これらの科学者たちは何十年もの間、NASA に金星への再訪を働きかけてきた。そして今、彼らは絶好調だ。

ヨルン・ヘルバートは ベルリンの北端にある見知らぬ人のアパートの外に、黄色いバラの花束を持って立っていた。2020年6月のこと、ドアの向こうの女性は強制隔離中だった。彼女は米国からドイツに引っ越してきたばかりで、同じ惑星科学者であるヘルバートの頼みで、パンデミックのせいでどうしようもなく積み残しになっている国際郵便システムに預けるにはあまりにも貴重すぎる岩石を運ぶ運び屋をしていた。すでに配送のトラブルで、荷物はツーソンのネイルサロンに送られ、危うく紛失しそうになっていた。ヘルバートは、地質学サンプルをドイツの税関に持ち込む際に遭遇する可能性のある質問の種類をよく知っていたので、花は彼女の苦労に対する贈り物だった。

荷物の受け渡しには非常に多くの労力と陰謀が伴ったため、荷物は手首に手錠でつながれたスーツケースに入れられているべきだと感じた。しかし、非接触型受け取り用に外に置かれた、しわくちゃのウォルグリーンのビニール袋を見て、ヘルバートは面白がった。袋の中には、金星で見つかるかもしれない岩石に似たさまざまな岩石でできた円盤が 30 枚入っていた。それらは、マサチューセッツ州マウント・ホリヨーク大学の天文学教授、ダービー・ダイアーが苦労して収集し、分析したものだった。

ヘルバート、ダイアー、および同僚のチームは、NASAにVERITASと呼ばれるミッションを提案する最終段階にありました。これは、衛星を送り、これまでよりも高解像度で金星の地図を作成するというものです。パンデミックにもかかわらず、締め切りは変わりませんでした。NASAは、ディスカバリーと呼ばれるプログラムを通じて、数年に一度だけ低コスト（約5億ドル）のプロジェクトを選択します。チームは、ドイツ航空宇宙センターにあるヘルバートの研究室に岩石ディスクを持ち込みたがっていました。ヘルバートは、金星の地質構造を構成する岩石の種類を特定できるVERITAS探査機の機器を調整していました。これらをよりよく理解することは、惑星の歴史を記述するのに役立つでしょう。花崗岩は、どこに海があったかを示します。玄武岩は、活火山につながる可能性があります。これらの特徴をつなぎ合わせると、惑星を居住不可能な地獄に変えた段階を明らかにすることができます。

太陽系が袋小路で、地球が私たちの居心地のよい家で、火星が通りの向こうの空き地で開発業者が輝かしい未来を売り込む場所だと想像すると、金星は数軒先にある幽霊屋敷で、雑草が生い茂りカーテンが引かれた庭にカモフラージュされている。大きさ、密度、質量、構成、重力は地球と似ているが、表面は鉛が溶ける 850°F 以上の高温で、気圧は半マイルの海水の下にいるのと同等である。磁場は太陽風から身を守るには弱すぎ、自転は逆向きで、熱を閉じ込める雲の層が恒久的に存在し、その表面は視界から隠されている。

現在ある最高の地形レーダー地図は 1990 年代に作成されたもので、地球や火星の地図と比べるとかなり粗いものです。金星の表面には山、谷、火山、溶岩原、奇妙な地質学的特徴があることはわかっていますが、多くの謎の中でも、科学者たちはそこにどんな種類の岩石が存在するのかさえまだよくわかっていません。

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金星愛好家たちは、隣人のことをもっとよく知らないのは恥ずかしいことだと言う。NASAの最後の金星探査機マゼランは1989年に地球を出発した。それ以来、NASAは火星に14回のミッションを打ち上げ、研究者らは金星探査の提案を約30件提出したが、成果はなかった。VERITASはすでに選ばれなかった不名誉なクラブに入っていた。それ以前の提案は10年以上前から提案されていた。2017年の最後のラウンドでは、VERITASと、金星の有毒な大気のサンプル採取を目的としたまったく異なる金星プロジェクトであるDAVINCIが、ディスカバリーの5チームの最終候補に挙がっていたが、最終選考には残らなかった。

