人類の小惑星地球救助計画

メキシコのユカタン半島の海岸線の下には、地球上で2番目に大きい隕石クレーターであるチクシュルーブ・クレーターがあります。 21 世紀初頭、科学研究者によるシミュレーション計算の結果、この巨大なクレーターはバプティスティナという小惑星に由来することが判明しました。これは難しくて聞き慣れない名前のように聞こえるかもしれませんが、言い換えると、長い間、この小惑星は恐竜の時代を終わらせた「犯人」の 1 つであると広く信じられていました。

チクシュルーブクレーターの形成をシミュレーションする

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ユカタン半島のクレーターが発見される前、ノーベル物理学賞受賞者のルイス・アルバレス率いるチームは、小惑星の到来が恐竜を含む多くの白亜紀の生物の絶滅を引き起こしたという有名な「アルバレス仮説」を提唱していた。チクシュルーブ・クレーターとこの絶滅イベントとの関係については関連分野においてさまざまな意見があるが、いずれにせよ、誰もが一致した見解を持っている。地層にこれほど大きなクレーターを残すような衝突は、この青い惑星上のほぼすべての生物の運命をいつでも変えてしまう可能性があるのだ。

18 世紀には、太陽系の研究は今日ほど深く行われていませんでした。天文学者によって主要な惑星が発見されるにつれて、太陽系の惑星と太陽との平均距離を記述する経験法則である「ティティウス・ボーデの法則」が徐々に広まっていった。現在では物理的な意味がほとんどないことが証明されているこの法則は、最初の小惑星であるケレスの発見の基礎を築きました。天文学者によって発見される小惑星がますます増えるにつれ、小惑星は人類が太古の昔から憧れ、探検しようとしてきた広大な宇宙の海の一部として、SF作品に頻繁に登場するようになりました。

小惑星帯の図

有名なイギリスの SF 作家アーサー・クラーク (この名前を知らない人のために説明すると、「2001 年宇宙の旅」の脚本家の一人として広く知られています) は、1990 年代にタイム誌に「神のハンマー」というタイトルの短編 SF 小説を発表したことがあります。

2109年、人類の技術と社会は前例のない高みに達しました。月や火星には人類が自由に暮らせる基地が築かれ、科学の進歩により人類の平均寿命は倍増した。今では、「ユーモアのセンス」や「考える力」を備えた人工知能が、法的に「人」として認められる時代です。テクノロジーは非常に進歩しているにもかかわらず、人々は常に恐怖の中で暮らしています。なぜなら、地球からそう遠くないところに「ケリー」という小惑星が浮かんでいるからです。宇宙船は地球に衝突しようとしており、月と火星の基地にいる人類だけが生き残ることになる。

神のハンマー初版表紙

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全人類を救うという希望を抱き、宇宙船「ゴリアテ」はケリーのもとへ行き、地球に災難をもたらそうとしていた小惑星に「アトラス」と名付けられたスラスターを設置し、ケリーが地球に到着する数か月前に、小惑星を現在の軌道から遠ざけることに成功した。しかし、この希望はスラスターの偶発的な爆発によって消え去りました。最後の危機的な瞬間、ゴリアテの船長シンは、乗組員全員と協力して宇宙船自身の推進力を利用し、アトラスが達成できなかったミッションを完了することを決意した。

ケリーは最終的に地球を通過して多大な被害をもたらしましたが、幸いなことに大気圏を通過した後は徐々に遠ざかり、人類を滅ぼす爆弾にはなりませんでした。ゴリアテ宇宙船とその乗組員だけが、過度の重力加速によって互いに接近したまま、永遠にケリーに留まりました。

宇宙船と小惑星の想像図

過去 2 か月以内に映画館に行って「アローン・オン・ザ・ムーン」を観た人なら、そのあらすじに馴染みがあるかもしれません。映画の最後で、獨孤月は「π+」に直面し、ゴリアテの乗組員全員と同じように、人類の歴史の継続と引き換えに自分自身を犠牲にすることを選びました。あるいは、現実世界に目を向けてみましょう。今週月曜日に DART 衛星がディモルフォスに衝突したとき、同じ悲劇的な使命感があったのでしょうか?

おそらく、私たちは自らを「生命の奇跡」と呼ぶことができるでしょうが、宇宙の前では、人間は恐竜のような取るに足らない種族にすぎません。 6500万年前に地球を襲った小惑星が災害をもたらす力を持っていたとすれば、人類が最終的に脅威に直面する可能性も否定できない。

地球を小惑星から守ることに専念する非営利団体B612財団は、「地球が小惑星に衝突することは100パーセント確実だ」と述べている。それはいつになるかという問題です。 B612財団の名前は、有名な寓話「星の王子さま」に登場する同名の小惑星に由来していることは特筆に値します。小惑星から「採掘」できるかどうか、あるいは小惑星に人間の基地を建設できるかどうかというアイデアはよく議論されますが、ほとんどの人にとって、小惑星の潜在的な利点よりも、小惑星がもたらす衝突のリスクの方が重大かもしれません。

