有毒な双子がいます。金星は大きさと距離の両方で地球に最も近い惑星ですが、表面の状態はこれ以上に違いはありません。 1 つの惑星には豊富な生命が生息しています。もう 1 つは地獄のように熱く、二酸化炭素の大気によって窒息し、地球の水中約 1 km に相当する地表圧力が発生します。
しかし、物事は常にこのようではありませんでした。むかしむかし、金星は地球に似た気候で、水の海とプレート テクトニクスを完備していた可能性があります。
金星の何が問題だったのかを突き止めることは、惑星を探索するミッションの新たな急増の背後にある問題です.これは、惑星がどのように居住可能になるかについて新たな光を当てることを約束する試みであり、宇宙の他の場所での生命の探索を導くことさえあります.
過去 20 年間で、金星の探査は人気を失いました。火星、木星、土星、冥王星へのミッションがニュースの見出しを独占し、哀れな金星は忘れ去られた惑星のようになりました.しかし、これは必ずしもそうではありませんでした。実際、宇宙探査の黎明期には、金星が最初のターゲットでした…
金星への初期の探検家
1962 年、NASA のマリナー 2 宇宙船が金星を通過し、別の惑星に遭遇した最初の宇宙探査機になりました。 5 年後、ソ連のベネラ 4 探査機が金星の大気圏に入り、別の世界の大気圏に突入した最初の人物になりました。
同じ年、NASA のマリナー 5 は、宇宙機関の 2 回目のフライバイ ミッションに成功しました。金星の探査は本格化しました。
その後に続いたのは、一見すると私たちの惑星と非常に似ているように見えるこの惑星についてもっと知るための一連のミッションでした。しかし、1980 年代以降、そのペースは大幅に鈍化しました。 NASA の金星への最後のミッションは、1989 年に打ち上げられたマゼラン宇宙船でした。
この脱落の理由は？データが私たちの双子の惑星から戻ってきたとき、天文学者は、金星が生物学的および地質学的に死んでいた証拠として、彼らが表面に見た高温、窒息する大気、衝突クレーターを解釈しました。地球のような地質。
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たとえば、金星の衝突クレーターのほとんどの手付かずの状態は、比較的若い表面を示しており、これは、惑星の歴史におけるある種の地球規模の火山活動が惑星を完全に再浮上させ、地質学的活動の劇的な減少をもたらしたことを示唆しています.
ただし、このアイデアはまだ議論の余地があります。 NASA のジェット推進研究所の惑星地球物理学者であり、自称「金星愛好家」である Sue Smrekar 博士は次のように述べています。
Smrekar 氏は、1 つの巨大なイベントの代わりに、「衝突クレーターの記録を作成するために、火山活動の「定常状態」[より小規模で繰り返し発生する] プロセスが存在する可能性がある」と述べています。この論争に決着をつけ、金星の歴史の真の物語を発見することが、VERITAS と呼ばれる、Smrekar が率いる NASA の提案されたミッションの背後にある動機です。
同じ地球、異なる気候
今日、金星の平均表面温度は 462°C です。しかし、地球はいつもそれほど混乱していたわけではありません。 45 億年前、太陽系が初期段階にあったとき、状況は異なって見えました。
「火星、地球、金星に水と快適な気候が見られる可能性が最も高いでしょう」と、ロンドン大学ロイヤル ホロウェイ校のリチャード ゲイル博士は言います。 、EnVision と呼ばれます。
20億年後、それは別の話でした。火星は基本的に死んでいて、地球は凍った雪玉だった、とゲイルは言う。地球は地質学的な意味で惑星として活動していましたが、固く凍っていて、今日の木星の衛星エウロパに似ています。
「金星はおそらく地球のホット バージョンのように見えました」と Ghail は言います。 「まだ海がありましたが、蒸発していました…本当に不快になり始めていました。」この時点で、「これら 3 つの惑星はすべて生物学的に運命づけられたと思うでしょう。それでも、地球はそこから抜け出し、生命が出現するこの新しい段階に入りました」と彼は付け加えます。
金星の地質学的歴史を理解することは、2 つの惑星の対照的な運命をつなぎ合わせるために不可欠です。今日、金星が地質学的に活動していることは知られていませんが、その過去の火山活動のパターンは、この惑星についてもっと知る上で重要な手がかりになるでしょう。
金星探査:これまでのハイライト
- 1962 年 12 月 NASA のマリナー 2 号は、金星 (または他の惑星) のフライバイ ミッションとして初めて成功し、金星の大気に関する情報を送り返しました。
