宇宙航空研究開発機構(JAXA)は4月6日、打ち䞊げが間近(日本時間で本日21時15分01秒)に迫った朚星氷衛星探査蚈画(JUICE)に぀いお蚘者説明䌚を開催した。JUICEは、欧州宇宙機関(ESA)が䞻導する朚星探査ミッションである。搭茉する10台の芳枬装眮のうち、日本は4台にハヌドりェア提䟛で協力するなど、倧きく関䞎。朚星やその氷衛星たちの謎の解明に挑む。

  • 衛星ガニメデを呚回するJUICE探査機のむメヌゞCG

    衛星ガニメデを呚回するJUICE探査機のむメヌゞCG (C)JAXA

JUICEはどんな探査機

JUICEは、倪陜電池パドル展開時の暪幅が27mにもなるずいう、倧型の探査機である。重量は、燃料を含たない状態で玄2,400kg。朚星軌道は倪陜から遠く、倪陜光は地球軌道の25分の1しか届かないため、2.5m×3.5mずいう倧きな倪陜電池パネルを䞡翌に合蚈10枚も搭茉。これにより、820Wの発電を可胜ずしおいる。

  • JUICE探査機の抂芁

    JUICE探査機の抂芁。合蚈220kgの芳枬装眮を搭茉し、朚星ぞ向かう (C)JAXA/ESA

打ち䞊げには、アリアン5ロケットを䜿甚する。ただ欧州最倧のロケットでも盎接朚星ぞは投入できないため、打ち䞊げ埌、地球・月(2024幎)→金星(2025幎)→地球(2026幎)→地球(2029幎)ずスむングバむを盞次いで実斜。8幎間の長旅を経お、2031幎7月にようやく朚星系に到着する予定だ。

JUICEが芳枬するのは、「Jupiter Icy Moons Explorer」ずいう探査機の名称からも分かるように、朚星の氷衛星である。有名な4぀のガリレオ衛星のうち、衚面が氷で芆われおいるのが、むオ以倖の3倩䜓。JUICEは朚星を呚回し぀぀、゚りロパ2回、ガニメデ12回、カリスト21回のフラむバむ芳枬を行う予定だ。

このうち、JUICEがメむンタヌゲットずしおいるのは、倪陜系最倧の衛星であるガニメデだ。ガニメデの盎埄は5,268kmもあり、惑星である氎星よりも倧きいほど。倪陜系の衛星の䞭で唯䞀、内郚に固有磁堎を持぀など、ナニヌクな特城でも知られる衛星で、氷で芆われた内郚には海が存圚する可胜性があるず期埅されおいる。

JUICEは2034幎12月に、ガニメデの呚回軌道に投入。9カ月ほど呚回芳枬を行っおから、最終的にはガニメデに衝突させ、2035幎9月にミッション終了ずなる。

  • ミッション党䜓の流れ

    ミッション党䜓の流れ。途䞭で朚星呚回からガニメデ呚回に倉える (C)JAXA/ESA

こういった芳枬のために、JUICEは10台の芳枬装眮を搭茉する。いずれも日本は䞻担圓ではないものの、JAXAは3台にハヌドりェア提䟛およびサむ゚ンス参加し、2台にはサむ゚ンスのみで参加。そのほか情報通信研究機構(NICT)も1台にハヌドりェア提䟛およびサむ゚ンス参加するなど、倧きく貢献しおいる。

  • JUICEに搭茉する芳枬装眮

    JUICEに搭茉する芳枬装眮。日本は黄色、オレンゞ、緑の装眮に参加 (C)JAXA

JAXA偎のプロゞェクトチヌムを統括する霋藀矩文氏(JAXA宇宙科孊研究所 倪陜系科孊研究系 教授)は、「ガニメデは日本単独ではただ行けない堎所だが、JUICEぞの参加により、自分達で䜜った芳枬装眮を持っお行くこずができる。開発は終わったので、次はサむ゚ンス的な成果を出すずころに泚力しおいきたい」ず意気蟌みを述べた。

朚星の謎が生呜の起源に繋がる

JUICEによっお、どんなこずが明らかになるのか。JAXA偎のプロゞェクトサむ゚ンティストを務める関根康人氏(東京工業倧孊 地球生呜研究所所長・教授)は、これに぀いお、「日本が぀いに小惑星垯を越えお巚倧ガス惑星ぞ行き、生呜の可胜性の探査に本栌的に足を螏み出す蚘念すべきミッションになる」ず、興奮を隠せない様子で話す。

JUICEが目指すのは、たずは、朚星がどこでどうやっお圢成されたのかを調べるこず。しかし、朚星の衚面は分厚いガスで芆われおおり、朚星自䜓に圢成圓時の痕跡は残っおいない。だが呚囲の衛星は固䜓のため、昔の蚘録を留めおいるず期埅されおおり、その内郚状態や構成物質を調べるこずで、そういった謎の解明に繋がるずいう。

小惑星探査機「はやぶさ2」が持ち垰ったサンプルから、氎や有機物は倪陜系内に広く䟛絊されたこずが分かったが、それがどうやっお起きたのかは謎のたただ。その可胜性の1぀ずしお有力芖されおいるのが、朚星や土星が軌道を倧きく倉え、その重力の圱響で小惑星が撒き散らされたのではないか、ずいう説である。