その失望の後、DAVINCIの科学者の一人であるデビッド・グリンスポンは「再び金星ではない」と題するエッセイを書き、彼と彼の同僚は、もしカブスがワールドシリーズに進出して負けていたら、長年苦しんでいたカブスファンのようだったと嘆いた。

2021年春、両チームは再び打席に立ち、ディスカバリー計画の決定をNASA本部から知らされるのを心待ちにしていた。「私はこのミッションに心血を注いできたので、私にとっては今しかないのです」と、カリフォルニア州NASAジェット推進研究所の地球物理学者でVERITASの主任研究員であるスー・スムレカー氏は言う。「ミッションの選定に再びこれほどの努力を注ぐことは想像もできません」

他の国々が金星探査を計画しているが、そこには行くべき十分な理由がある。科学者たちは、最近引退したケプラー宇宙望遠鏡などの機器を使って、地球以外の太陽系を研究し、地球に似た特性を持つ太陽系外惑星を数十個発見している。その見通しは、何千年もの間天文学者や哲学者を困惑させてきた疑問を再び呼び起こした。私たちは孤独なのか？ただし、問題は次の点だ。地球の隣には、地球とはまったく似ていない岩石の双子の世界があるのだ。「なぜ地球が生命が存在できる場所なのかを理解したいのですが、金星はそれを教えてくれます」と、両チームに所属する惑星地質学者のマーサ・ギルモアは言う。「私たちがここにいる理由を理解するために、それが最優先事項だと思います」

金星は、ある時は太陽を追いかける薄明の星として、またある時は夜明けに昇る明けの明星として現れる。この惑星に関する初期の発見は、そこに何が、そして誰が住んでいるのかについて、大胆な憶測を許すに十分なものだった。1761年、ロシアの物理学者ミハイル・ロモノーソフは、金星が太陽の前を漂うそばかすのように通過するのを観測した。これは珍しい現象で、天文学者は金星の直径を推定することができた。ロモノーソフは、金星の縁の周囲に奇妙なぼやけがあることに気づいた。そのもやは、厚い大気であると彼は結論付けた。地球の雲は水でできているため、金星が非常に蒸し暑く湿地帯であるのは当然だった。

18 世紀後半には、天文学者たちは、太陽系の天体は太陽から遠ざかるほど次第に老化していくという理論も立てた。19 世紀後半には、4 番目の惑星である火星は、はるか昔に死んだ渇いた生物が掘った運河の廃墟で覆われていると想像する者もいた。一方、2 番目の惑星である金星は、シダの森が育ち、奇妙なサメが海を支配し、四肢を持つ生物が陸地に広がり始めた 3 億 5 千万年前の石炭紀の世界に似た風景に満ちた、より原始的な双子星という評判を誇っていた。おそらく、金星を豊穣の女神と結びつける古い神話が、このエデンの園のようなイメージに貢献したのだろう。ビクトリア朝の詩人アルフレッド・テニスンは、金星に「枯れない花」という名を与えた。レイ・ブラッドベリは、ある短編小説の中で、この惑星をもっと陰鬱に描写した。それは、チーズのような色の葉と、濡れたカマンベールのような土、そして触れられたくないのに千本の手が触れているような絶え間ない雨が降り続く、病的な白いジャングルに覆われているというものだ。

新たな証拠が少しずつ出てくるにつれ、金星の豊かなイメージは薄れていった。特に有罪を示す兆候が現れたのは1956年、ワシントンDCの海軍研究所のチームが50フィートの電波望遠鏡の皿を金星に向けたときだった。彼らは、金星が華氏600度以上の物体から予想される量の放射線を放出していることを発見した。NASAのマリナー2号宇宙船は、地球を離れて惑星を探査することに初めて成功したが、1962年の接近飛行でその高温の大気を確認した。

