火星の地図の番人

フレッド・カレフ博士の正式な肩書きは、キュリオシティ・ローバーの地理空間情報科学者ですが、NASA のジェット推進研究所では、彼は地図の管理者と呼ばれています。カレフ博士の仕事は、火星の地図を作ることだけではなく、岩石の種類、傾斜角、標高の変化など、あらゆるデータを 1 つのわかりやすい記録にまとめて、火星科学研究所のチームに提供することです。

火星探査の前、カレフ氏はマサチューセッツ州の交通局や地方自治体で流域の地図作成に携わり、その後地質学の博士号を取得した。数年にわたるキュリオシティ探査ミッションを経て、カレフ氏は現在、NASAの次の火星探査ミッションであるインサイトの2016年の打ち上げに向けて準備を進めている。同氏はすでにインサイトの着陸地点の分析を始めている。

カレフ博士は、火星での831日目のソルを少し割いて、自身の仕事と火星でのキャンプの設置予定場所について私たちに話してくれました。

ポピュラーサイエンス: 「地図の番人」という名前はどうやって付けられたのですか?

カレフ博士:この名前は、キュリオシティ ミッションの主任科学者であるジョン グロッツィンガー博士から与えられたもので、私は機会があればこの称号を使っています。

どうすれば地図の管理者になれるのでしょうか?

適切な場所、適切な時間、適切なスキル。私は地質学の博士号を取得しており、学んだツールの 1 つが地図作成、特にデジタル マップ作成でした。最終的に、JPL に応募し、キュリオシティ探査車の着陸地点分析を行いました。ミッションの着陸予定の数か月前に、私は「地図の管理者」としてチームに参加するよう依頼されました。

私たちは次のことを理解できます: 科学研究を行うためにどこに行きたいのか?

他の惑星の地図はどうやって作るのでしょうか?

地球上で地図を作るのとまったく同じ方法で始めます。まずはベースマップを作ります。具体的には、火星探査機マーズ・リコネッサンス・オービターからの写真です。MRO には HIRISE (高解像度科学実験) と呼ばれるカメラが搭載されています。HIRISE は、約 25 センチメートル四方、つまりディナー プレートほどの大きさで写真を撮ります。つまり、火星にディナー プレートを置けば、その写真を撮れるか、少なくとも明るい点として映し出されるでしょう。地面の写真を撮れば、さまざまな角度から撮影できます。そうすることで、標高モデルを作成できます。その情報があれば、クレーターや岩場の形状がわかり、安全に着陸できる場所、探査機を安全に運転できる場所、そして同様に重要な、科学調査を行うためにどこに行きたいかがわかります。

キュリオシティからの画像はどうですか?

探査車が走行するたびに、周囲 360 度の画像を撮影し、それらの画像を HIRISE ベースマップと照合して、探査車の位置を特定します。そこから、目の前にある岩石を確認し、カラー写真を撮影するか、CHEMCAM レーザーで撮影して岩石の材質を確認するか、探査車のアームを取り出してさらに調査するかを決めることができます。

火星の場所の名前はどうやって思いつくのですか。名前を付けたことはありますか?

ほとんどは形式的なものです。しかし、地球上の興味深い岩石層から選ぶ自由も少しあります。特定の着陸地点エリアの地質を地図化した MSL (Mars Science Laboratory) の科学チームのメンバーは、お気に入りの岩石層に関連した名前を選ぶことができます。たとえば、ある地域はオーストラリアのキンバリーにちなんでキンバリーと名付けられています。私が名前を付けた岩石の 1 つは、ニューヨーク州アルバニー近郊の石灰岩層である Coeymans です。ここは家族とよく訪れた場所であり、博士号を取得している間も訪れました。地質学的にも非常に興味深い場所です。

火星の地形については地球よりも詳しいと言えるでしょうか?

どこかに行こうとして道に迷ったときに友達に言うジョークは、「火星でどこに行くか聞かれたらいいけど、地球で聞かれたら幸運を祈るよ！」です。確かに、良くも悪くも、地球よりも火星のほうがよく知っているというのは、おそらく一部の分野では事実でしょう。GPS はそのために作られたものです。

自分の惑星よりも他の惑星について多くを知るというのはどんな感じでしょうか?

不思議なのは、JPL にいるときは火星の世界に生きているからです。探査機の視点はまるで火星の表面に立っているかのようで、私は毎日それを見ることに慣れていて、他の人はそれがどんな感じか知らないということを忘れてしまいます。それが当たり前のようになりますが、私はそうではないと知っています。

もし火星に植民地を築くことになったら、住むのに最適な場所はどこだと思いますか?

ああ、それは難しいですね。ここでエンジニアが活躍します。私はこう尋ねなければなりません。そこにはどんな資源があるのでしょうか？興味深いものは何でしょうか？私はゲイルクレーターが好きです。利点がいくつかあります。大気圏にあるため、放射線はあまり浴びません。水氷がないので残念ですが、その問題を解決できれば、地質学的に興味深いものがたくさんあります。ゲイルクレーターは、いわばすでにそこに住んでいるので、おそらく私のお気に入りです。これが私の選択です。

ゲイルクレーターがおそらく私のお気に入りです。

火星の地図を作成することで、地球についてより詳しく知ることができましたか?

地球の年齢は約 40 億年、火星の年齢も約 40 億年です。地球では 30 億年ほどしか遡れません。それより古いものといえば、ピンセットでやっとつかめるほどの極小のジルコン結晶の話です。ですから、昔の地球がどのような様子だったのかは、実際にはわかりません。しかし、火星では、初期の発達の大部分が保存されています。太古の地球がどのような様子だったのかを知りたいなら、火星を見てください。おそらくかなり似ているでしょう。火星の過去と地球の現在を合わせると、惑星の発達の全体像がつかめるでしょう。ですから、火星を研究することで、地球が現在の姿になった経緯について、本当に深い洞察を得ることができます。

火星の表面で一番驚いたことは何ですか?

思っていたよりもずっと多くの水があったと思います。軌道上から露頭を見て、ああ、あれは溶岩流だろうと思いましたが、今、探査機が近づくと、おそらく水が堆積したものだとわかります。私たちは、火星の他のすべてのものを振り返って、これらの岩がどうやってそこにあったのか本当に理解しているのだろうかと自問しています。火星に対する私たちの考え方は大きく変わりました。以前は画像を見て、ここに少し水がある、あそこに少し水があると言っていましたが、今では、どこにでも水があったのかもしれません。私たちが思っていたよりもずっと多くの水があったのは確かです。

MRO のような周回衛星や Curiosity のような探査機の助けを借りて、すでに火星の大部分の地図が作成されています。この惑星の地図が完全に作成されたとみなされるまでに、あとどのくらいの時間がかかりますか?

地球全体の画像は、良いものも悪いものもあるが、地図や岩石層に関しては、十分な詳細さで完全に地図化できるかどうかはわからない。まだ道のりは長く、探索すべきことはたくさんあるが、それは良いことだ。