通常、1 つの金星ミッションを待つと、NASA から送信された DAVINCI+ と Veritas、ESA から送信された EnVision の 3 つが同時に現れます。惑星科学者のポール バーンが、これらのミッションが科学における最大の疑問の 1 つである地球が唯一無二かどうかを解明するのにどのように役立つかを明らかにします。
金星に戻ります。なぜそんなにエキサイティングなのですか?
2つの理由があります。 1つ目は、しばらくやっていないことです。私たちが言うとき、私は米国を意味します.
現在、金星に探査機があります。日本の宇宙機関には、気候大気に焦点を当てたオービターであるあかつきオービターがあり、少なくとも5年間そこで運用されています。また、軌道から金星を研究した ESA から送られた探査機がありました。
金星はかつて、惑星探査の代表的な星でした。すぐ隣に大きな岩だらけの世界があったので、私たちはそれに興味を持っていました。火星よりも地球に近い。そこに着くまでの時間が短くなります。また、火星よりも打ち上げの最適な位置合わせが頻繁に行われます。
そして、金星は地球や火星とは違うことを覚えておいてください。厚い大気が可視波長から金星の表面を覆い隠しているため、宇宙から金星の表面を見ることはできません。
これは、私たちが何十年にもわたって求めてきたものや、発見したばかりのものなど、金星に関するいくつかの基本的な質問があることを意味します。
他の理由は何ですか?
過去 10 年間で、太陽系外惑星 (私たちの星以外の星を周回する惑星) への注目が高まっています。現在、それらを検出する私たちの能力は、地球や金星のような惑星、つまり星の近くを周回する岩石の世界に偏っています.星をより頻繁に通過するため、単純に見やすくなっています。さらに、私たちは基本的に理解することに関心があります。他に地球はありますか?私たちはユニークですか?
惑星の半径を解決する私たちの能力は、現在、金星のような惑星と地球のような惑星を区別することはできません. 「地球のような世界」についてのニュース記事を見ると、金星のような世界と言うかもしれません.違いはわかりません。それは根本的な問題を提起します。地球サイズの世界が見つかった場合、その条件が何であるかについて合理的な推測を行うことができますか?海、木、雲を見つけることができるでしょうか、それとも金星のような自浄作用のあるオーブンにたどり着くのでしょうか?
では、なぜ戻ったり、詳しく調べたりしなかったのでしょうか?
特にNASAがなぜ戻ってこないのか、私には本当にわかりません。私には考えがあります (大文字の T)。水面での操作が非常に技術的に困難であるという事実は、間違いなくその一部です。火星と月で科学を行う方が簡単です。しばらくの間は白に着陸して操作できますが、金星にはできません。
しかし、あなたが望む限り、金星軌道にとどまることは問題ありません。そして、太陽系で現在知られている温度と圧力の点で地球に似ている唯一の場所は、金星大気の約55km上にあります。地上と同じように、その高度では約 1 気圧、摂氏 0 度です。パーカーを着ることができます。空中プラットフォームや飛行船のゴンドラの外に立っても安全です。
実際、フランス人は 1985 年にソ連のベガ計画で、その高度付近で金星に 2 つの気球を飛ばしました。金星大気で約2日間活動した。それらは技術実証ミッション以上のものではありませんでした.
ですから、難しさ以上のものがあると思います。そのタイミングが面白い。 1996 年に ALH84001 が登場します。これは 1984 年に南極で発見された隕石で、後に火星から来たことが判明し、火星からの化石化した微生物を含んでいた可能性が考えられました。
最終的に圧倒的な科学的コンセンサスは、これらは異星人の生命の兆候ではなかったということでしたが、その瞬間、居住可能で潜在的に居住可能な世界としての火星にすぐに焦点が移りました.これは、金星に行ったマゼランのミッションが終了したのとほぼ同じ時期に起こり、金星コミュニティが通貨を保持するのに役立たなかったのは確かです.しかし、金星が火星よりも科学的に価値が低いという特定の理由はなく、多くの科学者は金星が実際にはより興味深いことに同意すると思います.