天文学者カール・セーガンが、金星では温室効果が働いており、雲の中の毒ガスが熱を閉じ込めているという説を提唱して有名になったのもこの10年だった。1967年10月、ソ連は金星に探査機ベネラ4号を送り込んだ。宇宙船が他の惑星の大気圏に入ったのはこれが初めてだった。探査機は当惑させるデータを送信してきた。空気は予想よりもはるかに濃く、95パーセントが二酸化炭素で、酸素と水蒸気はごくわずかだった。この結果があまりに衝撃的だったため、1968年、SF作家のブライアン・オールディスとハリー・ハリソンは『さらば、ファンタスティック・ヴィーナス』という悲痛なアンソロジーをまとめ、研究者やSF作家による「もはや魔法ではない」世界を舞台にした突如として非科学的なエッセイや物語を集めた。

宇宙飛行士たちは金星に足を踏み入れる望みを失っていたが、探査は続いた。1975年、ベネラ9号の降下機が金星表面の最初の写真を撮影した。砕けた岩や巨石が散らばる荒涼とした平原を映した180度のパノラマ写真だ。NASAの1978年のパイオニア金星探査ミッションでは、最初の粗いレーダーマップが作成された。しかし、その後の10年間、NASAは惑星科学ミッションを一切開始しなかった。1981年に就任したロナルド・レーガン大統領は、この暗黒時代を指揮し、スペースシャトルが到達可能な地球近傍軌道にNASAの取り組みを集中させた。

犠牲になったのは、計画されていた金星の地図作成用 VOIR (金星周回画像レーダー) 宇宙船だった。このニュースが 1982 年に届いたとき、現在 VERITAS の副主任研究員であるダイアーは、MIT で惑星科学を専攻する大学院生だった。その日、ダイアーが到着すると、クラスメートたちが公然と泣いていた。最終的に、研究コミュニティはよりシンプルで安価なバージョンをまとめ上げ、1989 年にマゼランとして打ち上げられた。マゼランは、金星の表面でレーダー波を反射させることで、金星の透視できない雲層の下にあるものを地図化する周回宇宙船である。

1990年代初頭、当時のNASA長官ダン・ゴールディンは「より速く、より安く、より良く」という自らの使命を果たすため、ディスカバリー計画を立ち上げ、小規模なミッションを開始するために既製の商用ハードウェアとソフトウェアの使用を強調した。 1996年に開始された2番目のプロジェクトはパスファインダーで、火星着陸船と史上初の探査車であるソジャーナと名付けられたワゴンサイズの車両が含まれていた。これは大成功を収め、赤い惑星の探査に対する国民の支持を集めた。NASAは、マーズ・オデッセイ探査機（2001年）、探査車のスピリットとオポチュニティ（2003年）、現在も運用中のマーズ・リコネッサンス・オービター（2005年）と、ますます大きな予算のプロジェクトを承認した。これらの事業は、キュリオシティ、インサイト、そして現在のパーセベランスへの道を開いた。 1990 年代以降、こうした取り組みの指針は「水を追う」こと、つまりかつて生命を支えていたかもしれない条件を探すことだったが、これは間違いなく、将来の人類による探検の魅力的な展望によって推進されてきた。

火星に多額の資金が投入されているため、惑星科学者は火星に集まる。キュリオシティだけでも、10 個の機器に 500 人近くが携わり、数え切れないほどの大学院生がそのデータで経験を積んできた。成功は一般大衆の目にも成功を呼ぶ。新しい火星探査車は、25 億ドルのハードウェアのようには紹介されず、ソーシャルメディアで旅の様子を語り、途中で写真を共有する愛すべき地球外の旅人として紹介される。NASA は納税者に火星を売り込む方法を心得ている。人間の目にも探査車にも敵対的な金星をどう売り込むかは、それほど明確ではない。