ディモルフォスとの衝突後のDARTの写真

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私たち人類の未来のために今取り組むことが、Double Asteroid Redirect Test (DART) の目的です。小惑星が地球に衝突するという潜在的な脅威に直面して、人々はすでにいくつかの代替対応戦略を開発しています。さらに極端な方法は、天体の表面または表面下に爆発装置を設置し、小惑星自体の質量と構造を変化させてその軌道に影響を及ぼすというものである。もう一つの方法は、大型宇宙船を小惑星の近くに打ち上げ、重力を利用して、一定期間かけて地球を脅かす軌道から宇宙船をゆっくりと遠ざけるというものである。 DART ミッションの戦略は、より妥協的なアプローチです。つまり、計算された時間に宇宙船が小惑星と直接衝突し、運動量の変化によって軌道から外すという目的を達成することです。

NASAが主導するDARTミッションは、小惑星防衛技術の世界初のテストである。地球から約1100万キロ離れた「二重小惑星」、つまり直径約160メートルの「双子」小惑星ディモルフォスが、直径約780メートルの別の「双子」小惑星ディディモスを周回するシステムこそが、DARTミッションのターゲットである。これら2つの小惑星自体は地球に脅威を与えるものではありませんが、一方で、科学者たちはそれらの軌道の変化を観測する成熟した方法を持っています。一方、それらは地球に特に近いわけではないので、衝突後に誤って地球に向かって突進することはありません。したがって、この連星系小惑星は最も適した実験対象となった。

「信号喪失」は、宇宙ミッション中に人々が聞きたくない状況ですが、現時点では画期的な成功を意味します。重さ約600キログラムのこの衛星は2021年11月に打ち上げられ、目標地点に向かう途中で数回の光学較正と軌道修正を受けた。 DART衛星のDRACOカメラは、衝突ミッションの2か月前の7月に連星系小惑星を検出しました。数か月に及ぶ準備を経て、DART衛星はついに9月26日午前7時14分（北京時間）、秒速6キロメートルの速度で、連星系小惑星群のうち小さい方である「双子」ディモルフォスに衝突した。DRACOカメラは衝突前の最後の瞬間を捉えた。

DRACOカメラが撮影した最後の画像

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衝突後、連星系小惑星の公転周期はある程度短縮され、ディモルフォスとディディモスの距離も縮まると予想されている。もたらされる変化は 1 パーセント未満かもしれませんが、そのような一見取るに足らない変化こそが、人類に小惑星の衝突に抵抗する自信を与えるのです。

もちろん、この衝突はDART衛星のミッションの終わりだけではなく、一連の新たな探査の始まりでもあります。また、この旅には小型衛星LICIACubeもDARTに同行しており、これは衝突の15日前にDARTから分離され、衝突後の様子を記録するための画像を撮影するために使用された。天文学者たちは地上望遠鏡を使ってディモルフォスとディディモスの観測を続け、DARTが小惑星に及ぼした影響を記録する予定だ。 2年後、欧州宇宙機関はヘラ・ミッションを打ち上げる予定で、2026年に連星系小惑星系の近くに到着し、約半年かけてDARTとディモルフォスの衝突による最終的な影響を判定する調査を行う予定だ。

DART衛星がディモルフォスに衝突した後にハッブル宇宙望遠鏡が撮影した3枚の写真

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DART衛星がディモルフォスに衝突した後にウェッブ宇宙望遠鏡で撮影されたタイムラプス画像

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わずか数日間で、ハッブル宇宙望遠鏡（HST）や軌道上の共同ワールドワイドウェブ望遠鏡（JWST）など、世界中の何十もの大型望遠鏡が衝突した連星小惑星にレンズの焦点を合わせました。ハッブル宇宙望遠鏡から送られてきた画像からは、衝突後、連星系小惑星の明るさが著しく、着実に増加していることがわかります。ウェッブ宇宙望遠鏡に搭載された近赤外線カメラ（NIRCam）も、衝突現場付近で噴煙が継続的に噴出している様子を記録した。

2022年9月27日現在、天文学者は29,933個の地球近傍小惑星を発見したと報告しており、そのうち3分の1は直径が140メートルを超え、約1,000個は直径が1キロメートルである。ほとんどの小惑星が地球に危険をもたらす可能性はごくわずかですが、たとえその可能性がわずかであったとしても、それが人類の終焉の原因となることは望ましくありません。

既知の地球近傍小惑星（NEA）

出典：http://www.nasa.gov/

小惑星の検出であれ、潜在的に危険な天体の探索であれ、あるいはDART衛星のような個人テストであれ、すべての努力は、いつの日か地球にどんどん近づいてきて向かってくる小さな天体を本当に発見したときのためにあります。人類が祈る以外にできることは、テクノロジーを使って自らを守り、未来を守ることです。

参考文献:

[1]https://www.inquisitr.com/4881237/earth-will-be-hit-by-an-asteroid-with-100-percent-certainty-says-space-watching-group-b612/

[2]https://www.sciencealert.com/behold-the-epic-last-images-taken-by-nasas-asteroid-redirection-test-spacecraft

[3]https://en.wikipedia.org/wiki/Asteroid_impact_avoidance#さらに読む

[4]https://www.planetary.org/space-missions/dart

[5]https://cneos.jpl.nasa.gov/stats/totals.html

著者: Tong Yilu は国立天文台の修士課程の学生です。彼女の研究分野は銀河の形成と進化です。

出典：中国国家天文局

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