映画アルマゲドンを思い出してください ?ブルース・ウィリスがスペースシャトルに乗り込み、核爆弾を使ってテキサスほどの大きさの小惑星を地球に衝突させる数時間前に吹き飛ばし、私たちが知っているすべての生命を一掃するシーンです。
この映画は科学的に正確であるとは言い難いですが、NASA と欧州宇宙機関 (ESA) による小惑星衝突と偏向評価 (AIDA) と呼ばれる新しいミッションは、その一部を実現しようとします。
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2021 年 7 月下旬、ミッションの最初の部分である NASA の二重小惑星リダイレクト テスト (DART) は、自殺旅行でケープ カナベラルから打ち上げられます。探査機は連星小惑星系ディディモスに進路を設定し、14 か月の追跡の後、DART は宇宙の岩に真っ直ぐに衝突します。
目的は目標を粉砕することではなく、その軌道速度を少しだけ変更することです。小惑星の接近が検出された場合に地球を救うことができる種類のたわみです。
ハルマゲドンの回避
小惑星からの脅威はさまざまな規模でもたらされますが、どれも良いものではありません。最も極端なのは、いわゆる「グローバルキラー」です。これらは、直径 10 キロメートルを超える小惑星です。名前が示すように、6500 万年前に恐竜を絶滅させたのは、このカテゴリの小惑星でした。
ありがたいことに、その大変動が繰り返されることについてあまり心配する必要はありません。クイーンズ大学ベルファストの天文学者であるアラン・フィッツシモンズ教授は、次のように述べています。 
私たちがこれを知っているのは、惑星を破壊する小惑星がそのサイズのために比較的明るく、過去数十年にわたって調査で取り上げられてきたからです.現時点では、眠れない夜を引き起こすほど近くにはありません。
小惑星が小さくて暗いスケールの反対側では、話は別です。 「小さな小惑星の大部分はまだ見つかっていません」と Fitzsimmons 氏は説明します。 「私たちのカタログは、この段階では悲惨なほど不完全です。努力が足りないからではなく、単にリソースが不足しているからです。」
そして、これは大きな懸念事項です。直径 100 ～ 300 メートルの小惑星は「シティ キラー」と呼ばれています。 1908 年、このサイズ範囲の下限にある小惑星が、ロシアのシベリアのツングースカ地域で地球に衝突しました。
ありがたいことに、そこは無人地帯であり、誰も死亡したとは考えられていませんが、その破壊は驚くべきものでした。衝突爆風により、2,000 平方キロメートルの森林が平らにされました。もしそれがロンドン中心部で起こっていたら、荒廃は今日の M25 の場所にまで及んでいたでしょう.
2013 年、ロシアの都市チェリャビンスク上空で、直径 20 メートルの小惑星が大気圏に突入しました。空中で爆発し、衝撃波が発生して街中の窓が粉々になり、約 1,600 人が負傷しました。
「衝突の可能性と、そのような種類の小惑星がいくつあるかとのバランスをとった場合、私たちにとって最大の脅威は、直径 100 ～ 300 メートルの未知の小惑星によるものである可能性があります」と Fitzsimmons 氏は言います。 「ぶつかったものは何でも無駄にします。直径 300 メートルの場合、それは非常に大きな領域になります。小さな州のサイズとほぼ同じです。」
AIDAミッションのヨーロッパ部分はヘラと呼ばれ、ギリシャの星空の女神にちなんで名付けられました。この宇宙船は、宇宙の衝突の結果を研究するために、DART の影響から約 3 年後に到着します。ありそうにないように思えますが、それが存在する理由の一部は、おそらくあのきらびやかなハリウッドの大ヒット作にかかっています。
「映画アルマゲドンからそれほど時間は経っていませんでした パリの ESA 本部にいる ESA の発見および準備チームのマネージャーである Ian Carnelli は言います。
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この早期の関心により、ESA は NEOMAP と呼ばれる専門家チームを編成することになりました。NEOMAP は、フィッツシモンズがメンバーであった近地球オブジェクト ミッション諮問委員会です。彼らは 2000 年代初頭に集まり、脅威となる小惑星に対処できるミッションを評価しました。
彼らは、AIDA のようなたわみ試験が最善の選択肢であると判断しましたが、それには代償が伴いました。 「これが費用のかかるミッションであり、国際的な協力が必要になることは最初から明らかでした」とカーネリは言います。
ターゲットを選ぶ
たわみ試験にはもう 1 つの障害がありました。それは技術です。最初のミッションは、2002 AT4 として知られる小惑星をターゲットにしており、その速度を毎秒約 0.5 ミリメートル変更しようとしていました。しかし、小惑星は毎秒 30 ～ 40 キロメートルで太陽の周りを移動していたため、このわずかな変化を測定することは特に困難でした。
ジョンズ・ホプキンス大学の天文学者アンドリュー・チェン博士が解決策を思いつきました。彼は、単一の小惑星をターゲットにする代わりに、互いに軌道上にあるペアを見つけて、2 つのうち小さい方をターゲットにすることを提案しました。そうすれば、ペアは毎秒数センチメートルでしか動かないため、毎秒 0.5 ミリメートルの測定がはるかに簡単になります。
そこで登場するのが小惑星ディディモスです。1996 年に発見され、2003 年に一対の小惑星であることが示されました。大きい方は直径 750 メートル、小さい方は 170 メートルです。ディディムーンと呼ばれるこの小さな子は、フィッツシモンズや他の専門家が地球にとって最も危険であると考えているサイズの範囲にあるため、DART のターゲットです。
DART ミッションは、1 つの非常に正当な理由により、人類が実施する重要な実験です。 「他の自然災害とは異なり、小惑星や彗星の衝突は、私たちが実際に対処できるものです」と、DART 調査を率いるジョンズ・ホプキンス大学のアンドリュー・リヴキン博士は言います。
彼は、たとえば耐震住宅を建設することで、他の自然災害の被害を防ぐことはできますが、それらの災害の発生を防ぐことはできないと指摘しています。小惑星に対する惑星の防御は異なります。なぜなら、私たちは何かをすることができるからです.