過去20～30年にわたって、火星以外の場所への関心が完全に消えたわけではない。NASAの次期主力ミッションである42億5000万ドルのエウロパ・クリッパーは、2024年に打ち上げられ、約6年かけて木星まで旅し、木星で6番目に遠い衛星の氷殻と海を調査する予定だ。しかし、金星は地球に非常に近いことを考えると、明らかな盲点となっている（宇宙船は金星まで約4か月で到着する）。NASAは1990年代以降、金星の研究に資金を投入していないが、熱心な研究努力は続いている。科学者たちは今もマゼラン計画、さらにはパイオニア計画やベネラ計画のデータを再分析している。また、欧州宇宙機関のビーナス・エクスプレスや日本の探査機あかつきの情報も調べている。マゼラン計画以来、こうした取り組みは2つしかない。

VERITAS のリーダーであるスー・スムレカーは、マゼランがレーダーマッピングの最初の結果を JPL に送ったとき、MIT のポスドクだった。チーム全体と、世界中から集まった多くの客員研究員が、彼女の記憶によれば「見慣れているが異質な画像」を見るために集められた。彼女はそれが「別の世界に足を踏み入れる」ことに最も近いものだと思った。ここには、テッセラなど、他のどこにも見られない地質学的特徴の地形調査があった。テッセラは、研究者がモザイクタイルを意味するギリシャ語にちなんで名付けた、混沌としたさざ波を持つ奇妙な高地である。科学者の中には、この地層が地球の大陸に相当するのではないかと考えている者もいるが、固まったマグマの池の上の浮きかすのようなものだと考える者もいる。

マゼランはまた、少数の隕石クレーターも記録したが、そのほとんどは極めて自然のままで、金星の現在の表面は比較的新しく、約 5 億年前のものだと考えられる。この大規模な変化は、地球規模の火山活動によって起こったと多くの人が考えている。おそらく、私たちの淡い青い点のほとんどの種を絶滅させたペルム紀末の絶滅と同等のものだ。地球の火山活動はプレートテクトニクスと関連しているが、科学者はまだ金星の地殻変動の証拠を見つけていないため、その噴火特性の原因は不明のままである。

データにはギャップがあり、金星愛好家たちはそれを埋めようと決意していた。マゼランの画像解像度は、各ピクセルで約 100 ～ 250 メートルだった。VERITAS (Venus Emissivity、Radio Science、InSAR、Topography & Spectroscopy の略) は、これを 1 桁向上させる。おそらくもっと印象的なのは、地形の解像度を 2 桁向上させることだろう。NASA へのプレゼンテーションで、VERITAS チームは、マゼランから見たハワイ島がどのように見えるかを示した。それは、理解不能なピクセルの集まりのようだった。VERITAS の画像では、火山島の尾根や谷、マウナ ケアの山頂がくっきりと浮かび上がっていた。

「金星の現状を、80年代の火星の現状とよく比較します」と、ノースカロライナ州立大学ローリー校の惑星地質学者で、ワシントン大学で間もなく新しい職に就く予定のポール・バーン氏は言う。バーン氏はどちらのミッションにも参加していないが、惑星全般の研究をもっと進めるよう主張している。バーン氏は惑星科学十年計画の金星パネルを率いており、この計画は今後10年間のこの分野の優先事項を決めるのに役立っている。「火星の全天画像を撮影していましたが、それは比較的粗いものでした。そこで、より高性能な機器を飛ばし始めてから、詳細に見られるとは夢にも思わなかったものが見え始めました。金星ではまだそのような画像がありません。」

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2028年頃に打ち上げられる予定のVERITASは、分光法（光の吸収や反射の仕方に基づいて物質を識別する画像化技術）を使用して、金星の地質構造に関する新しいデータも収集する予定だ。金星の厚い雲がほとんどの光を遮るため、ダイアー、ヘルバート、および同僚たちは、雲を透過できる狭い波長範囲を通り抜けるデータを解釈するまったく新しい方法を発明しなければならなかった。

