「プルート・ドクター」とのQ&A

2015 年は冥王星の年です。ニューホライズンズ ミッションは、太陽系最後の巨大天体を通過するという、もう 1 つの主要な惑星科学目標を達成します。冥王星は最後の未開拓地であり、宇宙探査にとって大きな勝利であると考える人もいます。

冥王星博士、または一般的にはレスリー・ヤング博士として知られる彼女は、ニューホライズンズ計画の副プロジェクト科学者です。冥王星が準惑星、惑星、または氷の天体であるかどうかにかかわらず、ヤングは太陽系で最も有名な弱小天体について多くのことを知っています。彼女は冥王星愛好家と呼べるでしょう。80年代から「カイパーベルトの王」を研究してきた彼女は、冥王星の大気の発見に貢献しただけでなく、かつての惑星のそばを飛行するという唯一の目標を持つカスタム宇宙船を建造したチームの一員でもあります。

ニューホライズンズは、太陽系の端まで9年間の旅を終えるまであと数日です。ベビーグランドピアノほどの大きさしかないニューホライズンズは、信じられないほどのスピードで航行しており、太陽系の端で何が起こっているかを科学者に完全に伝えるために、多数の機器を搭載しています。2006年、冥王星は惑星から「準惑星」に格下げされ、それ以来、科学者だけでなく一般の人々の間でも論争の的となっています。ヤングは、28年間待ってようやく冥王星に到着したときのこと、そして彼女がどのようにして冥王星博士の称号を得たかについて、私たちと話をしてくれました。

あなたは 1987 年から冥王星を研究しています。冥王星研究に人生を捧げようと決心したきっかけは何ですか?

私は大学院に入る前から冥王星の研究を始めました。両親から大学卒業後の最初の仕事はとても重要だと聞き、「親に何があるの？」と思いましたが、大学卒業後の最初の仕事はMITのジム・エリオット教授のプログラミングでした。私は最終的に冥王星に大気があることを発見したチームに所属することになり、それが私の人生を変えました。私はジム・エリオット教授と一緒に大学院に進み、冥王星に関する論文を書き、それ以来ずっと研究を続けています。教科書を全部変えることができたときは本当にいい気分です。またやりたいと思うのです。

ニューホライズンズにおけるあなたの正式な肩書は副プロジェクト科学者です。このミッションにおけるあなたの役割について少し説明していただけますか?

私の主な仕事の 1 つは、遭遇シーケンスを計画することです。プロジェクト サイエンティストの仕事は非常に分野横断的です。基本的に、科学的な説明を、それを必要とする人全員に行う必要があります。ほとんどの場合、その相手はプロジェクトの他のエンジニアです。画像チームの 1 人が、このような非常に優れた写真を撮りたいと言ったら、それを実現できる宇宙船の設計方法について話し合います。科学者とエンジニアの間では、またその逆の場合でも、多くのやり取りがあります。

つまり、基本的には、科学のすべて、宇宙船とミッション全体に関するすべてを理解する必要があるということですか?

基本的にはそうです。ミッション、宇宙船の設計、そしてもちろんターゲットについてすべてを知っていなければなりません。それは深いというより広いものです。また、具体的な答えが必要なときにチームの誰に頼ればいいかを知っておく必要がありますが、ニューホライズンズには本当に素晴らしいチームがいます。私は一緒に働ける科学者たちに毎日感謝しています。

冥王星に近づくと、ニューホライズンズは 9 年間で約 30 億マイルを移動したことになります。あなたとあなたのチームは冥王星に到達するのを長い間待ち望んでいました。私たちが冥王星に近づくにつれて、何を見るのが一番楽しみですか?

冥王星や、ハッブルのような地上または地球の周りの望遠鏡で天体を観測する場合、ピースを注意深く組み合わせる必要があります。時には、トランプのトランプの家を建てているような気分になります。非常に微妙な情報に基づいて推論し、答えを得るために本当に一生懸命に働かなければなりません。私たちが最終的に冥王星にたどり着いたとき、答えを得るために本の裏表紙をめくるようなものです。冥王星がどのように見えるか、どのようなプロセスが進行しているかがわかるだけでなく、過去 40 年間に私たちが何をしてきたかを理解するのに役立ちます。そして 10 年後に望遠鏡に戻って、物事が変化していることに気付いたとき、私たちは何を見ているのかがわかります。

特に比較的最近になって冥王星が降格したことを考えると、冥王星を研究することはどれほど重要なのでしょうか?

