赤い惑星はとても活気のある場所です。 2018 年以来、オービター、ローバー、着陸船、およびそれらを操作している科学者は、太古の荒れ狂う川の痕跡を発見し、地震の震えを感じ、地中深くに液体の水の証拠を発見しました。
火星の興味をそそるほど地球に似た物語についてさらに発見するにつれて、1 つの疑問が解決されません。これまでにわかっていることはすべてここにあります。
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火星には微生物がいますか?
2004 年 3 月、ESA のマーズ エクスプレス ミッションは、メタンガスが火星の大気中に存在することを確認しました。メタンの量は少量でしたが、その発見は驚くべきものでした。なぜなら、地球上では、大気中のメタンの一部は火山に由来しますが、そのほとんどは生物によって生成されるからです.
メタンは火星の大気中で数百年しか生き残れません。つまり、メタンを生成していたものは (地質学的に言えば) 最近のものです。火星は地質学的に死んでいると考えられていたため、火山の説明は魅力的ですが、人々の注目を集めたのは生物学的起源です.
マーズ エクスプレスが観測したメタンは、特定の地域に集中し、検出できないレベルまで急速に分散していました。それから 10 年後、メタンが戻ってきました。
今回は、2012 年にゲール クレーターに着陸した NASA のマーズ キュリオシティ ローバーによって検出されました。オンボードの火星でのサンプル分析 (SAM) 機器スイートを使用して、ローバーは 20 か月間にわたって 12 回の読み取りを行い、ほとんどが非常に低いことを明らかにしました。ガスのレベル。しかし、2013 年後半から 2014 年前半にかけて、メタン濃度は 10 倍に急激に上昇しました。
「現時点では、このメタンの起源はわかっていません」と当時、NASA のキュリオシティ ミッションに参加していた科学者のダニー グラビンは言いました。同じことが今日でも当てはまります。
最近では、マーズ エクスプレスのデータを再分析したところ、2013 年 6 月にゲール クレーターでメタンが検出されたことが示されました。しかしながら、ESA の後続ミッションであるメタンを特に探すトレース ガス オービターでは、まだ何の痕跡も見られていません。以前の陽性検出よりも 10 倍から 100 倍高い感度で調べたにもかかわらず、すべて。
2022 年には、着陸船とローバーを含む ExoMars ミッションの第 2 部が火星に到着し、捜索を続けます。
「ロザリンド・フランクリン・ローバー自体は、特に大気中のメタンを探すわけではありませんが、カザチョクと名付けられたエキソマーズ着陸モジュールには、いくつかの異なる大気分光計が搭載されているため、これらは火星大気の局所的な化学組成も調査します。」 Abbie Hutty は、Airbus Defence and Space の ExoMars デリバリー マネージャー兼ストラクチャー サプライヤー オペレーション マネージャーです。
サンプルを地球に戻す
火星での生命の探索において、多くの研究者は、真の進歩を遂げる唯一の方法があると信じています。それは、火星の岩石を地球に持ち帰ることです。オープン大学の惑星および宇宙科学者であるモニカ・グラディ教授によると、「火星から岩石を持ち帰る計画は、過去の生命の手がかりを見つけるための最善の策です。」
昨年、ESA と NASA は、火星の岩石を地球に持ち帰る一連のミッションを設計するために協力することを約束する覚書に署名しました。
ESA の人間およびロボット探査担当ディレクターである David Parker 氏は、次のように述べています。
NASA のロザリンド フランクリン ローバーは、火星の表面に残される最大 31 個のキャニスターに興味深いサンプルをキャッシュするため、サンプル リターンへの一歩となります。
2 回目のミッションでは、これらのキャニスターを回収し、火星の上昇機に搭載して軌道に乗せます。地球からの 3 回目のミッションでは、火星軌道でこの車両とランデブーし、地球に持ち帰る予定です。
「火星サンプルリターンミッションは、宇宙を探索する多くの正当な理由の交差点にある、興味をそそるが達成可能なビジョンです」とパーカーは言います.
欧州の科学大臣は今年後半に会合を開き、必要なサンプル回収ミッションに資金を提供するかどうかを決定します。
火星の表面下の液体の水
惑星地質学者は、火星の水に何が起こったのか長い間疑問に思ってきました。宇宙に逃げたか、地面に浸透したかのどちらかです。地中にある場合は、地下に大きな水の湖または埋もれた氷床があるはずです。 2000 年代半ばに、ESA と NASA の両方が、これらの堆積物を検索できるレーダーを搭載した宇宙船を火星に送りました。
ESA の MARSIS 機器と NASA の SHARAD は、真実を徐々に明らかにした補完的な地中レーダーです。
2016 年 11 月、SHARAD は火星のユートピア平原地域で地下に大量の氷の堆積物を発見しました。これは、差し渡し約 3,300 キロメートルの大きな広がりであり、氷に含まれる水の量は、北米最大の五大湖であるスペリオル湖を満たすのに十分であると推定されました。氷床の上部は 1 ～ 10 メートルの火星の塵で覆われており、これが表面の光学画像に現れたことがない理由を説明しています。
「この鉱床はおそらく、火星のほとんどの水の氷よりもアクセスしやすいです。比較的低緯度にあり、氷が埋もれている他の地域よりも宇宙船の着陸が容易な平らで滑らかな地域にあるからです。」 SHARAD の共同研究者であるテキサス大学の Jack Holt 氏は言います。
これは、火星の凍った水の泉に相当するものになることで、宇宙飛行士を維持するのに役立つ可能性があることを意味します.また、生命が火星で始まったかどうかの手がかりも含まれている可能性があります。
2018 年 7 月、マーズ エクスプレスの MARSIS 装置は、火星の南極近くに水たまりが埋まっている証拠を発見しました。レーダー反射は、地底湖が地表から 1.5 キロメートル以上下にあり、幅が約 20 キロメートルであることを示しています。
「これは小さな研究エリアの 1 つにすぎません。 MARSIS 実験の主任研究員である Roberto Orosei は、次のように述べています。
この発見は、地球上の南極大陸の氷河下湖に少し似ており、これらの環境で微生物が繁栄することが知られています。ただし、火星の湖にたどり着くには、高度な技術が必要です。それは 1.5 キロメートル以上下にあり、火星へのこれまでで最も深いドリルを誇るロザリンド・フランクリン ローバーは、地表下 2 メートルしか貫通できません。これで息を止めないでください。
火星を汚染しない方法
1969 年、アメリカの小説家マイケル クライトンは、ベストセラーのスリラーアンドロメダ ストレインを書きました。 .それは、帰還した衛星によって地球に持ち帰られた地球外微生物の発生の悲惨な物語を語った.しかし、逆に汚染はどうでしょうか? 火星で大暴れしている地球の微生物?
