日本は、火星の衛星フォボスから物質を地球へ持ち帰る計画の宇宙船を火星へ送り出そうとしている。日本の宇宙航空研究開発機構（JAXA）によるMartian Moons eXploration、通称MMXは、10月20日午前4時41分（日本標準時）に、種子島からH3ロケットで打ち上げられる予定だ。
現在の計画どおりなら、MMXは2027年8月に火星へ到着し、早ければ2028年12月に試料を採取し、2031年に地球へ帰還する。この計画は惑星科学における長年の疑問、火星の二つの小さな衛星はどこから来たのか、に答えようとするものだ。
フォボスに焦点を当てた試料回収ミッション
MMXはフォボスとダイモスの双方を調査するが、主な目標は大きい方のフォボスだ。フォボスの直径は約22キロ、ダイモスは約12キロである。二つの天体については、長く競合する説明が存在してきた。一つの仮説は、火星の重力に捕捉された小惑星だとする。別の仮説は、火星と別の天体の衝突後に残った破片だとする。
遠方からの観測では、この論争は解決していない。地球の研究室へ持ち帰られた物質は、どの起源説が衛星の組成と歴史に最も合うのかを、より直接的に検証する手段になる可能性がある。そのため、ミッションの目的は珍しい地球外試料を集めることだけではなく、初期太陽系の条件と出来事を調べることにある。
NASAの説明会で、惑星科学部門の代理部長Lindsay Haysは、MMXがフォボスの物質を採取して地球へ持ち帰ることを目指すと述べた。元記事によると、宇宙船の試料容器はオーストラリアに着地する予定だ。
NASAの観測機器が国際プロジェクトに参加
NASAはMMXに二つの科学機器を提供する。一つはMEGANEで、Mars-moon Exploration with GAmma rays and NEutronsの略称であり、Johns Hopkins University Applied Physics Laboratoryが開発した分光計だ。もう一つはP-Samplerで、Blue Origin傘下のHoneybee Roboticsによる空気圧式の採取機構である。
これらの貢献は、ミッションの国際性を示している。JAXAとNASAに加え、フランスのCNES、ドイツのDLR、欧州宇宙機関、オーストラリア政府が参加する。こうした協力により、惑星探査の経験を持つ機関の間で技術作業と科学参加が分担される。
- 打ち上げロケットと場所：日本の種子島からJAXAのH3ロケット。
- 火星到着予定：2027年8月。
- 試料採取の最短予定：2028年12月。
- 地球帰還予定：2031年。
- 主な科学目標：フォボス。
MEGANEのガンマ線・中性子分光は火星の衛星を特徴づける取り組みの一部であり、P-Samplerは採取を担う。二つの機器は、フォボスを構成する物質と、それが競合する起源説にどう関係するのかを理解するというミッションの中心課題に直接結び付いている。
JAXA、試料回収の実績を積み重ねる
MMXはJAXAにとって3回目の試料回収ミッションになる。Hayabusaは2010年、小惑星イトカワから1500個の粒子を持ち帰った。続くHayabusa2は2020年、小惑星リュウグウから5.4グラムの物質を回収した。これらのミッションは、小天体から物質を取得し、安全に地球へ届けるために必要な厳しい運用の連鎖を実証した。
NASAにも関連する経験がある。OSIRIS-RExは2023年、小惑星Bennuから121.6グラムの物質を持ち帰った。米国は別に、Apollo計画で382キロの月岩石を回収し、Genesisで太陽風試料を取得し、Stardustで彗星の塵を回収している。
目標はそれぞれ異なり、過去の成功がMMXを通常の作業にするわけではない。しかし実績は、採取システムの設計、試料の保護、帰還軌道の計画、地球外物質を扱う研究室の準備について、参加機関に経験を与えている。
火星の衛星が重要な理由
フォボスとダイモスは地球の月よりはるかに小さいが、その起源は火星史の大きな未解決問題を明らかにする可能性がある。捕捉された小惑星という起源なら、重力遭遇と太陽系内移動の一連の過程を示す。衝突起源の説明なら、衛星を火星そのものの形成と進化により直接結び付ける。
MMXの試料が論争を自動的に決着させるわけではないが、リモートセンシングだけでは得られない証拠をもたらす可能性がある。科学者は、宇宙船に搭載できない実験室技術で持ち帰った物質を調べられる。価値は、組成と物理的性質を衛星形成モデルに結び付けられる点にある。
またこのミッションは、試料回収が惑星科学でますます重要な手法になっている時期に実施される。遠方の天体をその場で撮影・測定するだけでなく、慎重に採取した物質を持ち帰り、分析技術の進歩に応じて繰り返し調べられる。この方法により、一つの飛行が複数世代の研究者に役立つ可能性がある。
火星へ向けたカウントダウン
直近の節目は打ち上げだ。MMXは日本時間の火曜早朝に種子島を出発する予定で、米国東海岸では月曜午後に当たる。その後、数年にわたる飛行、火星系での運用、試料採取、帰還に臨む。
JAXAとパートナーにとって、成功は試料回収探査に新たな章を加え、火星の衛星の物質を地球の研究室へ届けることになる。惑星科学にとっては、フォボスとダイモスの起源の答えに近づく可能性がある。
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