太陽に最接近する探査機が打ち上げ 1370度に耐える遮熱板でコロナ突入

Steve Gribben / Johns Hopkins APL/NASA via AP

 これまでにないほどの至近距離で太陽に近づこうとする灼熱の宇宙飛行によって、我々は太陽をさらに身近に感じられるようになりそうだ。

 NASAの宇宙探査機「パーカー・ソーラー・プローブ」は、じりじりと燃え盛る太陽の熱気で激しく痛めつけられながらも太陽表面からわずか600万kmの高度まで接近し、いわば太陽に初めて「触れる」探査機になる予定だ。

 パーカー・ソーラー・プローブはかつてないほど過酷な太陽の熱にさらされることが想定されるが、1,370℃の高温にも耐えられる革新的な遮熱板のおかげでこの探査が可能となった。

                                                                                                                 

 太陽の至近距離への接近という、数ある宇宙探査の中で初のミッションを背負い、パーカー・ソーラー・プローブは12日未明(日本時間同日午後)に打ち上げられた。

「最もクールで最も熱いミッション、それが今ここにある」とジョンズ・ホプキンズ大学のプロジェクト担当主任科学者、ニコラ・フォックス氏は述べた。

 パーカー・ソーラー・プローブは軽自動車ほどの大きさで、これまで他の探査機が太陽に接近した距離の約7分の1といわれる、超至近距離まで近づく予定だ。太陽に寄り添うかのようにごく近くまで飛行するため、パーカー・ソーラー・プローブは7年の歳月をかけ、金星のそばを7回通過しながら飛び続ける。金星に何度も接近し通過することで、金星の重力による加速を得ながら軌道を修正しつつ太陽に最も接近し、太陽の最外層であるコロナの中へ突入することになる。

 コロナに近づけば近づくほど、なぜコロナが太陽表面より数百倍も高温なのかを突き止めやすくなる。さらに、科学者たちが解き明かしたいと考えるもう一つの謎がある。それは、なぜ太陽風が吹くのか?ということだ。太陽風は、コロナからあらゆる方向の宇宙空間へ超音速で飛び出した荷電粒子の安定した流れのことである。

「太陽風を研究するいくつものミッションが進行中だが、我々はその生誕の地へ赴こうとしている」とフォックス氏は語る。

 科学者たちは、太陽のみならず、銀河系およびさらにその外側にある何十億個もの黄色い矮星や、他の種類の恒星について明らかにするために、15億米ドルもの費用を投じたこのミッションに大きな期待を寄せている。太陽は我々の生命の源となるエネルギーを供給する一方で、軌道を周回する探査機や地球上での通信、エレクトロニクス機器に混乱を与える力を持っている。

「これが私たちの住んでいる所だ。私たちに一番馴染み深いこの場所のことを明らかにし、さらに深く理解しなければならない」とNASAで太陽を研究している宇宙物理学者のアレックス・ヤング氏は語る。

 このプロジェクトは1958年に新設されたNASAに対して提唱された。そして「60年経った今、現実になりつつあるのだ」とプロジェクトマネージャーのアンディ・ドライズマン氏は述べた。同氏は探査機を設計製造したジョンズ・ホプキンズ大学にも所属している。これほどまで太陽に接近しながらも、宇宙空間へ打ち上げられるほど軽量化する技術はこれまで開発されていなかった。

 パーカー・ソーラー・プローブの2.4m四方の遮熱板は、わずか11cmの厚さしかない。これは、空気を豊富に含有したカーボンの発泡材を2枚のカーボン製シートで挟んだものだ。機体の正面には太陽光を反射する特製の白色セラミックコーティングが施されている。この部分は飛行中、極端に高温の太陽熱の直撃を浴びた時に高熱を帯びて、鮮紅色になることが予想されている。

 コロナのギザギザになった超高温の縁をかすめて飛行する際も、探査機に搭載したほぼすべての機器がこの遮熱板の背後に隠れているため、測定機器類を守る風防構造を必要とせずに機器は室温下で稼働できる。

