月探査は第一歩、火星探査は私たちの能力を試す。しかし、真の目標はエウロパだ。
氷に覆われた衛星エウロパは、太陽系でおそらく最も心をそそる目的地だ。科学者たちは長年、木星で最も謎めいた衛星への探査ミッションを始動させようとしてきたが、費用をめぐる、地球上でもよくある懸念が障害となり、これまでミッションは実現していない。
欧州宇宙機関（ESA）の野心的な木星探査ミッション、 JUICEは、2030年代に火山活動が活発なイオ、氷に覆われたエウロパ、巨大なガニメデ、クレーターの多いカリストという、火と氷の衛星を訪れる。しかし、エウロパの表面を間近で通過するのはわずか数回で、得られるのはその一端にすぎない。NASA主導の エウロパ・クリッパー ミッションの発表により、エウロパをより近くから詳しく調査できる見通しが出てきた。
火星に注目が集まるなか、長年出番を待ってきた惑星科学者たちの高揚感は、いくら強調してもしすぎることはない。これは、何が世界を居住可能にするのかを理解するための、まさに探求である。
水に満ちた世界
エウロパはガリレオ衛星4つのうち、最も小さく、表面が最も滑らかだ。直径は1,940マイルで、地球のおよそ4分の1の大きさ。氷と岩石が混ざり合ってできている。1990年代に ガリレオ 探査機がエウロパの上空を飛行した際、地下に全球規模の海が存在する証拠が見つかった。氷の地殻の下には、広大で深く、暗い水が隠されている。
エウロパの海は完全には凍らない。衛星が3.5日で木星を1周する間、強力な潮汐力によって絶えずこね動かされるためだ。さらに、この海は表面の氷や衛星のケイ酸塩マントルと直接接していると考えられており、居住可能な環境に必要な要素、すなわち液体の水、エネルギー源、鉱物・栄養素の供給源がそろっている。地球上の生命は、極端な環境条件下でさえ生存できることが分かっている（例えば、 極限環境微生物と呼ばれる細菌など）。だから、もしかすると――本当に、もしかすると――エウロパの隠された海は生命を育む可能性がある。
何を探すべきか
JUICEもクリッパーも、今のところ技術的な難易度が高すぎるため、表面にも、その下の海にも到達しない。しかし、地球以外の場所、特に木星やその衛星のように太陽から遠く離れた場所で生命が居住できる条件が見つかれば、宇宙の至るところに居住可能な環境が存在することを意味するかもしれない。
まずは軌道上からエウロパの探査を始めなければならない。表面の組成や地質を撮影し、分光分析するとともに、その表面を吹き渡る放射線場、磁場、電場、プラズマ場を調べる必要がある。氷貫通レーダーを使えば、氷の地殻を探査し、隠された海にまで達して、この氷の世界を形作る力を理解できる。
エウロパのひび割れた表面は地質学的にかなり若く、クレーターも比較的少ない。ガリレオ探査機が軌道から観測した地形は、凍結と融解の過程で氷の塊が凍った海に閉じ込められ、 カオス地形として知られる傷跡のような模様が生じたことを示唆している。明るい平原を、暗い平行な尾根が縦横に走っており、テクトニクスなどの地質過程によるものかもしれない。
最も驚くべき発見は、2012年のハッブル宇宙望遠鏡による観測だった。エウロパの南極から巨大な噴煙、あるいは間欠泉が噴き出し、高さ数十キロに達する証拠が示された。これらは、極めて薄い大気の形成に寄与している可能性がある。噴煙を直接採取できれば、深海の組成を垣間見られるかもしれない。
遅かれ早かれ
こうした理由などから、エウロパは将来のミッションにおける最優先の目標であり続けている。木星系を目指すミッションが2つあるのは、NASAとESAが長年にわたり検討を重ねてきた結果だ。かつては共同ミッションの エウロパ・木星系ミッションが計画されていたが、資金上の制約により実現しなかった。
木星氷衛星探査機JUICEと搭載機器。
ESA
現在、JUICE計画は全力で進んでいる。詳細な調査・定義段階を終え、いよいよ探査機の製造に向かっている。すべて計画どおりなら、2022年に打ち上げられ、2030年に木星へ到着する。木星、その衛星、環、磁気圏を探査する複数回のフライバイを2年間行った後、人類初の氷衛星周回機となり、2032年後半にガニメデを目指す。NASAが最近発表した資金提供が確定すれば、エウロパ・クリッパーはさらに早く進む可能性がある。新型ロケットの スペース・ローンチ・システムを使って数年以内にエウロパへ向かい、JUICEより少し前、あるいは同時に到着する可能性もある。
クリッパーはエウロパを周回軌道に直接投入されずに複数回フライバイする（3年間で45回以上になる可能性もある）が、将来のロボット探査機の着陸地点を最終的に選定するために必要な、高解像度の調査を行う。将来の着陸ミッションは、現時点では資金提供の見通しが立っていないものの、いつの日か、氷に覆われた過酷な環境の画像を目にし、黒い空の上方に木星が浮かぶ光景を見られると考えると胸が躍る。
本記事は、 The Conversationとの協力により掲載しています。掲載は、世界経済フォーラムが見解を支持することを意味するものではありません。
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著者：リー・フレッチャーは、オックスフォード大学大気・海洋・惑星物理学科の王立協会研究フェロー。
画像：1990年代後半にNASAのガリレオ探査機が撮影した画像から作成された新しいモザイクに、木星の氷衛星エウロパの表面が写っている。NASA/JPL-Caltech/SETI Institue/Handout via Reuters