冥王星には、太陽系外縁部にこれらの類似天体がすべてあります。海王星の衛星トリトンは冥王星に非常に似ています。エリスのような大きな天体も他にもあります。冥王星で何が起こっているかを理解すれば、私たちの太陽系、そしておそらく他の太陽系にある他の天体のグループ全体がどう機能するかを突然理解できるようになります。

冥王星の状態を準惑星から惑星に戻す可能性のある何かが判明すると思いますか? あなたの科学的見解では、冥王星は惑星ですか、それとも準惑星ですか? ケレスのような他の「準惑星」と同じクラスに属するべきでしょうか?

「準惑星」という用語は役に立たず、最終的には自然に消滅すると思います。会議に行くと、「準惑星」の質問は出ません。論文をジャーナルに投稿するときに、「準惑星の専門家を探さなければなりません」とは言われません。カテゴリは、役に立つ範囲でのみ使用すべきだと思います。冥王星を、衛星であるトリトン、別の準惑星であるエリス、その他のより大きなカイパーベルト天体とひとまとめにすると便利な場合がありますが、これらを何と呼びますか? 氷の世界? 私はそう呼びたいです。

このミッションから得られる最もエキサイティングな発見は何だと思いますか?

このミッションの最もエキサイティングな部分は、冥王星とカロンが身近な世界になることだと思います。心の中でその世界がどのようなものかイメージできる世界です。望遠鏡から得た情報だけで冥王星やカロンがどのようなものか推測するには、かなりの想像力が必要です。しかし、宇宙船ミッションのようなものは世界への贈り物です。なぜなら、ほんの少しの手がかりを得るために、望遠鏡から得た情報に3か月もかけてじっくりと調べる必要がなくなるからです。写真や地図を見て、これらの世界がどのようなものか直感的にすぐに理解できるのです。

冥王星とカロンは互いの周りを連星軌道で回っています。このシステムがどのように機能するか、また、カロンに近づくにつれて何がわかるかについて少しお話しいただけますか?

過去数十年でわかったことの 1 つは、太陽系は物事が互いに衝突する非常に激しい場所だということです。地球と月の系は、おそらく火星サイズの何かが地球に衝突してできたものです。冥王星とカロンの系は、何らかの衝突によるものだと考えられます。冥王星系がどのように形成されたかがわかれば、衝突について何かわかるかもしれません。カイパーベルトの天体の中には、相互の重心の周りを 1 つずつ周回するのではなく、互いに周回するものもあるため、その点では冥王星がまったく独特というわけではありません。私たちはよく惑星の上を飛んで、その衛星に魅了されてきました。土星の周りの衛星タイタンには、水やメタンが流れ落ちており、ほとんど地球のような気象システムがあります。カロンは私たちを驚かせるでしょう。これまでずっと、私たちはカロンを、よりダイナミックでエキサイティングな冥王星のつまらない対照物だと考えてきましたが、最終的には私たちを驚かせることになると思います。

冥王星は地球から約 30 億マイル離れているため、ニューホライズンズがデータを送信してからチームがデータを受信するまでどのくらいの時間がかかりますか?

ニューホライズンズからすべての情報を受け取るには 16 か月かかります。宇宙船からのダウンリンク時間は 4.5 時間です。つまり、光速でデータが地球に届くまでに 4.5 時間かかります。冥王星は非常に遠いです。そのため、宇宙船と通信するには往復 9 時間かかります。

ハッブル宇宙望遠鏡で見たものよりも優れたニューホライズンズの画像がすでに見られています。その表面の特徴は何だと思いますか?

ニューホライズンズを打ち上げたとき、私たちはすでにいくつかのことを知っていました。1つは、冥王星が太陽系で最もコントラストの強い場所の1つであるということです。ハッブル宇宙望遠鏡のぼやけた画像からでさえ、冥王星には最も暗い場所と最も明るい場所があります。私たちは、その地質が壮観なものになることはわかっていましたが、これらの最初の画像で、非常に明るい部分と非常に暗い部分が見え始めています。私たちが学んだもう1つの教訓は、ボイジャーから得たものです。1989年に冥王星のいとこであるトリトンを通過しました。2機のボイジャーは、科学者や一般の人々のために太陽系外縁部を本当に開拓した素晴らしい宇宙船でした。しかし、ボイジャーには赤外線分光計が搭載されていませんでした。表面が何でできているかを知りたい場合は、赤外線分光計が必要です。そこで、私たちは冥王星とその衛星にRALPHを飛ばしています。冥王星の表面の氷が何でできているかを教えてくれるほどに調整しました。

搭載カメラの RALPH と LORRI は、非常に高解像度の画像を提供するはずです。最接近時の画像はどの程度詳細になるのでしょうか?