 パーカー・ソーラー・プローブは、コロナに最接近するときにその速度が時速69万kmにも達するという。これは、ワシントンD.C.からフィラデルフィアまでコンマ数秒で到達する速度に等しい。もしくは、シカゴから北京まで1分かからないで飛んでいく速度と同じだ。

 パーカー・ソーラー・プローブは、まだ存命の学者の名前を冠したNASA初の探査機だ。

 シカゴ大学の名誉教授で91歳のユージン・パーカー博士は、60年前に太陽風の存在を予言した。今回の打ち上げの時には、ケープ・カナベラルに駆け付ける予定だ。パーカー・ソーラー・プローブの打ち上げには、ユナイテッド・ローンチ・アライアンスのロケット、「デルタIVヘビー」が使われる。

 パーカー博士は昨秋、探査機の検査に立ち会った。そして、「すべてが順調なので、固唾を飲んで打ち上げの成功を見守ることにする」と述べた。

 同博士は最近のインタビューに答えて「測定器を積んだ探査機にとっては高温すぎる場所へ向かうのだから、これはまるでおとぎ話の世界への旅だ、とあなたは言うかもしれない。しかし設計と製造の技術が格段に進化し、そのような環境下でも機能する機器の開発が可能になったのだ」とジョンズ・ホプキンズ大学のフォックス氏に語った。

 この探査機には、パーカー博士の写真と、彼が太陽風と名付けた事象に関して1958年に執筆した研究論文のコピーが搭載されている。太陽風など存在しない、という懐疑的な意見も飛び交う中、NASAの探査機「マリナー2号」は1962年にパーカー博士の説が正しいことを証明した。

 さらに、この探査機には、この春のNASAの募集に応募した100万人以上の宇宙ファンの名前を記載した名簿も搭載されている。

 今回のミッションは非常に速いペースで進行する。打ち上げ後2カ月以内、つまり10月の初旬には金星に初めて最も近づき、11月には初めて太陽に最接近する予定だ。

 パーカー・ソーラー・プローブは、楕円形の細長い軌道に乗り、太陽の周りを計24周する。太陽系惑星の中で最も内側を周回する水星よりも、さらに太陽に近いところを通過する予定だ。パーカー・ソーラー・プローブが太陽から2,500万㎞以内の距離を通過する最初の周回から、NASAの以前の太陽探査機「ヘリオス2号」の記録を塗り替えることとなる。ヘリオス2号は1976年に太陽から4,300万kmの距離まで接近した。

 フォックス氏は次のような表現でこれを説明した。「太陽と地球がそれぞれフットボール場の端に位置すると仮定した場合、水星は太陽側の32mのライン上に位置し、ヘリオス2号は26mのライン上に到達したことになるが、今後パーカー・ソーラー・プローブは最終的に3.6mのライン上まで太陽に近づくことになる」

 2011年から2015年までの間、水星を周回したNASAの探査機、メッセンジャーは、太陽風に関するある程度の知見を得ることに成功したが、まだ距離が離れ過ぎていた。

「非常に興味深いことがすぐそこまでやって来ているが、ただ座して待つだけでは、それが何なのかはわからないだろう。だから今、我々にとって実施可能な唯一の方法は、コロナの中へ飛び込んでいくという、危険をも顧みないミッションを遂行することだ」とフォックス氏は述べた。

 パーカー・ソーラー・プローブが2024年と2025年に周回する最後の3回の軌道が、最も太陽に接近するといわれている。最終的にパーカー・ソーラー・プローブは燃料が尽き、遮熱板を太陽の方向に向けることができなくなり、やがて発火し燃え尽きて粉々になることだろう。おそらく頑丈な遮熱板を除いては。

「あれは本当にタフな遮熱板だ」とフォックス氏は言った。

By MARCIA DUNN, AP Aerospace Writer
Translated by ka28310 via Conyac

Text by AP

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