火星での生命探査にパラダイムシフトを起こすか 米大学院生が提案する斬新なミッション

米国テキサス州で2024年3月11日から15日まで開催された第55回月惑星科学会議（LPSC）において、ノースカロライナ大学チャペルヒル校の大学院生が火星での斬新な生命探査ミッションを提案しました。現在火星で運用されているアメリカ航空宇宙局（NASA）の探査車「Curiosity（キュリオシティ）」や「Perseverance（パーシビアランス）」よりも、コストを抑えつつ効率的に生命の探査を行なえるようです。

【▲ Longo氏が提案する小型探査車を火星に届ける役割を果たす着陸機「SHIELD」の試作機（Credit: NASA/JPL-Caltech）】 ■10年以上のキャリアをもつ大学院生

Alex Longo氏は修士課程に在籍中の大学院生でありながら、パーシビアランスの着陸地を選定する「Mars2020 Landing Site」の選考委員を13歳から5年間（2013年～2018年）務めるなど、すでに10年以上も宇宙探査に携わってきたキャリアをもつ人物です。Longo氏は3月14日に開催されたポスターセッションのなかで、従来の火星探査車による生命探査の非効率性を指摘し、より広範なエリアを低コストで実現できる火星生命探査ミッション「MARSE（Mars Astrobiology, Resource, and Science Explorers）」を提案しています。

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Longo氏はまず、キュリオシティやパーシビアランスといった探査車やオービター（火星を周回する探査機）による火星探査の貢献を精査しました。これらの探査機による観測の結果、火星は地質学的な多様性をもち合わせており、複数のエリアがノアキス紀（約37億年～約41億年前）からヘスペリア紀（約32億年～約37億年前）にかけてハビタブル（生命居住可能）な条件を満たしていた可能性があることを発見しています。キュリオシティはゲール・クレーターにかつて存在した湖について、炭素、酸素、窒素、リン、硫黄など生命に不可欠な要素を含む水質だったことを示す証拠を発見しています。また、パーシビアランスはジェゼロ・クレーターで火山岩を発見した他に、酸素生成装置を使って大気中の二酸化炭素から酸素を生成する実験に成功しています。

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さらに、オービターや探査車からの赤外線分光観測により、水分を含む鉱物が数百種類も同定されています。しかしオービターからの観測だけでは限界があり、探査車が現地で発見できることのすべてをオービターの観測装置だけで事前に検出しつくすことはできないため、探査車による生命探査が不可欠だとLongo氏は指摘しています。

こうした探査車による生命探査の意義を認める一方で、Longo氏はキュリオシティに約25億米ドル、パーシビアランスに約27億米ドルもの莫大なコストがかかる点を懸念しています。加えて、1つの着陸地点につき1台の探査車で探査を行なうミッションでは10年間でせいぜい1～2台しか運用できず、キュリオシティの着陸（2012年8月）からパーシビアランスの着陸（2021年2月）まで実際に約8年かかったことから、タイムスパンの長さが問題視されるといいます。

■電子レンジ程の火星探査車4台で生命探査を実施

そこでLongo氏は、50億米ドル以内に収まる複数地点での火星生命探査ミッションを提案しました。同ミッションでは、ハビタブルだった可能性のあるコロンビア・ヒルズ、ミランコビッチ・クレーター、マウルス渓谷、シレヌム高地という4つの着陸地それぞれで1台ずつの探査車を使って生命の探索を行なうといいます。電子レンジ程の大きさで重量約15kgという小型の探査車を低コストな火星着陸機「SHIELD（Simplified High Impact Energy Landing Device）」で運搬することにより、この予算内でも火星生命探査ミッションを実現できるようです。

【▲ Longo氏が提案する火星探査ミッションの概要を示す模式図（Credit: Alex Longo）】 【▲ Longo氏が提案する火星探査車のイラスト（Credit: Alex Longo）】

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Longo氏の提案は決して突飛なアイディアではないようです。同氏によると、小型の着陸機で多くのペイロードを運搬するといったパラダイムシフトはすでに、着陸機「オデュッセウス」によるペイロード運搬を実現した商業月面輸送サービス（CLPS）において見出すことができるのだといいます。にもかかわらず、MARSEミッションやSHIELDの実現性は未確定のようです。同ミッションはNASAジェット推進研究所（JPL）のチームの支援を受けて進展しているものの、同研究所は予算のカットやレイオフを余儀なくされました。そのため、ミッションを中断している段階にあるのだといいます。

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Longo氏は宇宙開発・天文学ニュースサイト「Universe Today」に、「（自身が提案する）探査機の開発はやりがいのある経験であり、SHIELDの開発チームとともにコンセプトを推進できたは光栄です」と話し、実現が10年後になろうとも、別の開発チームが低コストかつ複数の探査車による火星探査ミッションを進展させるだろうと期待を寄せています。

 

Source

Universe Today - Search for Life on Mars Could Level-Up with MARSE Mission Concept NASA - Mars Curiosity Rover NASA - Perseverance Rover Top Science Results NASA - JPL Workforce Update Longo, A. - The Mars Astrobiology, Resource, and Science Explorers (MARSE) Mission Concept. Ehlmann, B. and Edwards, C. S. - Mineralogy of the Martian Surface Woolley, R. C., Barba, N. and Giersch, Loh - Rideshare Strategies for Small Mars Missions

文／Misato Kadono　編集／sorae編集部