宇宙探査

火星:赤い砂漠に残る水の痕跡

火星が赤く見えるのは、表面の砂塵に酸化鉄が多く含まれるためです。巨大火山、長大な峡谷、古い河床が残り、過去の水環境を調べる重要な場所であると同時に、将来の有人着陸先としても研究されています。

InSightの地震観測に基づく火星内部の図。地殻、マントル、液体金属核を示しています
InSightの地震観測に基づく火星内部の図。地殻、マントル、液体金属核を示しています
画像クレジット: NASA/JPL-Caltech · Public domain · 画像の出典を見る ↗

基本情報

直径
6,779km
距太阳平均距离
平均約2億2,800万km(1.52AU)
公转周期
地球日で687日

火星の昼空は淡いオレンジ色で、太陽は地球から見た大きさの約3分の2に見えます。太陽から4番目の惑星で、直径は約6,779km。一年は地球の687日ですが、一日は24.6時間と地球によく似ています。

さびた惑星

岩石と塵には酸化鉄が豊富です。鉄、水、酸素が関わる反応で赤みを帯びた被膜ができ、砂嵐がその塵を空へ広げます。

大気圧は地球の1%未満で、約95%が二酸化炭素です。熱をほとんど保てず、平均気温は約−60°C、極域の冬の夜には−120°C近くまで下がります。

Olympus MonsとValles Marineris

Olympus Monsは周囲の平原から約21.9kmそびえ、Everestの2倍を超える高さ、幅は約600kmです。移動するプレートがないため、長く活動するホットスポット上で噴火が重なり、巨大な盾状火山になりました。

山頂カルデラと周囲の断崖を捉えたOlympus MonsのVikingモザイク画像
山頂カルデラと周囲の断崖を捉えたOlympus MonsのVikingモザイク画像
画像クレジット: NASA/JPL/USGS · Public domain · 画像の出典を見る ↗

Valles Marinerisは全長4,000km以上、深さ約7kmに達します。Tharsis隆起に伴う地殻の伸張で開き、侵食が峡谷をさらに広げました。

極冠と水の痕跡

冬にはドライアイスが極域を覆い、夏になると通年残る水氷が現れます。乾いた谷、湖底堆積物、三角州は、過去に水が流れた証拠です。

Jezeroクレーターの太古の三角州。色は粘土など水に関係する鉱物を示す
Jezeroクレーターの太古の三角州。色は粘土など水に関係する鉱物を示す
画像クレジット: NASA/JPL/JHUAPL/MSSS/Brown University · Public domain · 画像の出典を見る ↗

Jezeroに保存された三角州は、約35億年前、現在より湿潤な火星を川が流れていたことを示します。

火星の内部

InSightが測った火震から、厚さ約24〜72kmの地殻、マントル、大部分が溶けた鉄・ニッケル・硫黄の核という層構造が分かりました。核の半径は当初、約1,830kmと推定されました。

InSightの地震データに基づく、地殻、マントル、液体金属核の模式図
InSightの地震データに基づく、地殻、マントル、液体金属核の模式図
画像クレジット: NASA/JPL-Caltech · Public domain · 画像の出典を見る ↗

火星はかつて全球磁場を持っていました。約40億年前に失われたことで大気が太陽風に削られやすくなり、現在の冷たい砂漠へ変わる一因となりました。

VikingからZhurongまで

Viking 1は1976年7月20日に着陸成功。Curiosityは2012年、スカイクレーンでGaleクレーターへ降り、かつて微生物が生存可能だった淡水湖の証拠を見つけました。

展開カメラが撮影した、Utopia Planitia上のZhurongとTianwen-1着陸プラットフォーム
展開カメラが撮影した、Utopia Planitia上のZhurongとTianwen-1着陸プラットフォーム
画像クレジット: CNSA · CC BY 4.0 · 画像の出典を見る ↗

Perseveranceは2021年2月にJezeroへ着陸し、試料を採取して、他天体初のヘリコプターIngenuityを展開しました。2021年5月15日にはTianwen-1とともにZhurongが着陸し、中国は火星探査車の運用に成功した2番目の国になりました。

装備なしで暮らせる?

暮らせません。薄い二酸化炭素大気では、与圧服と生命維持装置が必須です。低温、放射線、塵、低重力も長期滞在を難しくします。

居住施設は密閉された研究室のようになり、空気と水を再利用し、厚い壁、土、地下空間で放射線を遮る必要があります。植物の栽培にも、水、栄養、温度の管理と、有害になり得る過塩素酸塩への対処が欠かせません。

人類はいつ行く?

複数の組織が有人ミッションを研究していますが、確定した着陸日はありません。航行中の放射線、長期微小重力、大型着陸システム、安全な帰還はいずれも検証が必要です。最初の足跡を決めるのは予定表だけでなく、技術の成熟です。

参考資料