当時の知識に基づいて、金星の表面はどのようなものだと思いますか?
約470℃です。そして、極から赤道まで、どこでもほぼ同じ温度です。それはすべてゴミです。あなたは火をつけるつもりはありませんが、焼きます。金星は暴走温室状態です。それがあなたを料理しなければ、大気は 96.5% CO2 です .だからあなたはかなり速く窒息するでしょう。そして、プレッシャーがあります。地表の大気圧は室温の 90 倍です。 90 バー。これは、地球の水面下 1 km に相当します。
それから硫酸雨です。地球規模の雲層があり、それらの雲は主に硫酸でできています。表面的に雨が降るとは思いません。暑すぎる。ですから、雲の層の下からは何らかの降水があると考えられますが、雨が地上に到達することはありません。雲の中を移動するときだけ対処する必要があります。
それ以外は問題ありません。
何かを着陸させたい場合、主な問題は電子機器です。過去に送ったランダーは今日もそこに座っています。風化はしているかもしれませんが、チタン球でした。溶けるはずがありません。しかし、電子機器は壊れてしまいます.
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では、これらのミッションは、金星に関するどのような基本的な疑問を解決するのに役立つでしょうか?
サイズ、構成、年齢、軌道が地球と非常に似ている惑星が、なぜ地球とは大きく異なるのでしょうか?ほとんどすべてをその傘に収めることができます。これらのミッションはそれを解決するものではありませんが、対処するのに役立ちます.
金星がどのようになったかについては、2 つのモデルがあります。 1つ目は、地球は常にひどいものだったということです。それは、私たちがマグマ オーシャン フェーズと呼んでいる段階で始まりました。これは、ほとんどの岩石惑星で起こると考えられています。
この考えは、この初期の金星が太陽に近すぎて、大気中のガスを凝縮するのに十分な時間冷却することができなかったというものです.特に、H2 O は、地面を覆い地殻を形成する海を形成するほど十分に冷却されず、最終的に CO2 を保持するだけになります 雰囲気。これは、金星が暴走する温室効果に突入することを意味し (獲得する熱量ほど失うことはありません)、そのため、惑星は最初から台無しになります。その場合、なぜ金星がそれほど奇妙であるかについての答えは、それが太陽からどれだけ離れているかの関数であるということです.以上です。
2 つ目のシナリオは、金星が実際には地球と同じように海とプレート テクトニクスを持っていた可能性があるというものです。 70 年代と 80 年代の金星ミッションで最も興味深い発見の 1 つは、重水素と水素の比率 [重水素は水素の同位体] と呼ばれるものに関するものでした。
金星では、この比率が地球の約 100 倍であることを発見しました。これについての最良の説明は、ある時点で金星に大量の水があった可能性があり、現在はなくなっているということです。表面は完全に乾いています。つまり、何かの出来事がこの暴走的な温室効果を引き起こしたということです。
では、これらのプローブはどのように答えを提供するのでしょうか?
DAVINCI+ ミッションにはオービターが搭載されますが、ショーの主役はパラシュートで 1 時間かけて地球に降下する探査機です。その後、約 60km から地表に向かって自由落下します。重水素と水素の比率を測定します。現在、70 年代と 80 年代の測定値の誤差範囲はかなり大きいです。重水素と水素の比率は、金星にどれだけの水があったかを教えてくれますが、それがどのような状態であったかは教えてくれません.
水は、大気を満たしている高温の蒸気であった可能性もあれば、穏やかな表面に海を形成する冷たい液体であった可能性もあります。それを調べるには、存在する希ガスを測定する必要があります。ここでは、ヘリウム、アルゴン、キセノン、ネオンなどの希ガスが私たちの友人です。それらは惑星の内部のさまざまな部分に結びついており、それらの濃度を見ると、惑星の内部から放出されたもののモデルを構築し、金星の歴史とその水の状態を理解することができます.入っていたかもしれません。
では、2 つのシナリオのどちらが金星に当てはまるかを突き止めれば、地球がどれほどユニークであるかをよりよく理解できるでしょうか?
