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4光年先に地球大の惑星 超高速で探査機送る新手法

日経ナショナル ジオグラフィック社

2017/2/18

ナショナルジオグラフィック日本版

地球と同じぐらいの大きさの惑星プロキシマbからは、こんな風景が見えるかもしれない。(PHOTO ILLUSTRATION BY ESO, M. KORNMESSER)

 「プロキシマ・ケンタウリ」という太陽系から最も近い恒星の周りを回る、地球サイズの惑星が見つかったのはほんの数カ月前のこと。今回、ある天体物理学者のチームが、この系外惑星に探査機を送り込んで長期間観測を行う方法を提唱し、宇宙物理学の学術誌『アストロフィジカル・ジャーナル・レターズ(Astrophysical Journal Letters)』に論文を発表した。

 その方法は、同じく「アルファ・ケンタウリ星系」に超小型の宇宙探査機を送り込もうというホーキング博士らの計画「ブレイクスルー・スターショット(Breakthrough Starshot)」と似ている。ブレイクスルー・スターショット計画では、探査機は地球から照射される強力なレーザーで加速するため、目的地をあっという間に通り過ぎることとなる。そのわずかな間に、探査機は写真を撮影し、データを収集して、地球に送信しなければならない。

 もし、探査機が急ブレーキをかけてプロキシマを周回する軌道に入り、少しの間でも観測することができたらどうだろう?

 天体物理学者のミヒャエル・ヒプケ氏は、「ブレイクスルー・スターショット計画では、ほんの数秒の間に、数枚のスナップショットを撮影することしかできません。ここでカメラが目標をとらえられなければ、一巻の終わりです」と言う。「これに対して、目標を周回する軌道に探査機を投入することができれば、探査機が稼働している間ずっと、そこにとどまることができます」

■止まらない超高速の探査機

 宇宙起業家たちは、プロキシマの周りに地球大の惑星が発見される前から、太陽系に最も近いアルファ・ケンタウリ星系をめざすブレイクスルー・スターショット計画を考えていた。この星系で新たに発見された惑星「プロキシマb」は、4.24光年しか離れていないため、太陽系外惑星としては、人間の寿命内に無人探査機で到達できる可能性が最も高い。

 ただ、ブレイクスルー・スターショット計画ではじっくりと探査をすることができない。計画されているナノサイズの宇宙探査機「スターチップ(StarChip)」は、反射率の高い帆を張り、地球から照射される強力なレーザーの力を借りて、最終的に光速の2割ほどまで加速して宇宙空間を進んでゆく。ただ、このレーザーはまだ開発されていない。

 このスピードでもアルファ・ケンタウリ星系に到達するのに約20年かかるが、減速する手段がないため、スターチップはわずか数分で星系を通過することになる。

 ヒプケ氏と同僚のレネ・ヘラー氏は、恒星の光を利用して超小型探査機を減速し、さらにはプロキシマを周回する軌道に送り込む方法を思いついた。懐疑的な見方をする人がいるものの、二人のアイデアは興味深いものであり、ブレイクスルー・スターショット計画に少なからぬ影響を与える可能性がある。

 ドイツのマックス・プランク太陽系研究所に所属するヘラー氏は、「この方法で探査機をプロキシマbに送り込むのに必要なエネルギーは、これまでのようにロケットを使って地球周回軌道に乗せるのと基本的には同じです」と言う。「ブレイクスルー・スターショット計画に比べると速度は5分の1になりますが、星間ミッションへの技術的・エネルギー的な要請は格段に小さくなります」

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