ヘルバートは研究室に金星をシミュレートする部屋を作り、ダイアーの岩石をとんでもない温度まで加熱して、VERITAS用に提案された機器の1つである金星放射率マッパー（VEM）のプロトタイプをテストした。もちろん、COVID-19は彼らの国際協力に支障をきたした。特に、チームがディスカバリー計画の選択が次のレベルに進むことを知ったのは2020年2月になってからだった。彼らは機器の較正を拡張するために、さまざまな火成岩からより多くのデータを必要としていた。パンデミックの初期の混乱した数か月間、ダイアーは全国の同僚に必死のメールを送ってサンプルを求め、すぐにコロラド州のパイクスピーク、ワシントン州のセントヘレンズ山、ワイオミング州のリューサイトヒルズなどの場所から大量のサンプルを集めた。サンプルの中にはソフトボール大のものもあり、金星の部屋に収まるように小さな円盤に切る必要があった。大学が閉鎖されたため、ダイアーさんは地下室に特殊なのこぎりとグラインダーを持っていた引退した鉱物収集家に頼んで、この作業を依頼した。フレンドリーズの駐車場で待ち合わせをしたダイアーさんは、最終的にベルリンに届けられることになる岩石の円盤 30 枚を受け取った。

VERITAS は地上を観測するが、DAVINCI+（金星深部大気の希ガス、化学、画像に関する調査、今回の提案でプラス記号が付けられた）は、不透明な大気の中で惑星の歴史に関する手がかりを探すことを主な目的としている。この構想は 2007 年後半から 2008 年初頭の金星サミットから生まれたが、メリーランド州にある NASA ゴダード宇宙飛行センターの主任科学者で現在の主任研究者であるジム・ガービン氏は、1980 年代に博士号を取得して以来、新たな探査を夢見てきた。この宇宙船は 2029 年頃に打ち上げられ、雲の層を通り抜けるパラシュートとエアロシェルで保護された球形の探査機を投下する予定である。キュリオシティの化学実験室用に開発されたものと同様の分光計を使用して、クリプトンやキセノンなどの不活性ガス（金星の大気を形成した初期の過程の化石のようなものだと思ってください）や水素同位体を測定し、金星の初期の歴史にあったとされる海がいつ、どの程度の割合で失われたかを判断できる可能性があります。

その水分喪失データは非常に重要になるだろう。ニューヨークにあるNASAゴダード宇宙研究所の物理学者マイケル・ウェイと彼の同僚は2016年に、金星には地球より前から水があっただけでなく、約30億年の間浅い海に覆われていたことを示唆するモデルを作成した。これらの発見は研究者を活気づけ、少なくとも過去には湿った世界だったというイメージを復活させた。「金星に水があった30億年と火星に水があった3億年を比べると、もし我々が太陽系のどこかに生命の兆候を探していたのなら、おそらく間違った方向に進んでいたことに気づくでしょう」とダイアーは言う。

DAVINCI+チームはまた、降下機にカメラを搭載して、学生時代にガービン氏を魅了したベネラ9号の画像よりもはるかに鮮明な地表の画像を撮影することを提案している。同氏は、球形の探査機なら、軌道上からは見られないスケールの山々を見ることができると確信している。それを証明するために、同氏は2016年8月にUH-1（ヒューイ）ヘリコプターのテストクルーを雇い、メリーランド州の採石場上空での命知らずの飛行を何度か体験した。機体が降下機の進路を真似しようとして地面に向かって急降下する間、同氏は窓から身を乗り出して下にある岩の写真を撮影した。この冬、チームはラボで実物大の試作品を加熱し、測定値を地球に送信できるまで大気圏内で動作できることを確認した。

はるか昔に消えた金星の海の画像に色を塗ることは、この大きな疑問に答えるのに役立つかもしれない。ロモノソフが金星の太陽面通過を観察してから260年が経ち、科学者たちは数千光年離れたシステムの暗い惑星の太陽面通過を観測できるほど高性能な望遠鏡を開発してきた。天文学者は惑星の大きさ、動き、放出する光の波長に基づいて、惑星の状態を推定できる。そのうち約60個は居住可能であると考えられており、液体の海を維持するための適切なパラメータを備えていると思われる。しかし、同じパラメータで言えば、私たちが太陽系を遠くから観察していたら、金星も地球に似ているはずだと考えるかもしれない。「地球に似た最も近い隣人である金星を理解できないのなら、天体物理学者が太陽系外惑星について語ることを信じる見込みはどれほどあるでしょうか」とウィスコンシン大学マディソン校の惑星科学者サンジェイ・リマイ氏は言う。