フライバイの日には、地質学的に興味深い解像度で構成マップを撮影します。こうすることで、ここにクレーターがあり、ここにメサがあり、メサの頂上と側面がこのように異なっていることがわかります。素晴らしい体験になるでしょう。まるで地球上を飛んで、ニューヨーク市のスカイラインの特徴を認識できるような感じになるでしょう。

「カロンは私たちを驚かせることになると思います。」

冥王星を研究することで、地球と太陽系の形成について何がわかるのでしょうか?

第 3 ゾーン (海王星の向こう側すべて) を理解することは、私たちの太陽系、そしておそらく他の太陽系の基本的な構造を理解する上で重要だと思います。他の星の周りにもカイパーベルトがあるようです。地球は、冥王星と同じ地域から来た彗星の衝突の影響を受けた可能性があると考えています。冥王星の大気の化学組成から、初期の地球の化学組成について何かがわかるかもしれません。学ぶべきことは間違いなくたくさんあります。

冥王星フライバイ後のニューホライズンズの次なる目的地は？ボイジャー1号のように太陽系の外へ出ていくのか、それともカイパーベルトの他の天体を訪問するのか？

フライバイを行う理由は 2 つあります。1 つ目は、速度を落としたい場合、大量の燃料を消費して、そこに到達するまでに何十年もかかることになります。その頃には冥王星は太陽から遠ざかっており、照らされている表面は少なくなっています。これは良い考えではありません。フライバイを行うもう 1 つの理由は、冥王星を通過したら、別のカイパー ベルト天体に移動できるからです。これが私たちの意図です。保証は何もありませんが、冥王星の後も太陽系の外縁部の探査を続けたいと考えています。ミッション終了後、ニュー ホライズンズは、以前のボイジャーと同様に、最終的には太陽系を離れます。私たちは、出ていく間、惑星間の空間を観察してきました。出ていく間、宇宙の塵を研究するため、塵の測定を継続します。フライバイが終わった後も、その場でできることがあり、「今いる場所はどのような場所か」と尋ねることができます。私たちは、どんどん遠くへ進むにつれて、それを続ける予定です。

「冥王星は太陽系の中で最もコントラストが強い場所の一つです。」

ニューホライズンズは、地球から打ち上げられたものの中では史上最速の探査機でもあります。どれくらいの速度で進んでいるのでしょうか?

ニューホライズンズは超大型ロケットで打ち上げられ、時速 35,000 マイルで冥王星に接近しています。ボイジャー 1 号は、木星、土星、天王星、海王星の 4 つのスリングショットで加速しました。ニューホライズンズは木星から 1 つのスリングショットを受け取ったため、現在非常に高速で進んでいます。月を 9 時間で通過しました。アポロ計画では、月に到達するのに 3 日かかりました。ガリレオ宇宙船が木星に到達するのに何をしなければならなかったか考えてみてください。木星に到達するのに 6 年かかりましたが、ニューホライズンズは 13 か月で到着しました。非常に小型の宇宙船が非常に大型ロケットに搭載されていました。

冥王星に到着するまで 28 年間辛抱強く待ってきました。冥王星のフライバイが行われるとき、あなたはどこにいるでしょうか?

私はメリーランド州にあるジョンズ・ホプキンス応用物理学研究所にいます。最接近初日に大量のデータを取得する予定がないため、その日は到着を祝うことにします。

フライバイは 7 月 14 日ですが、7 月 15 日まで画像が届きません。なぜでしょうか?

最接近の約 12 時間前に、冥王星を 1 枚撮影します。これは、LORRI の 1 フレームを埋め尽くす素晴らしい冥王星のショットです。私たちの選択肢は、宇宙船を写真が撮れるように向けるか、地球と通信できるように向けるかのどちらかでした。地球と少し通信して、公式の「大丈夫」という返事をもらうようにします。そして、冥王星を通過するのは 1 回だけなので、フライバイ時間は写真を撮ることにすることにしました。

私たちは冥王星に戻ることができると思いますか?

少なくとも2回は行くと思います。どうすれば1回しか行けない場所が見つかるでしょうか？