暗黒物質、木星の衛星など：2023年の宇宙探査に何が期待できるか

ここ数年は宇宙打ち上げブームの時代です。2021年後半には待望のジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡（JWST）が到着し、2022年にはNASAがついに新型スペ​​ース・ローンチ・システムの巨大な月ロケットを打ち上げました。今年もこの傾向は続き、いくつかの科学・商業宇宙船が地球から軌道上やその先へと飛び立ちます。

今年の歴史的な飛行には、木星と小惑星帯へのミッション、ロボットによる月面着陸、老朽化する国際宇宙ステーション（ISS）への宇宙飛行士の往来を目的とした新型宇宙船の初飛行などがある。2023年に期待できる主要な打ち上げをいくつか紹介する。

小惑星と氷の衛星

NASAと欧州宇宙機関（ESA）はともに、2023年に火星の軌道を超えた天体の研究を開始するという大きな計画を立てている。

ESA の木星 ICy 衛星探査機 (JUICE) は、木星の氷に覆われたガリレオ衛星、エウロパ、カリスト、ガニメデを調査する。3 つの衛星のうち、エウロパはこれまで、氷の地殻の下に地球全体に広がる液体の海があり、地球外生命が存在する可能性があることから、科学的な関心を最も集めてきた。しかし、カリストとガニメデにも地下に液体の海がある可能性を示唆する証拠が現在出ている。4 月中にフランス領ギアナからアリアン 5 ロケットに搭載されて打ち上げられ、2031 年に木星に到着する予定の JUICE は、3 つの衛星のそれぞれを飛行し、3 つの氷の世界を比較する予定である。

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JUICE 宇宙船は 2034 年にガニメデの周回軌道に入る予定で、これは宇宙船が地球以外の衛星を周回する初めての機会であり、そこで約 1 年間をかけて衛星を詳しく調査することになる。ガニメデは、潜在的な地下海と居住可能性に加え、太陽系で唯一独自の磁場を持つ衛星である。JUICE は、この磁場が木星のさらに大きな磁場とどのように相互作用するかを調査する。

一方、NASAの「サイケ」ミッションは、2029年8月に火星と木星の間のベルト地帯に到着し、同名の小惑星とランデブーするミッションのため、10月10日までに打ち上げられる予定だ。サイケ・ミッションは当初2022年8月に打ち上げられる予定だったが、NASAのジェット推進研究所でのミッションクリティカルなソフトウェアの開発に問題が発生したため延期された。

小惑星 16 プシケは主に金属でできた宇宙岩石で、科学者たちはこれが太陽系初期に形成された原始惑星の露出した核である可能性があると考えている。この理論が正しければ、プシケ宇宙船は数百万マイルもの距離を旅して、科学者に地球のはるか下にある鉄の核についての理解を深めることになるかもしれない。

インドが月へ戻る

インド宇宙研究機関（ISRO）は、チャンドラヤーン3号ミッションで再び月へ向かう。同ミッションは今夏に打ち上げ予定。同宇宙機関のチャンドラヤーン2号ミッションは2019年に月周回機と着陸機を月まで運んだが、ソフトウェアの不具合で着陸機は月面に墜落した。チャンドラヤーン3号ミッションでは、周回機を放棄し、代わりに再設計された着陸機とローバーを月の南極に向けて打ち上げる。着陸機とローバーは地震計や分光器などを搭載し、極地の化学組成と地質を調査する。

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暗黒物質の探求

天体物理学者は、暗黒物質と暗黒エネルギーが宇宙全体の構造を形作り、私たちの宇宙の加速膨張を引き起こしていると考えている。しかし、専門家たちはこれらの謎めいた現象についてあまり理解していない。2023年に打ち上げが予定されている欧州宇宙機関（ESA）のユークリッド宇宙望遠鏡は、これらの暗黒の力が宇宙に及ぼす影響を長期にわたって測定し、その特性を解明しようとする。

打ち上げ後、ユークリッドは JWST と同じ運用地点に向かい、地球から約 100 万マイル後方のラグランジュ点 2 の周回軌道に入ります。そこからユークリッドは直径約 4 フィートの鏡、可視光画像システム、近赤外線分光計を使用して、約 150 億光年の距離まで空の 3 分の 1 を調査します。これにより、約 100 億年前の過去が明らかになります。ユークリッドの科学者は、銀河と銀河団が何億年もかけて、空の大部分でどのように変化するかを研究することで、暗黒物質と暗黒エネルギーが銀河の形成と宇宙全体の進化にどのように影響するかを解明したいと考えています。

ボーイングがスペースXに追いつく

ボーイングは、2023年4月にスターライナー宇宙船の有人試験飛行をついに開始する。ボーイングは、スペースXのクルードラゴン宇宙船の競合として、最大7人乗りのカプセルであるスターライナーを開発した。ドラゴンと同様に、スターライナーはNASAの商業乗組員プログラムの一環として、ISSとの間で宇宙飛行士と貨物を輸送する。

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しかし、クルードラゴンが2020年11月に宇宙飛行士をISSに運び始めた一方で、スターライナーは、2020年12月の無人試験飛行中に宇宙船がISSとランデブーできなかったソフトウェアの不具合をはじめ、多くの遅延を引き起こす問題に遭遇した。しかし、ボーイングは努力を続け、2022年5月にISSとの無人ランデブーの2回目の試みを完了し、来たる有人試験飛行への道を開いた。

すべてが順調に進めば、NASAはスターライナーの飛行をクルードラゴンの打ち上げと並行して商業乗組員プログラムに統合し、どちらかのタイプの宇宙船に問題が発生した場合に備えて宇宙機関に冗長性を提供する。

（民間）企業

NASAがISSへの飛行に関してボーイング、スペースX、その他の請負業者にますます依存するようになるにつれ、民間の宇宙事業者は2023年に向けて独自の大きな計画を立てている。

アクシオム・スペースは、2022年4月に民間宇宙飛行士4名が宇宙ステーションに2週間以上滞在した同社の最初のミッションに続き、夏に民間人の乗組員をISSに2週間滞在させる計画だ。アクシオム・スペースは、まずISSに接続し、その後NASAが2031年にISSを退役させた際に分離して自由飛行の宇宙ステーションを作るという新たな居住施設の建設を計画している。

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2021年9月にインスピレーション4号ミッションで史上初の完全民間軌道飛行に資金を提供した億万長者のジャレッド・アイザックマン氏も、2023年に宇宙飛行士として戻ってくる。ポラリス・ドーン・ミッションは3月にも打ち上げが予定されており、アイザックマン氏は3人の乗組員とともに、チャーターされたスペースXのクルードラゴン宇宙船に再び搭乗することになる。インスピレーション4号とは異なり、ポラリス・ドーンの乗組員のうち少なくとも2人は、宇宙船外で史上初の民間宇宙飛行士の船外活動を行う予定だ。

一方、ジェフ・ベゾス氏が設立したブルーオリジンは、ニュー・グレンと呼ばれる軌道ロケットの初試験飛行を2023年に実施する予定だ。同社はこれまでにベゾス氏やウィリアム・シャトナー氏などの著名人を弾道ロケット「ニュー・シェパード」で宇宙の端まで運んだことがあるが、軌道飛行はまだ実現していない。今年はさらに高い目標を掲げている。