パーカー太陽探査機:NASAが太陽に触れるために宇宙船を打ち上げる理由

パーカー太陽探査機:NASAが太陽に触れるために宇宙船を打ち上げる理由

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SDO/NASA(ゲッティイメージズ経由)

日曜の夜明け前の暗闇の中、フロリダ州ケープカナベラルからデルタ・ヘビーロケットが打ち上げられた。搭載されていたのは、NASAの宇宙探査機「パーカー・ソーラー・プローブ」。これまでで最も太陽に近づくことを目指していた。

地球に最も近い恒星であり、地球のエネルギーの源であるにもかかわらず、太陽は未だ多くの謎に包まれています。パーカー・ソーラー・プローブは、ついに太陽に関する多くの疑問のいくつかに答えを出すでしょう。「私たちは、これまでどの宇宙船も到達できなかった場所、つまり恒星のコロナの中へと足を踏み入れることになります」と、ジョンズ・ホプキンス大学応用物理学研究所のプロジェクト科学者、ニッキー・フォックス氏は説明します。

「宇宙旅行は困難です。特に、宇宙の端っこにあるような場所に行くのは、さらに困難です」と、応用物理研究所の機器科学者ラルフ・マクナット氏は言う。「しかし、この世界で何が起こっているのか、そしてそれが私たちにどのような影響を与えているのかを真に理解するためには、限界に挑戦し続けなければなりません。」

「太陽から水星の軌道へと向かう様々なプラズマ物理がどのように進化していくのか、それがこのすべてにとって未知の領域なのです」とマクナット氏は語る。パーカー・ソーラー・プローブは、磁場、プラズマ、高エネルギー粒子、そして太陽コロナと太陽風の性質を測定できる4つの機器を搭載し、太陽のこの未知の領域を探査する。

太陽の表面温度は摂氏5600度ですが、日食の時にしか見えないかすかなコロナは、それよりも数百万度も高温です。これは科学者たちがパーカー・ソーラー・プローブによって解明されることを期待している謎です。「キャンプファイヤーから立ち去ったら、突然、太陽がずっと熱くなったようなものです」とフォックス氏は言います。

しかし、恒星にそこまで近づくのは容易ではありません。「探査機を常に熱シールドの後ろに保持しなければなりません」とマクナット氏は言い、パーカー・ソーラー・プローブが直径約8フィート、厚さ4.5インチの炭素複合材と炭素フォームでできた熱シールドの後ろにどのように隠れているかを説明します。

しかし、地球上で鋼鉄を溶かすほどの高温である1,300℃まで耐えられる革新的な耐熱シールドを備えながらも、探査機を室温に保つことで、パーカー・ソーラー・プローブは太陽に長時間接近することができません。パーカーは代わりに金星を利用し、今後7年間で7回のフライバイを実施し、水星と太陽の間に24回の接近を達成します。最終的には太陽表面からわずか600万キロメートル(約6億6千万キロメートル)まで接近します。それよりずっと前の11月に行われる最初の接近では、パーカーはこれまでどの探査機よりも太陽に接近することになります。

この探査機は太陽風も測定し、宇宙天気を左右する粒子や太陽物質の絶え間ない流出と不規則な大規模噴出を追跡します。「太陽風は目に見えませんが、オーロラとして極地を周回する様子を見ることができます。オーロラは美しいものですが、膨大な量のエネルギーと粒子が大気圏に降り注いでいることを明らかにしています」とフォックス氏は言います。「私たちは、この太陽風を地球に向かって押し寄せるメカニズムをまだ十分に理解していません。そして、それを探るために私たちは旅に出ているのです。」

太陽風は太陽から遠く離れた他の宇宙船によって測定されており、色鮮やかなオーロラを発生させる(または、より強い場合は電子機器を混乱させる)可能性があるため、地球上で綿密に追跡されているが、時速180万マイルまで加速される高エネルギー太陽粒子の発生源を間近で測定するのは今回が初めてとなる。

太陽が宇宙に放出する巨大な粒子雲がコロナ質量放出によってさらに激しくなり、壊滅的な影響を及ぼす可能性があります。宇宙船が太陽に接近している間に大惨事が起きたらどうなるかと尋ねると、マクナット氏は笑いながらこう答えました。「大変な事態になるかもしれません。しかし、嵐を乗り切るために、予備機、予備機、そしてさらにその予備機を用意しています。」

もう1組の観測機器は、太陽の磁場を観測します。磁場は、閉じたループと開いたストリーマーが激しく揺れ動く複雑な構造で、コロナが高温になる原因となっている可能性があります。探査機はミッション全体を通して磁場を計測しますが、これらの計測の真にエキサイティングな部分は、探査機がコロナに潜り込み始める2021年頃に始まります。「近づいています」とマクナット氏は言います。探査機はアルヴェン点を通過します。アルヴェン点とは、太陽の表面から引き剥がされた粒子が音速を超える速度で加速される地点です。

太陽の重力井戸の奥深くで、パーカー・ソーラー・プローブはすぐに世界最速の宇宙船となり、2024年に地球に最接近したときには時速43万マイルで移動することになる。これはパリからシドニーまでを2分以内で旅できるほどの速度だ。

パーカー・ソーラー・プローブは、さらに人間的な記録を打ち立てることになります。これは、現存する人間の名前が付けられた初の宇宙船です。ユージン・パーカーは、1958年に太陽風の存在を初めて予測しました。これは、ソ連のルナ1号宇宙船によって太陽風が初めて観測される1年前、そしてNASAのマリナー2号宇宙船によってその観測が確認される3年前のことでした。

この記事はWIRED UKで最初に公開されました。