- 1967 年 10 月 ベネラ 4 号は、金星への最初の成功したソ連のミッションです。宇宙探査機は、惑星の大気の最初の化学分析を行い、ほとんどが二酸化炭素であることを明らかにしました。
- 1972 年 7 月 ソ連のベネラ 8 号は、金星の表面に着陸することに成功した最初の宇宙探査機です。 50 分間データを送り返します。
- 1975 年 10 月 ベネラ 9 号は、金星を周回した最初の宇宙船であり、付随する着陸船は、他の惑星の表面から写真を送信した最初の宇宙船です。
- 1978 年 12 月 Pioneer Venus 1 は、NASA 初の金星探査機であり、惑星の表面のマッピングや磁場の測定など、さまざまなタスクを実行しています。
- 1985 年 6 月 ソビエトの宇宙探査機ベガ 1 号とベガ 2 号は、惑星の重力を利用してハレー彗星のフライバイを実行する前に、着陸船を金星に送ります。
- 1990 年 8 月 NASA のマゼラン宇宙船が金星の周回軌道に入り、そこで 4 年間滞在し、惑星の表面全体の高解像度レーダー マッピングを実行します。
- 2006 年 4 月 ESA のビーナス エクスプレスは、金星の周回軌道に入り、惑星の大気ダイナミクスの長期観測を行う最初の宇宙船です。惑星の南極にオゾン層、稲妻、形を変える巨大な渦の証拠が見つかりました。
- 2015 年 12 月 日本の宇宙探査機「あかつき」は、2010 年の試みが失敗した後、金星の周回軌道に入ります。現在、金星の大気力学と雲の構造を研究しています。
たとえば、火山活動の量は、金星の大気中の有毒な二酸化硫黄の量に関連している可能性があります。これは、金星が居住できない主な理由です。 「最終的には、金星と地球がなぜ違うのかを理解したいと思っています」と Smrekar は言います。
金星の表面は、NASA の 1989 年のマゼラン ミッション以来、マッピングされていません。 「現在、金星よりも冥王星の地形図の方が優れているため、更新の時期です」と Smrekar 氏は言います。
ここで、VERITAS (金星放射率、電波科学、InSAR、トポグラフィー、分光法) の出番です。
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現在、機関の発見プログラム (太陽系を探索するための一連の低コストのミッション) による資金提供が検討されているこのミッションの目的は、レーダーと惑星の熱特性の測定を使用して、高解像度の地形を生成することです。地球の表面全体にわたる岩石の種類に関する地図と情報。
これは、金星の火山活動の過去の性質を突き止めるのに役立つだけでなく、金星にプレートテクトニクスがあったかどうか、そしてその歴史の中で水がどのような役割を果たしたかという疑問にも答えます.
金星の表面には、いくつかの巨大な台地があります。 「これらの特徴が地球のものと組成と起源が類似している場合、金星が地球に非常に似たプロセスを経ており、[金星の]表面を形作る上で水が非常に重要であったことを示しています」と Smrekar は言います。
彼女は、金星の岩石の種類を調べることで、かつてそこに水があったかどうかを発見できると付け加えました.たとえば、特定の種類の岩石は、溶岩が水に出会ったときにのみ作成できます。一方、金星の表面が大陸のような特徴に分かれているかどうかを調べることで、金星にかつてプレート テクトニクスがあったかどうかがわかります。
地球では、プレート テクトニクスが炭素循環において重要な役割を果たし、大気から二酸化炭素を除去するのに役立っています。したがって、金星にプレート テクトニクスが存在しないことが、この惑星の大気に大量の二酸化炭素 (96.5%) が含まれている理由を説明するのに役立つ可能性があります。
対決:金星と地球
太陽からの平均距離- 金星:1億820万km
- 地球:1億4,960万km
- 金星:6,052km
- 地球:6,371km
- ビーナス:4.87 × 10kg
- 地球:5.97 × 10kg
- 金星:462°C
- 地球:14°C
- 金星:96.5%
- 地球:0.04%
- 金星:92気圧
- 地球:1.01 バール
VERITAS は、金星を探査するために提案されている一連のミッションの 1 つにすぎません。 NASA のディスカバリー プログラムのもう 1 つのプログラムは、DAVINCI (希ガス、化学、およびイメージングの深層大気金星調査) です。
選択された場合、このミッションには、大気中に降下プローブを投下し、高精度で表面までの化学組成を測定し、金星大気の起源と進化に関する情報を提供し、なぜそれが異なるのかという質問に答えるのを助けることが含まれます.