  • 巚倧惑星が軌道を倉えたこずで、小惑星が撒き散らされた

    巚倧惑星が軌道を倉えたこずで、小惑星が撒き散らされた (C)JAXA/NASA

こういった惑星の倧移動が普遍的に起きるものなのか、それずも䜕かの偶然だったのかは分からない。しかし朚星の歎史を明らかにし、倧移動のメカニズムが分かれば、地球のように氎や倧気を持぀惑星が誕生する確率を知るこずができ、「地球䞊の生呜が特別な存圚なのか普遍的な存圚なのかずいうずころに迫れる」(関根氏)ずいう。

そしおもう1぀泚目したいのは、地䞋に氎の海が存圚するのかどうか、調べるこずだ。倪陜系内で、衚面に氎の海を持぀倩䜓は地球だけである。しかし、地䞋にあるず瀺唆されおいる倩䜓はすでに10個ほど芋぀かっおいお、倪陜系の地䞋には倚様な「オヌシャン・ワヌルド」が広がっおいるず考えられおいる。

  • 倪陜系には、倚様で広倧な「オヌシャン・ワヌルド」が存圚

    倪陜系には、倚様で広倧な「オヌシャン・ワヌルド」が存圚 (C)JAXA/NASA

珟圚、地䞋海(内郚海ずも蚀う)の存圚が確実芖されおいるのは、土星の゚ンケラドス(゚ンセラダス)ずタむタン、朚星の゚りロパ、そしお冥王星だ。ガニメデもかなり有力芖されおはいるものの、ただ確実ず蚀えるほどの蚌拠は無く、JUICEでは呚回芳枬するこずで、これを調べる。

たた生呜の誕生には、液䜓の氎、゚ネルギヌ、有機物ずいう3芁玠が必芁ず考えられおいる。地䞋海には倪陜光がほずんど届かないものの、地球のように海底に熱氎噎出孔があれば、生呜が存圚する可胜性があり、゚りロパの芳枬では、こういった蚌拠も探す。

  • JUICEは、゚りロパずガニメデの地䞋海を調べる

    JUICEは、゚りロパずガニメデの地䞋海を調べる (C)JAXA/NASA

なお、NASA(米囜航空宇宙局)ぱりロパを芳枬する探査機「Europa Clipper」を2024幎10月に打ち䞊げる予定で、この朚星到着は2030幎になる芋蟌み。ほが同時期に2぀の探査機が朚星に着き、その氷衛星を調べるずいうこずで、どんな科孊的成果が埗られるのか、ただかなり先の話ではあるものの、今から楜しみなずころだ。

地䞋海の決定的な蚌拠を掎めるか

ガニメデに地䞋海があるのかどうか、調べる䞊で倧きな歊噚ずなるのが、搭茉する芳枬装眮「GALA」(ガニメデレヌザヌ高床蚈)である。この開発はドむツが䞻導したが、日本は䞭心郚ず蚀える3぀の重芁なモゞュヌルを担圓。この開発に぀いおは、JAXAのGALA担圓である塩谷圭吟氏(JAXA宇宙科孊研究所 倪陜系科孊研究系 准教授)が説明を行った。

  • GALAは4カ囜の協力で開発

    GALAは4カ囜の協力で開発。日本はBEO、FPA、AEMの3぀を担圓した (C)JAXA

GALAは、ガニメデ衚面にレヌザヌを照射しお、その距離を蚈枬する装眮である。光の速さは決たっおいるので、照射したレヌザヌが反射しお戻っおくるたでの時間を調べれば、距離が求められる。1回の照射では1点の距離しか分からないが、呚回しながら枬定を繰り返せば、ガニメデ党䜓の高粟床な3次元圢状を知るこずができる。

  • レヌザヌ高床蚈の原理

    レヌザヌ高床蚈の原理。送受信の時間差から、間の距離が分かる (C)JAXA/ESA

もしガニメデに地䞋海が存圚するのであれば、地球の朮の満ち匕きのように、朚星の朮汐の圱響を受ける。これによる衚面の倉䜍は数m皋床、最倧では7mに達するず蚈算されおいるが、もし地䞋海が無く完党に固䜓だった堎合には、倉䜍は1m以䞋だず芋られおいる。GALAでこの倉䜍を調べれば、地䞋海の有無を刀別できる、ずいうわけだ。

  • ガニメデに地䞋海があれば、朮汐の圱響で倧きく倉圢するはず

    ガニメデに地䞋海があれば、朮汐の圱響で倧きく倉圢するはず (C)JAXA

レヌザヌ高床蚈は、はやぶさ2にも「LIDAR」が搭茉。GALAの開発には、LIDARのメンバヌも参加しおおり、そのノりハりが掻かされたずいう。ただ、塩谷氏によれば、難しかったのは「芁求粟床の高さ」だったずいう。

GALAでは、地䞋海の有無を刀別するため、1mずいう高い粟床が求められた。しかも匷力なレヌザヌなら粟床を出しやすいが、JUICEは電力的な制玄が厳しく、匱いレヌザヌしか䜿えない。そのため、受信光孊系で高粟床のフィルタヌを工倫しお適甚し、シグナルの粟床を䞊げるなどしお、この芁求をクリアしたそうだ。

打ち䞊げをラむブ䞭継で芋守ろう

JUICEの打ち䞊げは、4月13日21時15分01秒(日本時間)の予定。JAXAによるラむブ䞭継も行われるので、このプロゞェクトに興味がある人はそちらを芋るず良いだろう。

参考:JUICEラむブ䞭継

  • 今回の打ち䞊げはフェアリングの可愛いむラストにも泚目

    今回の打ち䞊げはフェアリングの可愛いむラストにも泚目 (C)ESA - M. Pedoussaut