ジョエル・レヴィーン：なぜ今火星再探査が必要なのか

TEDxNASAで、惑星科学者のジョエル・レヴィーンが火星についての興味深く、謎めいた新しい発見を紹介します。氷で満ちたクレーター、古代の海の痕跡、そして過去のどこかで生命が存在したことについての説得力のある手掛かり。レヴィーンは再び火星を探査してより多くのことを見つけ出すべきだと言います。

46億年の歴史を

18分間でお話しします

1分あたり3億年です

NASAが初めて撮影した火星の写真から

始めましょう

これはマリナー4号が1965年に

飛びながら撮ったものです

この写真が公開されたとき

あの有名な科学ジャーナル

つまりニューヨーク タイムズが社説に書きました

「火星は面白くない

死の世界である NASAは火星を研究するのに

これ以上の時間や努力を費やすべきではない」

幸運なことにワシントンのNASA本部の

リーダー達はより分別のある人々でした

それでこの赤い星の

大規模な調査が始まったのです

あらゆる科学において鍵となる質問のひとつは

「地球の外に生命はいるのか？」というものです

火星は地球外で生命が最も存在していそうな

場所だと私は考えています

後ほど

火星に生命がいるかもしれないと示唆する

驚くべき調査結果をお見せします

でもまずはバイキング号が撮った写真のことをお話しします

これはバイキング号が1976年に撮った写真を合成したものです

バイキング号はNASAのラングレー研究所で

開発され 運用されました

我々は1976年に2機の周回探査機と着陸機を送りました

4つの宇宙探査機のうち 2機は火星を周回し

2機は表面に着陸しました

素晴らしい成果でした

これは地球外の惑星の表面で

撮られた最初の写真です

バイキングの着陸機が撮った

火星の表面の写真です

確かに火星は赤いのです

火星は地球の半分の大きさです

でも地球の三分の二は水に覆われているので

火星の陸地面積は

地球の陸地面積と同じぐらいあります

サイズは地球の半分でも非常に大きな場所なのです

我々は火星表面の

地理を測量しました

標高差がわかりましたし

火星について多くのことを知りました

火星には太陽系で最大の火山があります

オリンポス山です

火星には太陽系のグランド キャニオンも

あります マリネリス峡谷です

ものすごく興味深い惑星です

火星には太陽系で一番大きい

衝突クレーターの跡

ヘラス盆地もあります

直径は3,200キロあります

この衝突体が火星にぶつかった時に

もしその場に居合わせたなら

それは本当にひどい日だったことでしょう

（笑）

これはオリンポス山です

アリゾナ州よりも大きいのです

火山は重要です

大気と海を作り出します

今見ているのはマリネリス峡谷

太陽系で最大の峡谷です

4,800キロの長さがあります アメリカの地図に

重ねて見ているところです

火星で最も興味深い特徴のひとつだと

米国科学アカデミーは言うのですが

宇宙時代の10大ミステリーのひとつは

なぜ火星の一部の地域は

これほど強い磁気を帯びているのかということです

地殻磁気と呼んでいます

火星には 現在の我々にはわからない

何らかの理由で

表面が非常に強い磁気を帯びている場所があります

火星に水はあるのでしょうか？

いいえ 今日の火星の表面に

液体の水はありません

でも大昔の火星には

川と勢いよく流れる水があったかもしれない

ことを示唆する

興味深い証拠があります

今 火星は非常に乾燥しています

極冠にはいくらか水があると私たちは考えています

北極と南極の極冠です

最近の画像です

スピリット号とオポテュニティ号からのものです

かつて非常に速い流水が

火星の地表にあったことを示しています

なぜ水は重要なのでしょう？

生命が生まれるには水が必要だからです

水は惑星で生命が生まれ

進化する上で鍵となる物質です

南極とオリンポス山の

写真です

似ていますね 氷河です

つまりこれは凍った水です

火星にある氷の水です

私のお気に入りの写真です ほんの数週間前に撮られました

まだ公開はされていません

ヨーロッパ宇宙事業団が撮影した

マーズ エクスプレスによる火星のクレーターと