「影響が起こらないようにすることができます」と Rivkin 氏は言います。
DART は秒速 6 ～ 7 キロメートルの速度でディディムーンに接近し、地球から約 1,100 万キロメートル離れた宇宙の岩に衝突します。チームが成功すれば、宇宙飛行における驚くべき成果となるでしょう。
NASA には、これに関する以前の経験があります。 2005 年、彼らは宇宙船をテンペル 1 彗星に衝突させました。ディープ インパクト ミッションとして知られているミッションは、彗星をそらそうとするのではなく、彗星の内部を明らかにするように設計された戦術でしたが、そのような宇宙の目標設定に関する貴重な洞察を彼らに与えました。
その間、コンピューターとソフトウェアも急速に進歩しました。ディディムーンに照準を合わせるために、DART は天文台で使用されているものと同様のソフトウェアを使用して、望遠鏡を正しいターゲットに向け続けます。衝突後、DART は完全に破壊されます。 「直径 10 ～ 15 メートルのクレーターができると予想しています」と Rivkin 氏は言います。
衝突後
DART が任務を遂行すると、地球上の望遠鏡がディディモスの追跡を開始し、ディディムーンがそらされたかどうかを確認します。その後、2025 年にヘラが到着し、作業を開始する予定です。ミッションのヨーロッパ部門では、最初に DART によって作られた衝突クレーターのサイズと形状を調べます。
これにより、Didymoon の構成に関する最初の情報が得られます。これは、異なる材料が衝突に対して異なる方法で反応するためです。 Hera は、小惑星の質量、密度、および熱特性を推測できるように、他の分析を実行するための一連の機器も搭載します。
宇宙科学者のナタリー・スターキーによるポッドキャストで小惑星について学びましょう:
この情報を取得することによってのみ、DART ミッションの成果を、将来別の小惑星が私たちに向かっているのを見た場合に何をすべきかを正確に理解することができます。 「これらの特性は、たわみの影響をより正確にシミュレートするのに役立ちます」と Carnelli 氏は言います。
彼は、危険な小惑星が近づいてくるのが発見される未来の時間を想像しています。すぐに研究してその特性を知ることができ、これらの数値をディディムーンの数値と比較することができます。 「これらの数値をコンピューターに入力すると、それをそらすのにどれだけの強さを当てるかが正確にわかります」とカーネリは言います。
言い換えれば、ヘラは、このサイズ範囲で検出されたあらゆる着信オブジェクトに広く適用できる正確なたわみテストをミッションにすることで、DART を完成させます。しかし、この使命を達成するには大きなハードルがあります:資金です。
NASA の DART は全額出資されています。建設中であり、2年後に発売されます。 Hera の建設には、今年 11 月にヨーロッパの科学大臣から 1 億 4,000 万ユーロ (約 1 億 2,800 万ポンド) が必要であり、打ち上げと運用には 3 年間でさらに 1 億 6,000 万ユーロ (約 1 億 4,600 万ポンド) が必要です。資金は保証されません。ミッションの以前のバージョンは 2016 年に却下されました。
2000 年代初頭から ESA で小惑星のたわみ試験を研究してきたカーネリにとって、これは決死の瞬間です。 「2003 年から 2004 年にかけて、小惑星の偏向は、小惑星の偏向技術という点ではまだかなり架空のものでした」と彼は言います。
「人々が小惑星をペイントしたり、ソーラーセイルに取り付けたり、イオン推進システムを固定したりすることを提案したときのことを今でも覚えています。これはすべて消えました。現在、非常に確立された惑星防衛コミュニティがあります。そしてコミュニティとして、私たちは自分たちが何を望んでいるのかを知っています。やり遂げるしかないのです。」
実生活では、ブルース・ウィリスに助けてもらうことはできないからです。
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