すると予想される。Image: The Conversation。

4. この試験は惑星防衛にどのような意味を持つのか?

この試験は、米国政府が長年投資してきた多くの技術にとって、優れた概念実証になったと私は考える。そして重要なのは、地球から数百万マイル離れた極めて小さな目標に探査機を送り、接近させられることを実証した点だ。その意味で、DARTは大きな成功を収めた。

今後数カ月から数年にわたり、研究者たちは衝突によってどれほど軌道が変わったのか、そして何より、この種の運動エネルギー衝突によって、将来小惑星が地球を脅かすのを防げるほどの距離で、天体を実際にごくわずかでも動かせるのかを明らかにしていくだろう。

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