リマイエ氏は、金星の雲層にまだ微生物が存在する可能性があるかどうかを調べることに興味を持つ金星研究者の一団の一員だ。2020年、研究者らはネイチャー・アストロノミー誌で、大気中にホスフィン（これまでは生物起源のものしか知られていない化学物質）の痕跡を確認したと報告した。発見の可能性に関する主張は実現しなかったが、このニュースは、見過ごされてきた宇宙生物学のターゲットとして金星にスポットライトを当てるのに役立った。

インド宇宙研究機関は、2024年末に独自のレーダーマッピング軌道衛星を打ち上げる予定だ。金星探査を積極的に進めている外国の宇宙機関はインド宇宙研究機関だけではない。ESAは、最近の地質活動を調査するため、2030年代初めにEnVisionと呼ばれる衛星を打ち上げる予定だ。ロシアは、生命の兆候を探るVenera Dと呼ばれるミッションを検討している。2016年、NASAは、最低2か月は地獄のような気温に耐えられるハードウェアの研究に資金を提供するHOTTechプログラムを立ち上げた。こうした技術があれば、金星着陸機や探査車が実現する可能性がある。

金星研究コミュニティが最も必要としているのは、より多くのデータだ。2016年に博士号を取得したジョンズ・ホプキンス大学のVERITAS火山学者ローレン・ジョズウィアク氏は、金星の見込みがほとんどなかったため、研究は別の分野に目を向けるよう言われたと語る。しかし、新しいデータの流入は次の世代に糧となるだろう。「金星について私たちが知らないことは非常に多いのです」と彼女は言う。

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2021年6月2日の早朝、スムレカール氏とダイアー氏は、国の反対側にあるそれぞれのキッチンに座って、テキストメッセージをやり取りしていた。2人ともあまり眠っていなかった。この朝、NASAがどのディスカバリー計画にゴーサインを出したかを知ることになると2人は知っていた。太平洋夏時間の午前5時30分頃、スムレカール氏は電話を受けた。VERITASが承認されたというのだ。

「10年間も全身全霊で何かに取り組み、ついにそれが実を結ぶというのは、言葉では言い表せない気持ちです」とダイアーさんは言う。同僚たちとバーチャルな祝賀会でコルクを抜くまで、彼女はショックで一日中歩き回っていた。スムレカールさんは大喜びだった。「しばらくは祝うのをやめないつもりです」と彼女は言う。

その日の朝、NASA から電話がかかってきた時、ガービンは椅子から落ちそうになった。DAVINCI+ も宇宙に行くのだ。その後の数日間は目まぐるしく過ぎ、彼のチームは大騒ぎだった。どちらのミッションも競合相手を打ち負かし、木星の衛星イオと海王星の衛星トリトンの探査が提案された。NASA による金星への新たなミッションが 30 年間も行われなかったが、10 年以内に 2 つのロケットが打ち上げられる。これは、数え切れないほどの時間の調査とテスト、岩石の採取、ヘリコプターでの飛行、そして絶え間ない楽観主義の成果である。

「私たちのすぐ隣には、巨大な大気と魅力的な地殻を持ち、どういうわけか私たちの惑星とは違った歴史を持つ素晴らしい惑星があります」とガービン氏は言う。「その世界がどのようなものだったか、おそらく地球に似ていて、もしかしたらそれよりも良かったかもしれないことを振り返ることは、現時点で地球の人々にとってチャンスです。おそらく30年前は、私たちは準備ができていなかったでしょう。しかし今は準備ができています。」

この記事はもともと、PopSci 2021年夏号 Heat に掲載されたものです。PopSci+ のその他の記事を読む。