木星の凍った衛星 エウロパと土星の衛星は、好奇心旺盛な地球人が打ち上げた宇宙探査機から多くの注目を集めてきました。今度はガニメデの番です。
ガニメデは木星最大の衛星で、「海洋世界」であると考えられています。つまり、寒冷で太陽から遠く離れているにもかかわらず、地下水が存在する地球外生命体が居住可能な場所のことです。欧州宇宙機関（ESA）は、木星氷衛星探査機（ジュース）でガニメデの探査を目指しています。ジュースは4月13日午前8時15分（東部時間）にフランス領ギアナのクールーにあるESAの宇宙港から打ち上げられる予定です。この野心的な科学ミッションは、2031年に木星系に到着した時に始まります。「ガニメデを地図に載せるつもりです」とプロジェクト科学者のオリヴィエ・ウィタス氏は言います。「月の地殻の下には大量の液体の水が存在すると信じるに足る十分な根拠があります。そこは生命が誕生する場所であり、非常に興味深い場所です。」
しかし、探査機はまずそこに到達しなければなりません。太陽光発電のロボット探査機は長距離飛行をしなければなりませんが、それは直行ではありません。かなり重い宇宙船なので、目的地に到達するには重力の助けが必要だとウィタッセ氏は言います。来年には地球をフライバイし、2025年には金星を周回し、その後さらに2回の地球フライバイを行います。そして最終的に十分な速度に達し、正しい軌道に乗ることになります。この旅程を合わせると、木星までの旅は8年になります。
小さな恒星のように中心部で核融合反応を起こすほど巨大になることはなかった巨大ガス惑星、しかし90個以上の衛星を擁し、それ自体がミニ太陽系を形成している。ジュース号は、いずれも海惑星と考えられている3つの氷衛星を探査する予定だ。地質学的に活発な衛星であるエウロパは、地下で火山活動が活発で、地表から数マイル下に海が存在する可能性がある。一方、カリストは比較的冷たく、地質学的に死んだ衛星だ。ガニメデはその中間に位置すると思われるが、まだ行ったことがないため、真相は不明だ。
写真：ESA
ガニメデには、おそらくいくつかの特別な特徴がある。木星最大の衛星というだけでなく、太陽系全体でも断然最大であり、水星と月 を合わせた大きさとほぼ同じだ。地球の約6倍の液体の水が存在するが、ウィタッセ氏によると、100マイル（約160キロメートル）の氷の下に隠れている可能性があるという。ガニメデはまた、独自の磁場を生成する鉄の核を持つという点で独特だ。太陽系で、水星と地球以外で唯一、このような磁場を生成する岩石天体である。ガニメデの磁場は木星に近いことから生じており、それが内部構造の潮汐力による変形を引き起こした可能性がある。
ジュースには、科学者が遠く離れた天体を調査するための数多くのツールが搭載されています。高解像度光学カメラ「ヤヌス」、木星の重力によるガニメデの潮汐変形を測定するレーザー高度計「GALA」、木星の大気を調査するサブミリ波機器「SWI」、木星とガニメデの磁場の相互作用を研究する磁力計「J-Mag」などです。「この宇宙船に搭載された最先端の機器群は、ジュースを科学の新たな一歩へと導きます」と、プロジェクトのペイロードシステムエンジニアであるアレッサンドロ・アッツェイ氏は述べています。「磁場の構成、衛星の物質、そして木星の大気の理解など、多くの新たな発見が期待できます。」
アツェイ氏はまた、探査機に搭載されている氷透過レーダー（RIME）と重力探査機（3GM）にも注目している。このレーダーは深さ約10キロメートルまでの地下水脈を検知でき、エウロパの地表下では検出できるほどの感度を持つとみられるが、ガニメデでは検出できないだろう。重力探査機はガニメデの内部海に関する情報を提供し、カリストの地下深くにも海が存在するかどうかを決定づける可能性がある。
ジュースは、外惑星への宇宙探査機の長い歴史に名を連ねる。NASAのパイオニア10号は1973年に木星を通過し、その6年後にはボイジャー2機が木星に続いた。ガリレオ探査機は1995年から長年にわたり木星を周回し、その磁場の発見を可能にした。現在、NASAの探査機ジュノーは長期ミッションを継続中で、4月8日には2016年以降50回目の木星接近通過を達成した。ジュースが到着した時にジュノーがまだ順調に進んでいるかどうかは予測が難しいが、この新しい探査機は、前任機の成果と遺産を引き継いでいくことになるだろう。
「私たちの放射計は初めてエウロパとガニメデの氷を透過して観測しました。彼らのレーダー機器は、それとは異なる方法でそれを行うように設計されています」と、ジュノーの主任研究者であり、サウスウエスト研究所の天文学者であるスコット・ボルトンは述べています。「彼らのデータセットは、私たちがジュノーのデータを振り返って再解釈するための情報を提供してくれるでしょう。」
ジュノーは、木星の神秘的なオーロラや渦巻く極低気圧の劇的な画像を公開し、「大青斑」と呼ばれる木星の磁場の奇妙な斑点を地図上に描き出しました（これは、地球ほどの大きさの赤い嵐を象徴する場所とは異なります）。ジュノーの太陽光発電システムと、繊細な電子機器を木星の放射線から守る装甲室は、非常に効果的な設計であることが証明されたため、ジュース社のエンジニアたちも同様のシステムを採用しました。また、ジュース社とNASAが来年打ち上げ、2030年に到着予定の探査機「エウロパ・クリッパー」との間にも、ある程度の相乗効果が期待されます。
ガリレオ探査機は任務を終えると、木星の深淵へと突入し、巨大ガス惑星の大気圏で燃え尽きた。カッシーニもその後、2017年に土星に突入し、最後のデータを収集し、宇宙ゴミの侵入を防ぎながら、劇的な形でミッションを終えた。ジュースも同様の運命を辿るだろう。ジュースはおそらく2035年かその数年後に、その寿命を終えてガニメデに突入するだろう。
1610年にガリレオ・ガリレイがガニメデとその姉妹衛星を発見し、木星自体を望遠鏡で観測して以来、この巨大ガス惑星とその主要な衛星は人類の関心を集めてきました。今日でも、人々は木星と金星を求めて夜空を見上げています。そして今、宇宙機関は木星系にこれまでで最も接近した観測を行っています。「木星は、火星が長らくそうであったように、探査目標になりつつあると思います」とボルトン氏は言います。「木星は長い間私たちの興味をそそってきた惑星ですが、到達するのは容易ではありません。複数の宇宙船を同時にそこに送ることができれば素晴らしいでしょう。」
2023年4月13日午後12時30分（東部時間）更新：欧州宇宙機関（ESA）は落雷の危険性を理由に打ち上げを延期しました。打ち上げは4月14日午前7時45分（東部時間）に予定されています。
更新 2023 年 4 月 14 日午後 12 時 30 分 (東部時間) : 探査機は 4 月 14 日午前 8 時 14 分 (東部時間) に正常に打ち上げられました。
