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生命の起原を探る彗星探査機『ロゼッタ』、打ち上げへ
Noah Shachtman
2004年2月25日 2:00am PT 欧州宇宙機関(ESA)の宇宙探査機『ロゼッタ』が26日朝(中央ヨーロッパ標準時午前8時36分)、フランス領ギアナの発射台から打ち上げられ、これまでで最も詳しく彗星の核を調べる旅へと向かう。これにより、地球の生命の起源に関する手がかりが得られるかもしれない。
最近の一連の研究では、彗星が何十億年も前の地球に水とアミノ酸――生命の基礎となる要素――をもたらした可能性が示唆されている。しかしこれはあくまでも仮説であり、科学者たちはまだ、彗星がそうした物質を本当に運んでくるという直接的な証拠をつかんでいない。彗星に接近して探査が行なわれたのもこれまでわずか数回しかないのだ。
今回打ち上げが予定されているロゼッタにより、有効な証拠が劇的に増える可能性がある。これが計画通りにいけば、ロゼッタは彗星の地表に着陸する初の探査機ということになる。そして、67P/チュリュモフ・ゲラシメンコ彗星の土壌や空中から採取するサンプルにより、惑星の間を通り抜けていくこうした彗星に、バクテリアや植物や人類を生み出すもとになる物質が存在するか否か結論が出るだろう。
「彗星に関する未解決の根本的な疑問の1つは、『太陽系における生命の存在に、彗星が何らかの役割を果たしているのか？』というものだ」と話すのは、米航空宇宙局(NASA)ジェット推進研究所のプロジェクトに参加している科学者、クローディア・アレクサンダー博士。同博士は、有機物質を検知する3つのセンサーをはじめとする、ロゼッタ・ミッションに対するNASAの技術協力を監督している。
「彗星が生命をもたらしたのかもしれない」と、アレクサンダー博士は言う。
マサチューセッツ大学アマースト校のウィリアム・アーバイン教授(天文学)によると、惑星間を飛び交う塵の粒子が地球に衝突し、1年間に300トンの有機物質をもたらしているという。大量に感じられるかもしれないが、まだ地球が若かった45億年前の状態に比べれば、雹(ひょう)の嵐に対する霧雨のようなものだ。当時の地球には、ひっきりなしに小惑星や彗星が降りそそいでいたが、地球を保護する大気はほとんど存在していなかった。
NASAのゴダード宇宙飛行センターで宇宙生物学研究を指揮するマイケル・マンマ博士によると、科学者たちの間では、少なくともこうした岩石にアミノ酸を含むものがあることは知られているという。大昔に落下してからほとんど変化していないことが判明している隕石――いわゆる「オルゲイユ隕石」など――には、少なくとも2種類の微量のアミノ酸が含まれている。そのほか、70種類ものアミノ酸が見つかった隕石もある。
地球上に生命が現れる以前にアミノ酸が(たぶん水も)到来していたという事実から、一部の研究者たちは、惑星間を旅する彗星などが地球の生命誕生の手助けをしたのかもしれないと考えるようになった。一方、従来の考え方にそって、地球の「原始のスープ」に何らかの放電が作用して生命を誕生させたに違いない、とする科学者もいる。
チュリュモフ・ゲラシメンコ彗星でアミノ酸が見つかっても、この論争に決着がつくわけではない。しかし、地球上の生命は地球外の物質に後押しされて誕生した可能性があるという主張を支持する発見にはなるだろう。
しかし、ロゼッタ・ミッションが調べるのは、地球上の生命の問題だけではない。太陽系そのものがどのようにして作られたのかという問題にも、洞察をもたらすと考えられている。
ESAの惑星学部門の責任者を務めるゲアハルト・シュベーム博士は、ESAのウェブサイトに掲載されたインタビューの中で、彗星は進化の歴史をたどりながらも、彗星を構成する物質は太陽が燃え始める前とまったく同じ状態で保存されていると述べている。そのため、チュリュモフ・ゲラシメンコ彗星を調べるというのは、太陽系の最初期の遺物を調べるようなものなのだ。
とはいえ、彗星にたどりつくまでが容易なことではない。最近起きた火星探査車のトラブルは、他の惑星のまわりの軌道に乗ることや惑星に着陸することがいかに困難かを示すものだった。彗星の場合、大気に比較的厚みがなく、火星のような強い引力もないが、彗星とのランデブーには独特の難しさがある。
2002年12月に(ロゼッタ打ち上げに用いられる)アリアン5ロケットの打ち上げが失敗したことから、このミッションはすでに1年延期されていた。そのため、ESAはロゼッタの探査対象を46P/ワータネン彗星から、大きさも形も異なる別の彗星へ変更せざるをえなかった。
新たな目的地に到達できるだけのスピードを確保するために、この重さ3トンのロゼッタ探査機は、天体の重力を利用する「フライバイ」と呼ばれる飛行を行なう。地球フライバイを3回、火星フライバイを1回行ない、彗星に向かって加速していくのだ。
ロゼッタが彗星に到達した後、何が見つかるのかは誰にもわからない。それでも、シュベーム氏が指摘するように、科学者たちは、彗星の形や地表の様子をある程度は推測している。
「彗星に近づき、(ロゼッタを)適切な軌道に乗せる際には、(核の)回転速度、回転軸(の傾き)、回転周期など多くのことを把握しなければならないだろう」とシュベーム氏。計算する時間を稼ぐため、ロゼッタはチュリュモフ・ゲラシメンコ彗星と遭遇する約4ヵ月前に減速を始め、その後、彗星との相対速度を秒速2メートル、さらに秒速数センチメートルにまで落としていく。
直径4キロメートルの核を周回し始めると、ロゼッタは重さ100キロの立方体のランダー(着陸機)をどう地表に着地させるか、約3ヵ月かけて算出する。成功の鍵は「優しさ」だ。彗星の引力はきわめて小さいため、ランダーが勢いよく降りると、「弾んでどこかへ行ってしまう」こともあり得るからだ、とシュベーム氏は言う。「着陸時の速度は毎秒1メートル以下になるだろう。これは速足で歩いて壁にぶつかったときと同じぐらいの衝撃だ」
そんな小さな接触でも絶対にぐらつかないように、ランダーは銛(もり)を地表に打ち込み、自らを固定する。その後、音波、X線、電子によるセンサーを配置する。これらのセンサーは、オービター(軌道周回機)の紫外線、赤外線、マイクロ波を利用した各機器を補完するものだ。
そしてここから、生命に必須の物質の探査を進めていくのだ。
[日本語版：近藤尚子／高森郁哉]
http://www.hotwired.co.jp/news/news/technology/story/20040226302.html
題名には必ず「阿修羅さんへ」と記述してください。