なぜ火星は人類にとってそれほど重要なのか?

The planet Mars showing showing Terra Meridiani is seen in an undated NASA image. NASA will announce a major science finding from the agency?s ongoing exploration of Mars during a news briefing September 28 in Washington REUTERS/NASA/Greg Shirah/Handout THIS IMAGE HAS BEEN SUPPLIED BY A THIRD PARTY. IT IS DISTRIBUTED, EXACTLY AS RECEIVED BY REUTERS, AS A SERVICE TO CLIENTS. FOR EDITORIAL USE ONLY. NOT FOR SALE FOR MARKETING OR ADVERTISING CAMPAIGNS - TM3EB9S0TGE01
We have a love and fear relationship with Mars.Image: REUTERS/NASA/Greg Shirah
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再び火星への着陸です。火星では、NASAのインサイト探査機が昨日着陸しました。今回の新たなミッションは、火星についてまだ解明されていない多くの謎の探究を続けるものです。

地球から見ると、夜空に浮かぶ大きな赤い点は、人類が宇宙について思索を始めて以来、確かに人々の関心を集めてきました。

望遠鏡による最初の観測により、火星の姿がはるかに鮮明になりました。極は氷に覆われ、熱帯地域には赤や黒のさまざまな色調が見られました。

NASAのインサイト(Interior Exploration using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport)ミッションは、火星の内部やこの惑星がどのように形成されたかについて、さらに多くのことを明らかにするはずです。

火星人に注意せよ

火星について最も興味深い記述は、イタリアの天文学者ジョヴァンニ・スキャパレッリが1877年に残したものかもしれません。彼は火星の表面に広がる密な線状構造のネットワークを観測し、それをイタリア語で「運河」を意味する「canali」と呼びました。

Image: NASA/Flammarion, La Planète Mars

しかし、この言葉は一部の英語話者によって「canals(運河)」と誤解され、それは火星人がつくったものだという含意を生むことになりました。

火星に対する私たちの愛と恐怖の入り混じった関係は、1938年にさらに新たな段階へと進みました。その年、オーソン・ウェルズが放送した、H・G・ウェルズの名作『宇宙戦争』を、あまりにもリアルに翻案した番組です。

ハロウィーンの夜に放送された火星人による地球侵略の番組は、米国の一部の聴取者をパニックに陥らせたようです。彼らはこの作り話を事実だと受け取ったのです(この出来事は1975年の映画『The Night That Panicked America』で描かれています)。どの程度のパニックが実際に起きたのかは、今なお議論の余地があります議論の余地があります。

H・G・ウェルズの1898年の小説は、その後も数多くのハリウッド映画、テレビシリーズ、ミュージカルに影響を与えてきました。その中には、スティーブン・スピルバーグによる2005年の映画『宇宙戦争』も含まれます。

火星のクローズアップ

火星の最初のクローズアップ画像は1965年、惑星を通過飛行したマリナー4号によってもたらされました。その後、1971年にマリナー9号が軌道に入りました。

Image: NASA

両探査機とも、火星が寒冷で荒涼とした砂漠のような世界であることを示しました。これらのミッション以前には、望遠鏡を通してしか火星を見ることができず、この惑星が居住可能(あるいは生命が存在)かどうかという問題は依然として未解決でした。

子どもの頃、テレビ番組でバイキング計画の画像が映し出されていたのを今でも覚えています。この計画では、2機の探査機を火星に着陸させました(1976年)。

火星に着陸した最初の成功例であり、別の惑星の表面からの画像や科学データを送ってきたこの探査機について語る代わりに、番組は火星表面にある人の顔のように見える地形や、ピラミッドに似た構造物について長い時間をかけて語っていました。

Image: NASA/JPL

これらの画像は確かに私に強い印象を与え、火星や宇宙全般への私の関心の原点となりました。

バイキング着陸機の遺産は、主に表面での最初の地球化学的特性の把握と、火星の大気組成の詳細な分析でした。

バイキングの成果は多くの点で素晴らしいものでしたが、同時に失望をもたらすものでもありました。火星は乾燥した惑星であり、水が存在していたら鉱物に変化していたはずの一次岩石で満ちていることを示したからです。

Image: NASA/JPL

地表の写真には生命の兆候は一切写っていませんでした。小さな低木も、岩に生えたわずかなコケも、カメラに向かって微笑む緑色の人の姿もありませんでした。

ある意味で、私たちは火星が隕石によって私たちを攻撃してくるまで、火星への関心を失っていました。

火星の岩石

惑星や月の岩石、そして隕石は、それらがどこから来たのかについての化学的な手がかりを持っています。そのため、ある隕石が月由来か、火星由来か、あるいはそれ以外の場所由来かを判別することが可能です。

南極で発見された隕石(ALH84001と名付けられました)は、科学者が火星由来であると断定している隕石です。

Image: NASA/JSC/Stanford University

火星の隕石が地球で見つかるのは、おそらく大きな隕石が火星に落下し、その過程で表面の破片が宇宙空間へと放出されたためです。

中には大気圏に突入できるほど大きなものもあり、後に発見されました。ALH84001は主に炭酸塩で構成されています。炭酸塩は、形成に水を必要とする鉱物です。したがって、間接的に、火星はかつて水に満ちていたと結論づけることができます。

