火星はなぜ死んだのか？NASAの最新宇宙船が解明を目指す

フロリダ州ケープカナベラル — 地球と火星は、誕生初期、あるいは思春期に入っても、相違点よりも共通点の方が多かった。それぞれの岩石惑星には火山が点在し、水路が両方の表面を削り取っていた。両方の惑星は大気に覆われ、湖や海でしか形成できない岩石を抱えている。40億年前、それぞれの惑星の表面に立った宇宙人は、見上げてまったく同じ青い空を見たかもしれない。

しかし、兄弟のように、この 2 つの惑星も年を重ねるにつれて変化しました。地球の液体鉄の核は磁場を作り出し、灼熱の太陽光線から地球を守っています。どういうわけか、火星の地磁気ダイナモは死にました。大きい惑星である地球は大気を保持していましたが、重力が地球の 38 パーセントしかない小さな火星は、空気が剥ぎ取られてしまいました。地球は海と水循環を維持し、火星は今日私たちが知っている埃っぽく乾燥した死の世界になりました。

これがどのようにして起こったのか、そしてなぜ火星で起こり、人間では起こらなかったのかは、赤い惑星に関する最大の未解明の疑問である。この疑問に答えることで、火星の歴史、そして火星が生命にとって住みやすい場所であった期間が明らかになるだろう。火星大気・揮発性物質進化探査機（MAVEN）は、その答えを見つけるために早ければ月曜日にも打ち上げられる予定だ。

準備完了、そしてローンチへ

疑問に答える前に、MAVEN は火星に到着しなければならない。2 つの惑星間の 10 か月の旅を除いても、これは大きな挑戦だ。約 5 年かけて設計された MAVEN はコロラド州で製造され、8 月 2 日に C-17 貨物機でようやくケネディ宇宙センターに運ばれた。科学者とエンジニアはその後 3 か月をかけてロケット燃料を充填し、発射ケースから外れるように爆薬を取り付け、すべてが正常に機能することを確認した。

今月初めに私が訪問したとき、MAVEN はケネディ宇宙センターのペイロード危険物サービス施設のクリーンルーム内にまだあったが、すでにロケットフェアリングに取り付けられていた。白いバニースーツを着た作業員が、ろ過され冷やされた空気を送るために円錐形の円筒に蛇行して入った分厚い白いホースの周りを歩いていた。内部では、MAVEN のソーラーパネルが 8 フィートの立方体の本体にぴったりと折りたたまれていた。

宇宙は極寒だと考える人が多いが、打ち上げや太陽の熱の方が実は大きな問題だと、MAVEN の計器システム マネージャー、ジム・モリッシー氏は説明する。MAVEN に空調設備を完備しておくことで、保護フェアリングが吹き飛ばされた後も、より長時間暖まることができる。

重要な機器テストをいくつか通過した後、MAVEN はアトラス V ロケットに取り付けられ、ケネディ宇宙センターのすぐ近くにあるケープカナベラル空軍基地の発射台に向かった。この基地は、30 年間スペースシャトルを打ち上げた基地とは別の施設である。先週、東海岸のほとんどの人が眠っている間に、乗組員がロケットを時速 5 マイルで発射台まで約 15 マイル運転し、午前 3 時前に到着した。

11月14日現在、すべてが順調で、打ち上げは60％「ゴー」の状態だ。この時点で、唯一の問題はおそらく曇りや雨の天気だろう。チームが打ち上げを試みることができるのは20日間だけであり、1日2時間の打ち上げ枠が初めて開くのは11月18日東部時間午後1時28分だ。タイミングは非常に重要なので、MAVENのチームは先月17日間の政府閉鎖の間も作業を継続できる特別例外を得た。

火星にMAVENを投げつける

各打ち上げ可能時間はおよそ 2 時間で、火星の位置と太陽に対する地球の位置に基づいて決定されます。火星やその他の遠方の目的地に向かう宇宙船は、地球の自転を利用して安全に東向きに打ち上げることができるため、通常は KSC から打ち上げられます。

「地球からの推進力をできるだけ最大限に引き出したいのです」と、MAVENの主任研究員でコロラド大学ボルダー校の科学者であるブルース・ジャコスキー氏は説明する。「火星に向かって投げ飛ばされるようにしたいのです」

地球を脱出した後、MAVEN は太陽の周りを 10 か月間周回し、2014 年 9 月 22 日に火星に到着します。ちょうど火星が探査機を待ち構えているときです。火星の重力に捕らえられた後、MAVEN は火星の表面から 93 マイルから 3,800 マイルの距離を周回する劇的な楕円軌道を描きます。これにより、MAVEN は最上層大気圏に突入し、フォボス衛星まで半分の距離を飛行します。

1 年間のミッション期間中、MAVEN は 5 回にわたり火星のわずか 77 マイル上空に着陸します。これは、地球の宇宙空間の限界をほんの数マイル超えた高度です。搭載されている 8 つの科学機器は、希薄な上層大気を吸い込み、そこにあるガスの組成を解明し、太陽放射、高エネルギー粒子、火星の限られた磁場を測定します。これにより、火星の上層大気と電離層の詳細が初めて明らかになり、太陽と太陽風がそれらとどのように相互作用するかが明らかになります。

キュリオシティとオポチュニティが火星の表面を詳しく調査する一方で、MAVEN は火星上で何が起きているのかを調査するために設計された初の宇宙船です。最終的に、MAVEN は火星がどのようにして水と大気を失ったのか、そしておそらくそれが生命にとって何を意味するのかを理解するのに役立つでしょう。