DAVINCI は、2015 年の提案ラウンドで Psyche と Lucy という他の 2 つのミッションに敗れましたが、今年 7 月に再提出されました。
一方、NASA が提案しているもう 1 つのプロジェクトは、ディスカバリー プログラムとは関係ありませんが、LLISSE (Long-Life In-situ Solar System Explorer) です。これは、以前のミッションの分とは対照的に、金星の表面で数日間生き残ることができる小さな着陸船と機器を開発するプロジェクトとして 2017 年に始まりました。
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NASA の惑星科学部門のディレクターで NASA の一員である Lori Glaze 博士は、次のように述べています。 LLISSE をサポートする取り組み
「そのような情報は、水の歴史と、金星の過去の居住可能期間を理解するために重要です。しかし、これには 470°C を超える温度に耐えられる電子機器が必要です。」
標準的なシリコン エレクトロニクスは、このような条件下ではすぐに壊れてしまうため、LLISSE では最先端のシリコン カーバイド半導体を使用します。その目的は、金星の表面に探査機を設置し、その場で惑星の天気に関するデータを収集することです。これは、宇宙探査の突破口となるものです。
今後の金星ミッションの展望
現在、これらのミッションはいずれも確定していません。 2019 年に NASA のディスカバリー プログラムで提案されたすべての太陽系ミッションのうち、5 つが開発の次の段階に進み、1 つが最終的に前進し、2021 年に打ち上げが予定されています。 2023 年に移動し、おそらく別のミッションで金星に運ばれます。
ESA はまた、レーダーを使用して金星の表面を調査したいと考えています。 EnVision 探査機は 4 年間かけて惑星を周回し、火山活動がどの程度起こっているか、表面が動いているかどうかを調べ、惑星の内部構造の特徴も調べます。
これらすべてが、金星と地球の相違点と類似点をより詳細に把握するのに役立ちます。 「地球との実際の比較を行うことは、非常にエキサイティングなことです」と Ghail 氏は言い、金星のデータは、私たちがすでに持っている地球の地質学的データと同様の解像度になるという事実に言及しています。
EnVision ミッションの一部には、地表の画像を地球に送り返したソ連のベネラ着陸船を発見する試みが含まれます。 「私たちは彼らがどこにいるのかを特定したいと思っています.[彼らが地表に不時着した後],そして彼らのすぐ周囲を画像化して画像の意味を理解したいと思っています.」とGhailは言います.
これにより、研究者は着陸船が分析した岩石の化学的性質を金星の特定の領域に関連付けることができます。
Destination Venus:探査の未来
<オール>EnVision は現在、研究の第 1 段階にあり、2021 年春に終了します。選択された場合、2032 年に打ち上げられ、5 か月のクルーズの後、金星に到着します。しかし、金星に注目している宇宙機関は NASA と ESA だけではありません。
ロシアは、オービターと着陸船を含む提案されたミッションであるベネラ-Dで惑星の探査を継続したいと考えています。また、インド宇宙研究機関 (ISRO) も、シュクラヤーン 1 号と呼ばれるオービターを計画しています。
これらのミッションはすべて、金星が地球とどのように異なったのかという疑問に答えるのに役立つことを約束します.しかし、彼らはさらに大きな問題にも目を向けています。宇宙のどこかに生命は存在するのでしょうか?惑星を居住可能にするプロセスについてより良いアイデアが得られれば、系外惑星ハンターは、他の世界のどこで生命を探すべきかについてより良いアイデアを得るでしょう.
プエルトリコ大学アレシボ校の惑星居住性研究所所長であるアベル・メンデス教授は、「金星に何が起こったのか、そしてこの運命がどれほど一般的であるかを理解して、潜在的に居住可能な惑星がいくつあるかを推定する必要があります。」 P> 
天文学者が系外惑星の大気を検出して測定する能力を向上させるにつれて、より多くの手がかりが得られるでしょう。 「今のところ、地球と金星を区別することはできません」とメンデスは言います。 2 つの惑星の根本的な違いは、金星の窒息するほど厚い大気です。この [厚さ] は、「地球サイズの惑星ではまだ測定できませんが、近づいています」と彼は言います。
天文学者が太陽系外惑星の大気についてより多くの情報を得ると、これを主星から惑星までの距離の測定値と組み合わせて、惑星が居住可能になる可能性をより正確に予測できるようになります。
地球と金星が示したように、距離がすべてではないからです。 「金星のような大気を持つ地球でさえ、生命にとっては暑すぎるでしょう」とメンデスは言います。
宇宙に金星がいくつあるのか、なぜ互いに非常に接近している 2 つの惑星がこれほどまでに異なる運命を持つのかについて、決定的な答えが得られるまでにはしばらく時間がかかるかもしれませんが、世界の天文学者の視線はついに元に戻りつつあるようです。私たちの最も近い隣人に向かって。時には、最も興味深いものが私たちの目の前にあることが判明することもあります.