クレーターの中の画像です

液体の水と氷があります

とても興味深い写真です

火星が生まれて間もない頃

つまり46億年前

火星は地球ととてもよく似ていたと私たちは考えています

火星には川も湖もありました

でもより重要なのは惑星規模の海があったことです

海は北半球にあったと考えています

この青い部分は

6キロほどの窪みを示していますが

ここはその昔 火星の表面で

海だった場所です

海を作るほど大量にあった火星の水はどこに行ったのでしょう？

こういうことだと思います

火星を周回する衛星オデッセイから

数年前に送られてきた計測結果です

火星の地表下に水があります

凍結した氷として存在しています

これは割合を示しています 青っぽい色なら

重さにして16％だということになります

重さにして内部の16%が

凍った水 あるいは氷なのです

地表下にはたくさんの水があるのです

火星の測量結果で

一番興味深く謎めいていると私が感じるものが

今年の早い時期に

サイエンス誌に掲載されました

今見ているのは火星の大気における

メタンガス つまりCH4の存在です

メタンが3つの地域にあるのが見えます

なぜメタンは重要なのでしょう？

地球ではほとんど全て

99.9%のメタンが

生物から作り出されているからです

小さな緑色の人ではなく

地中か地上の微生物からです

今や火星の大気には

メタンが含まれているという証拠があります

それは地球上では

有機物から発生するもの

つまり生物から作り出されるものです

3つの地域があります A, B1とB2です

こんな場所でメタンが噴き出しています

地質学的な研究から

ここが火星で最も古い地域だとわかります

実のところ地球も火星も

生まれて46億年です

地球で最も古い岩は36億年前のものでしかありません

我々の地質学的な理解によれば

10億年のギャップがあるのは

プレートテクトニクスによるものです

地球の地殻は循環を繰り返しています

最初の10億年にさかのぼる

地質学的な記録がないのです

その記録が火星には残っています

私たちが見ている地域は

地球と火星が形成された

46億年前にさかのぼります

火曜日のことでした

（笑）

この地図が示しているのは

我々が火星の表面に着陸船を送り込んだ場所です

バイキング1号と2号です

オポテュニティ号とスピリット号

そしてマーズ パスファインダーと

2年前に着陸したばかりのフェニックス

我々の地上探査機と着陸船はすべて

北半球に行きました

北半球が

古代の海盆であった

地域だからです

クレーターはあまり多くありません

水が小惑星や隕石の衝撃から

海盆を守ったからです

では南半球を見てください

南半球には衝突クレーターや

火山のクレーターがあります

ヘラス盆地です

地質学的に非常に異なる場所です

メタンがあるのは

非常にでこぼこした地域です

火星に存在する

謎を解き明かす最善の方法は何か？

この問いを10年前に発しました

最高の火星研究者10人を

2日間ラングレー研究所に招待しました

その場で

答えの出ていない大きな問題を取り上げ

2日間を費やして

どうすればこの問いに答えられるのかを話し合いました

会合の結果は

ARESというロケット動力のロボット飛行機でした

空から地域レベルで環境探査する飛行機です

これはARESの模型です

五分の一の大きさです

この飛行機はラングレー研究所で設計されました

もし火星を飛ぶ飛行機を作れる

場所があるのならば

ラングレー研究所に他なりません

ほぼ100年にわたって

世界の航空学をリードしてきました

地表の1.6キロほど上空を飛びます

何百マイルも飛行できます

時速は約720キロです

地表探査機や着陸船では

できないことが可能になります

山や火山 衝突クレーターや

谷の上を飛ぶことができます

地表の磁気や

極冠や内部に水を含む地表の上も飛べます

そして火星の生命を探すことができます

でも同じぐらい重要なのは

火星の大気中を飛びながら

その記録を送信することです

地球外で初の飛行機によるフライトの

画像を地球に送ります

私たちは税金を通じてこのミッションを支えている