火星での生命の発見は、史上最大の科学的発見の 1 つです。したがって、汚れた宇宙船を地表に送り込んで火星を汚染する危険を冒すことは、私たちが最も避けたいことです。
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1958 年に設立された国際機関である宇宙研究委員会 (COSPAR) は、惑星間の生物学的汚染を制限するための厳格な基準を設定しています。その結果、主要な宇宙機関は、居住可能な可能性のある火星の地域に宇宙船を送る前に、宇宙船を滅菌するために非常に長い時間を費やしています.
宇宙船の滅菌は簡単な仕事ではありません。最初の火星着陸船は、NASA のバイキング 1 号と 2 号でした。彼らは火星の微生物を探していたので、十分に滅菌する必要がありました。 1970 年代に建造された宇宙船の表面は、「バイオ負荷」を大幅に削減するために最初に徹底的に洗浄されました。次に、それらをオーブンに入れ、112℃で30時間加熱しました。 NASA は、ベーキングによって残りのバクテリアが 100 万分の 1 に減少したと推定しています。
ESA の Rosalind Franklin ローバーも同様の基準を遵守する必要があります。 「私たちは、ローバーの実際の構築中に、ほぼ完全に人間によって行われている間、それらの人間が肌の粒子、髪、または皮膚からのグリースでローバーを汚染しないようにする必要があります.
これは、技術者が通常の作業環境から隔離された特別に構築された「クリーン ルーム」で作業を行う必要があり、全身保護具を着用する必要があることを意味します」と Hutty 氏は言います。
地球の研究所で研究するために火星から岩石を持ち帰る際には、惑星の保護が大きな懸念事項となるでしょう。 COSPAR ガイドラインは、そのようなカテゴリー V ミッションとして知られているように、最も厳格なセーフガードを要求しています。
火星の生命体はすでに発見されていますか?
1970 年代以降、火星の生命をめぐるさまざまな話題や、火星に到達した多くの宇宙船や着陸船を考えると、最初の 2 隻だけが生命を探すための機器を搭載していたというのは驚くべきことかもしれません。バイキング宇宙船では 4 つの生物学的実験が行われました。これらのうち、肯定的な結果を返したのは 1 つだけでした。
標識放出実験は単純でした。火星の土壌のサンプルを採取し、液体栄養素を導入しました。これらの栄養素は、放射性炭素同位体で「標識」されていました。バクテリアが土壌に存在する場合、バクテリアは栄養分を代謝し、炭素同位体を放出し、それが機器によって検出されます.
両方の着陸船で実験を行ったところ、どちらも肯定的な結果を返しました。 2番目の部分は、土壌を殺菌し、信号が消えるかどうかを確認することでした.その時、放射性ガスは検出されませんでした。
「その場で私たちはプレミッションを満たし、生命の基準に同意しました。生命を検出し、帽子をかぶって、シャンパンのボトルを手に取り、祝ったと言えます。そうではありませんでした」と、実験の主任研究者であったギルバート・レビンは言いました。
代わりに、研究者は他の実験で肯定的な結果が得られなかった理由を疑問に思い、バイキングの実験は決定的ではなかったが、おそらく生命は発見されなかったと宣言しました.
長年にわたり、研究者は実験結果のいくつかの側面を再現できるさまざまな非生物学的反応を提案してきました。しかし、レビンは生物学的解釈を擁護し続けており、結果を完全に模倣することができた化学物質はないと主張している.
2012 年、南カリフォルニア大学の神経生物学者で元 NASA スペースシャトル プロジェクト ディレクターのジョセフ ミラーと、イタリアのシエナ大学の数学者ジョルジオ ビアンチャルディがバイキングのデータを再分析しました。数学を使用して、彼らはデータが単純な化学よりも生物学的活動と一致していることを示しました.
行き詰まりから抜け出す唯一の方法は、再び生命を探すことです。これが ESA の ExoMars ミッションの出番です。「ロザリンド フランクリン ローバーの使命は、火星の表面で過去または現在の生命を検出することです」と Hutty は言います。
火星に生命が存在するかどうかについては、おそらくすぐに答えが得られるでしょう。
