どこに着陸しますかね。

木星の衛星の一つエウロパは地表を覆う氷の下に液体の海が存在していることから、生命が存在できるかもしれないと注目されてきました。この氷の星に降り立つことは多くの宇宙飛行士にとって夢なわけですが最近発表された新しい調査結果によると、そもそも着陸がかなり難しそうなことが想像されます。というのも表面は氷のトゲで覆われているようなんです。高いトゲはなんと5階建ての建物ほどの高さだとか。5階建ての氷のトゲが生えている地表って...想像するだけで怖いです。

氷の剣山・ペニテンテ

科学誌｢Nature Geoscience｣に先週発表された新しいリサーチによると、ペニテンテとして知られる高い、鋭利な氷の刃がエウロパの表面を覆っているだろう、とのこと。｢ペニテンテ｣とGoogle画像検索をすると見るだけで目に刺さりそうな氷の剣山が飛び出してきますよ。地質学者的には眉唾ものの発見かもしれませんが、宇宙生物学者としては残念きわまりない発見のようです。土星の衛星であるエンケラドゥスと同様、エウロパには広大な地下の海が広がっていることから地球外生命体の可能性を秘めているからです。しかし中には15メートルにも及ぶペニテンテの存在で、｢将来的にエウロパに着陸する際の危険となる｣と研究者たちは指摘しています。たしかに15メートルの氷の剣山が広がっていたら、どこにどうやって着陸すれば良いか見当も付きませんよね。

氷が液体にならずに直接水蒸気になる昇華プロセスが起きた結果、雪と氷から成るペニテンテが後に残されるとのこと。そのため常にペニテンテは真昼の太陽に向かって伸びます。継続した太陽の光と、冷たく乾燥し動かない大気を必要とする形成プロセスです。

ペニテンテは地球上にも存在する

Image: ESO チリのアタカマ砂漠に広がるペニテンテ。エウロパではこれらがさらに大きく、15メートルにも到達する高さになるとのこと。

地球上にもペニテンテは存在しますが、アンデス山脈のような回帰線に近い高地でのみ発見されます。それでも地球上で発見されるペニテンテは高さ1メートル弱から5メートル弱程度になります。エウロパの環境がペニテンテ形成に適していることは15メートルに達するというその高さからもうかがい知ることができますね。研究チームのリーダーであるDardiff UniversityのDaniel Hobleyさんも指摘しています。表面が氷で覆われていること、理想的な温度であること、そして昇華現象を維持する環境的要因が揃っていること、また太陽の光が降り注ぐ角度が一定していることといった条件が挙げられます。

氷の密林がある模様

これまで撮影された画像はペニテンテを確認できるほど解像度が良くなかったため、仮説レベルに留まっていたとのこと。Hobleyさんと同僚の研究者たちによって行なわれたコンピューター・モデル調査の結果、ペニテンテの存在を強く裏付けることができたそうです。既に存在している観測データを用いて、エウロパの地表の複数の地点における昇華現象を計算したことで、ペニテンテのサイズ、そして分布度を推測することができました。このモデルに従えば、エウロパのペニテンテは15メートルの高さにまで成長することができ、各ペニテンテの間のスペースはそれぞれ7.5メートルほどとのこと。またエウロパの赤道地域により多く分布しているだろうと主張しています。15メートルが7メートル感覚で林立しているって本当に氷の森林ですね。

エウロパ着陸を目指すなら高緯度へ

この研究結果を将来に活かすとしたら、もしもエウロパに着陸する時には赤道地域を避ける、ということが挙げられます。今年7月に発表された研究によると、エウロパで生命存在の証拠を探そうとする場合は形成からの時間が比較的たっていない氷、そして放射線が低い地域で探索をした方が可能性が高いとのこと。氷齢1000万年以下の氷はエウロパでは中から高緯度に存在しており、衛星はこの地域では木星から離れた方向に向かっています。今回の研究でも、これらの地域ではペニテンテが存在する可能性が赤道地域よりも低いとされているので、目指すべき地域は絞られたことになりますね。

ペニテンテの存在の実証にはさらなる調査ミッションが必要

エウロパの表面が実際にペニテンテで覆われていると実証するにはさらなる観測が必要です。しかしこの観測が達成されるのもそう先のことではないかもしれません。NASAのEuropa Clipper宇宙船は2022年から2025年の間のどこかで発射される予定となっています。この探査機にはさまざまな器具が搭載され、エウロパの地表から25キロほどまで近づくとされています。このEuropa Clipperミッションはその先の衛星着陸ミッション、そして氷に覆われた地表にドリルを差し込み暗闇に広がる海を調べるという探索へとつながるかもしれません。

そんなミッションに必要な技術は一体どんな物なのか...果たして想像もつきませんが、今回ペニテンテの存在がコンピューター・モデルによって強く裏付けされたことで、技術的な複雑さが増したことは確かでしょう。探索すればするほど、新しい困難さが現れるのは宇宙探索ならではですね。