アメリカの人々を元気づけたいと思っています

さらに重要なことは

次世代の科学者や

テクノロジスト エンジニア 数学者たちを奮起させることです

次世代の科学者やエンジニア 数学者

テクノロジストたちをしっかり養成することは

国家の安全保障という点でも

経済を活性化するためにも極めて重要です

ARESが火星を飛んでいるところは

こんな風に見えます

事前にプログラミングします

メタンがあるところを飛び

飛行機に積んだ装置で

3分ごとに火星の大気のサンプルを取るつもりです

メタンとともに

生物によって作り出される

他のガスも探します

これらのガスが排出される場所を突き止めます

その場所の傾きを計測できるので

そこに着陸するという

次のミッションを行うことができます

どうやって飛行機を火星に運ぶのか？

簡単に言えば 「とても注意深く」です

それを火星まで飛ばすのではなく

宇宙船に乗せて

火星まで送ります

問題は 宇宙船の直径が

最大で2.7メートルだということです

ARESは翼の長さが6.4メートルで 長さが5.2メートルあります

それをどうやって火星に送り込むのか？

折りたたんで

宇宙船で運ぶのです

エアロシェルと呼ばれる防護殻に入れます

こういう風にするのです

一連の流れを解説したビデオもあります

ビデオ：５，４，３，２，１

主エンジンスタート 発射

JL：フロリダのケネディ宇宙センターでの打ち上げです

この宇宙船が火星に着くまで

9ヶ月かかります

火星の大気に入ります

ものすごい熱です

摩擦熱です 時速29,000キロで進みます

パラシュートが開いてスピードを落とします

耐熱タイルを切り離し

初めて飛行機が大気にさらされます

折りたたまれていた部分が広がり

ロケットエンジンが点火します

1時間の飛行で

大気を精密に測定し

生物性のガスと

火山性のガスを探し

今はわかっていない

地表や地表の磁気を研究し

他の領域も調べることで

火星についての教科書を書き換えられるはずです

入念な準備が成功を約束します

なぜ成功が約束されるのでしょうか？

ARESの模型をいくつか用意して

NASAのラングレー研究所で

火星と同じ条件を作り

6つの風洞で8年間実験をしてきたからです

同じぐらい重要なことですが

我々はARESを地球の

高度3万メートルの大気中でテストしています

火星で飛ぶ予定の大気と

同じような密度と気圧です

3万メートルです アメリカを横断してロサンゼルスにいくと

高度1万1千メートルを飛ぶことになります

私たちの試験飛行は高度3万メートルです

試験飛行の模様をお見せしましょう

二分の一の模型です

これは高高度ヘリウム気球です

オレゴンのティラムックの上空です

折りたたんだ飛行機を気球に乗せます

上昇するのに3時間ほどかかります

それから3万メートルの高さで

飛行機を放す指示を出します

翼を展開し すべてはうまく行きました

この技術を完全にするため

高高度と

低高度の試験を行いました

火星に行く準備はできています

ここにあるのは縮尺モデルですが

NASAのラングレー研究所には

実物大のモデルがあります

準備はできています 必要なのはNASA本部からの小切手だけです

（笑）

お金がかかるんです

今日の講演の謝礼はこのミッションに

寄付します

実のところ謝礼はないのです

これがARESのチームです

150人ほどの科学者と技術者がいます

ジェット推進研究所や

ゴダード宇宙飛行センター

エイメス研究所 6つの

主要な大学や企業とともに

大きな努力を払い NASAのラングレー研究所で計画が進められています

最後に言いたいのですが

ここからあまり遠くない

ノースカロライナのキティホークで

100年あまり前に

初めて飛行機による動力飛行が行われ

歴史が作られました

私たちは今まさに

地球の大気の外で

飛行機による初めての飛行をしようとしています

この飛行機を火星で飛ばして

教科書を書き換える準備はできています

もっと情報が知りたいのなら

ウェブサイトでこの刺激的で興味深い

ミッションのこと なぜ我々がそれをやりたいのかを説明しています

どうもありがとうございました

（拍手）