米国航空宇宙局（NASA）の火星探査機「InSight（インサイト）」が、2018年11月27日に火星への着陸に成功した。NASAにとって、火星に着陸成功した8機目の探査機となる。

これまでの火星探査機は、岩石や土壌などを調査することで、主に地表の歴史を明らかにすることを目的としていた。これに対してインサイトは、火星の誕生の謎に迫る探査機だ。このため、できるだけ同じ場所にとどまり、火星内部の動きを正確に検知する必要がある。

今回インサイトが着陸したのは、火星の赤道付近にある「エリシウム平原」。火星のなかでも比較的平らで障害物も少ないことから、同ミッションのチームはこの平原を「火星最大の駐車場」と呼んでいる。インサイトは、搭載された科学測定器をこれから数カ月かけて点検し、探査の準備に取り掛かる。運用期間は約2年の予定だ。

火星を内部を知る3つの方法

「インサイト（洞察）」の名前が示す通り、探査機はいくつかの測定器を通して、火星の地下をのぞき込んでいく。

まず、火星の「脈」を測るためのドーム型の地震計だ。地表に設置され、火星の地震や隕石の衝突による振動を検知する。また、風、温度、気圧や磁場を検知するセンサーも搭載されており、砂嵐などの火星の自然現象による振動を区別して測定することができる。

振動の性質は、通る地層の密度や成分によって影響されるため、地震計で測定できる振動には多くの情報が詰まっている。分析から火星内部を構成する物質を突き止めたり、地下深くの火山活動や水の存在についても検知できるかもしれない。

次に、「The Heat Flow and Physical Properties Probe（HP3）」と呼ばれる温度計だ。HP3は地下5mまで伸びるセンサーで、これまでのどの探査機に搭載された計測器よりも長い。火星の内部からジワジワと地表に逃げる熱を測ることで、熱の発生源や、内部の成分が地球や月と似ているのかを知ることができる。

最後に、「Rotation and Interior Structure Experiment（RISE）」と呼ばれる測定器で、火星の北極点が自転軸に対してわずかにふらつく「極運動」の度合いについて調べる。分析から、火星の中心部の鉄の核の大きさや、その核が液状なのか、鉄のほかにどんな成分を含んでいるのかを突き止める手がかりになるという。

これらのデータと、これまでにわかっている火星の情報を組み合わせることで、火星の内部の理解を深めると同時に、46億年の進化の過程の解明に近づくことができるのである。

なぜ地球は青く、火星は赤いのか

火星と地球は、いまから約46億年前に誕生したとされている。ほかの惑星と同様、岩石や金属からなる微惑星が衝突を続けて形成された。このタイプの惑星は地球型惑星と呼ばれ、太陽系ではほかに金星と水星がこれにあたる。しかし、そのあと各惑星はまったく別の姿へと変貌を遂げている。

なぜ、地球はいまも生命に満ちた惑星であり続け、火星は赤い土に覆われた乾いた惑星になってしまったのだろうか。

これまで、地球型惑星の進化を詳細に調べることができた場所は、ただひとつ──地球だ。しかし、地球の場合は、誕生から6億年間の情報が少ないことや、いつから海が存在したのか解明されていないなど、謎は多く残されている。

近年の観測結果から、火星の表面はかつて広大な海や湖で潤っていた証拠が見つかっている。また、現在も火星の地下には大量の氷が存在することもわかっている［日本語版記事］。火星の地表で活動を続けるNASAの火星探査機「Curiosity（キュリオシティ）」や、2020年に打ち上げが計画されている「Mars 2020（マーズ2020）」は、これらの情報を頼りに生命の痕跡を調査することを目的としている。

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誕生初期の地球に近い構造？

これは裏を返せば、火星は地球より早く進化を遂げた地球型惑星と読み取ることができる。火星はほかの地球型惑星と比べて大きすぎず小さすぎず、内部の層も対流や地殻活動で混ざり合っていないという。つまり、内部の構造が誕生初期に近いかたちで保存されている可能性があるのだ。

インサイトが取得する火星の内部データと、地球のデータを比較することで、地球型惑星の進化に関する理解を深めることができるだろう。さらに、われわれの太陽系の外の系外惑星の観測と組み合わせれば、生命が存在しうる惑星の発見に役立てることができる可能性もある。

インサイトは、火星探査機でありながら、火星をはるかに越えたミッションなのだ。