ここが興味深いところです。それが最初のシナリオであり、常に暑すぎることがわかった場合、状況は少し楽になります。恒星から惑星までの距離を見て、「よし、金星ゾーンにある。おそらく台無しになるだろう」と言うことができます。そして、それをテストできます。
しかし、それがシナリオ 2 である場合、それは大きな意味を持ちます。 NASA ゴダード宇宙科学研究所の Michael Way が率いる最近の研究では、雲の層が金星の初期の温度を低く保っていた可能性があることを示すモデルが構築されています。その時点以降、惑星は安定していたはずです.
明らかに、何かが間違っていました。モデルは、何かが CO2 の山全体を導入したことを示唆しています。 地質学的に言えば、すぐに空中に飛び出します。それができると私たちが考えることができる唯一のプロセスは火山です。彼らの多くは。彼らはCO2をたくさん入れた 空気中に。人間ほどではありませんが、地質学的に短い期間に十分な量の大きな噴火があれば、十分な量の CO2 を排出できる可能性があります 気候変動を引き起こしかねない大気中へ。
これの全体的なポイントは、これらのイベントを駆動するものはわかっていないということです。それらが周期的に発生するのか、それともランダムに発生するのかはわかりません.
シナリオ 2 が金星にとって正しいとすれば、いくつかの火山が同時に噴火し、この取り返しのつかない気候変動の道をたどるのは単に不運だったのでしょうか?それとも、ここでまだ起こっていないことは地球にとって幸運なことでしょうか?多分金星は「正常な」ものであり、地球は異常なのかもしれません。私たちが金星で見つけたものは何でも、私たち自身の惑星の歴史と未来を理解するために重要になるでしょうが、他の星の周りで私たちが見るものもまた重要です.
金星に立つとはどういうことか、新しい感覚が得られるでしょうか?
彼らが探査機を投下するために選んだ場所は、アルファレギオと呼ばれるエリアです。テッセラと呼ばれる金星の陸地です。これは地質学用語ではなく、ロシア人がこの地形を発見したときに発明したものです。金星の表面の約 7% はテッセラで覆われているようですが、金星に海がないことを考えると、これはかなりの量です。
構造的に形成されているようです。折り目だけでなく、さまざまな方向で切り取られた多くの割れ目があります。しかし、それが何であるかはわかりません。太陽系のどこにも似ていません。
DAVINCI+ が水面に落ちて霧が晴れると、設定された高度で一連の画像が下向きに撮影されます。これらはこれまでにない最高解像度の画像で、構造を理解するためにズームインおよびズームアウトできます。
一方、Veritas は、1 ピクセルあたり最大 10m という非常に高解像度のレーダー データを提供してくれます。 80 年代のコンピューター ゲームと現在のコンピューター ゲームを比較するようなものです。金星の表面にあったとは想像もしていなかったものを見るでしょう。 Veritas は、Venus の構造、表面、内部、さらにはコアをより適切に処理してくれます。
では、あなたのような惑星科学者にとって、次の 10 年はどのようなものになるでしょうか?
これらのミッションはゲームを変えるものです。それらは、金星探査の第 2 の黄金時代の約束です。
個人的には、今後 30 年間に NASA が金星を派遣することを決定したミッションが 2 つだけにならないように、私は自分の役割を果たすことに専念しています。これら 2 つのミッションですべての質問に答えられるわけではありません。
しかし、DAVINCI+ が最終目的地であるテッセラに到着したとき、事実上、将来の着陸地点を見ている可能性があります。たまたま、回路接続、トランジスタ、およびケーブルを、金星温度で問題なく機能する炭化ケイ素から構築できることを示す新しい研究があります。そのため、金星の表面から採取したサンプルを実際にテストできる、60 ～ 120 日間地表にとどまることができるステーションを見ることができました。
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