さらに興味深いことに、この火星からの「絵はがき」には、地球で見つかる細菌に似た、極めて微小な構造物が写っています。

Image: NASA

科学者たちは、これらの構造物が火星の化石であるかどうかについて、今なお議論を続けています。しかし、ALH84001の発見と分析は、私たちの関心を再び火星へと向けさせました。今度は、私たちが反撃する番でした。

火星への探査車ミッション

NASAは続いて、「パスファインダー」と呼ばれる火星への最初の探査車ミッションを発表しました。搭載されていた探査車は電子レンジほどの大きさで、「ソジャーナ」と呼ばれ、1997年に火星に着陸しました。パスファインダー。

火星の周辺を見てみましょう。

この探査車が得た結果は、バイキングのものと非常に似ており、火星の過去と現在がきわめて乾燥していることを示していました。その後、周回機から火星表面のより多くの画像を取得し、将来のペイロードの着陸地点を選定するための大きな取り組みが行われました。

174を超える候補地点を検討した後、火星研究に携わる科学者やエンジニアたちは議論を重ね、2機の大型探査車を火星の2か所に着陸させることに決めました。その探査車はスピリットとオポチュニティです。

7か月にわたる惑間航行の後、探査車は2004年1月に着陸しました。スピリットが最初に得た結果は、バイキングやマーズ・パスファインダーのものと似ていました。

最初の画期的な成果は、オポチュニティによってジャロサイトとヘマタイトが発見されたことでもたらされました。これらは、形成に水と酸性条件を必要とする2種類の鉱物です。

製造保証期間(3か月)をはるかに超えて活動を続けた双子の探査車は、火星の過去に関する私たちの知識を大きく変えました。

Image: NASA/JPL-Caltech/Cornell/Arizona State Univ.

私たちが着陸する以前は、火星がかつて水に満ちていたのかどうかが問題でした。今では、火星にはかつて死海と同じくらい塩分の濃い海が存在していたこと、さらに温泉や淡水の流れもあったことが分かっています。

火星の水は存在していたばかりでなく、さまざまな形で存在していました。火星には、生命が誕生し進化するのに十分な長期間にわたり、理想的な条件がそろっていたのです。少なくとも、火星は居住可能であったと言えます。

スピリットは6年間活動し、オポチュニティは15年を経た現在もなお、公式には稼働中とされています。

この間、フェニックスと呼ばれる着陸機が、火星の北半球にあるカスティタス・ボレアリスのグリーン・バレーに、北極の近くで着陸しました。フェニックスによる重要な発見は、極めて微量の過塩素酸塩が存在していたことでした。これは強力な細菌殺傷塩です。

Image: NASA/JPL-Caltech/University of Arizona/Texas A&M University

これらのミッションが火星についての私たちの理解にもたらした影響は大きいものの、使用したかったけれども探査車には搭載できなかった機器も数多くありました。

完全装備の火星実験室というアイデアが科学者たちを刺激し、新たなミッションが提案されました。それが、より大型の探査車を備えた火星科学実験室(Mars Science Laboratory)です。このミッションには、遠距離から岩石を分析できるレーザービームや、火星の岩石、土壌、大気をより詳細に特徴づけることができる岩石粉砕装置と分析装置が搭載されています。

過塩素酸塩は、キュリオシティ探査車によって発見されており、これは火星科学実験室のミッションによるものです。さらに、EETA79001と呼ばれる火星隕石上でも発見されており、これは細菌殺傷塩が地球規模で分布していることを示唆しています。

火星への新たなインサイト

過去50年間で、火星の表面については多くの発見がありましたが、その地下や内核についてはほとんど分かっていません。ここで、まもなく火星に着陸するインサイトのミッションが重要な役割を果たします。

このミッションは、NASAのディープ・スペース・ネットワークによって支援されており、その中にはCSIROがNASAの代理として運営するキャンベラの当局の施設も含まれます。インサイトのチームは、火星の深部内部がどのように形成されたのか、また、それが金星、水星、私たちの月、地球、あるいは他の太陽系の系外惑星といった他の岩石質の天体とどの程度似ているのかを明らかにしたいと考えています。

これは、火星の深部を調査するために設計された最初のミッションです。インサイトは、そのペイロードの一部として地震計と温度プローブを搭載しています。

今後は、探査機が火星に着陸して試料を地球に持ち帰る試料回収ミッション(ロシアが月で行ったことに類似)と、宇宙飛行士が自らの足で火星を探査することを目指す取り組みが中心になるでしょう。

私たちには、まだそれを実現するために必要な技術がありません。今後の課題の大きさは、CSIROの宇宙産業ロードマップによって示されています。このロードマップは、今後の探査に必要な主要技術や、その追求においてオーストラリアの企業や大学が提供しうる独自の貢献について概説しています。

太陽系の進化を理解する探求は続いており、私はなお多くの答えのない疑問に直面しています。インサイトがそれらの答えの一部をもたらしてくれることを期待していますが、太陽から4番目の惑星である火星の上で何が起きているのかについては、まだ学ぶべきことが多く残されています。

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