宇宙探査

タイタン:水ではない雨が降る世界

土星最大の衛星タイタンは、濃い大気を持つ唯一の衛星です。オレンジ色の霞の下ではメタンが雲、雨、川、湖、海をつくり、氷のさらに下には液体の水の全球海があると考えられています。Huygensは2005年に着陸し、回転翼探査機Dragonflyは2034年の到着を目指します。

CassiniがHuygensをタイタンへ送り出す様子を描いた想像図。遠方に土星が見えます
CassiniがHuygensをタイタンへ送り出す様子を描いた想像図。遠方に土星が見えます
画像クレジット: NASA · Public domain · 画像の出典を見る ↗

基本情報

直径
約5,150km
太陽からの距離
約14億3,000万km
表面温度
約−179℃

Titanの橙褐色の空の下には、メタンの雨が刻んだ流路と湖が広がっています。土星最大の衛星で、直径は約5,150 km。水星よりも大きく、濃い大気をもつことが確認されている唯一の衛星です。極寒の地表では水の氷が岩石のように振る舞い、流れる液体は主にメタンとエタンです。

橙色の大気に包まれた世界

大気の約95%は窒素で、残りの多くをメタンが占めます。地表の気圧は地球の約1.5倍です。紫外線がメタンを分解して複雑な炭化水素の微粒子をつくり、絶え間ない橙色のもやを生み出しています。平均気温は約−179°C。Cassiniのレーダー観測とHuygensの降下によって、厚いもやの下に隠れていた地表が初めて詳しく見えるようになりました。

Titanの内部

内部モデルでは、水の氷とクラスレートからなる外殻の下に、アンモニアなどの不凍成分を含む全球規模の海があると考えられています。さらに深部には高圧の氷、その内側には半径約2,000 kmの含水ケイ酸塩に富む核が想定されています。Cassiniが測った重力と潮汐による変形は、地殻の下に液体層があることを支持しています。

もやに包まれたタイタンの内部モデル。氷の外殻、推定される地下海、岩石質の核を示している
もやに包まれたタイタンの内部モデル。氷の外殻、推定される地下海、岩石質の核を示している
加工元: A. D. Fortes/UCL/STFC · Public domain · 画像の出典を見る ↗

メタンの雲、雨、海

Titanではメタンが蒸発し、雲になり、雨として降り、流路を削って湖へ集まります。地球の水循環に似た仕組みを、別の物質が担っているのです。Cassiniは北極域に多数の湖と海を発見しました。最大級のKraken Mareは数十万km²に及び、場所によっては波がほとんどないほど穏やかな水面も観測されています。

Cassiniのレーダー画像を疑似カラーで合成したTitan北極域。金色の陸地の間に暗い湖と海が見える
Cassiniのレーダー画像を疑似カラーで合成したTitan北極域。金色の陸地の間に暗い湖と海が見える
画像クレジット: NASA/JPL-Caltech/ASI/USGS · Public domain · 画像の出典を見る ↗

Huygens――地球から最も遠い着陸

2005年1月14日、Cassiniから分離して約3週間後、Huygensはパラシュートで約2時間半かけて降下し、氷の小石が散らばる平原へ着陸しました。画像には排水路や海岸線のような地形、メタンで湿った地面に転がる水氷の小石が写っていました。これは外太陽系で初めての軟着陸であり、現在も地球から最も遠い着陸記録です。

土星を遠景に、CassiniからTitanへ向けて放出されるHuygensの想像図
土星を遠景に、CassiniからTitanへ向けて放出されるHuygensの想像図
画像クレジット: NASA · Public domain · 画像の出典を見る ↗

メタンの海を船で進めるのか

専用設計のロボット船なら浮かべますが、普通の船は極低温に耐えられません。材料や電池、潤滑剤、通信機器を作り直す必要があり、岸辺の状態にも未知の点が多く残ります。人間には呼吸用の酸素と厳重な防寒設備も欠かせません。一方、濃い大気と弱い重力は、飛行には有利な環境です。

Dragonfly――空を飛ぶ探査機

NASAのDragonflyはFalcon Heavyで2028年7月以降に打ち上げられ、2034年後半にTitanへ到着する予定です。自動車ほどの大きさをもち、8基のローターで飛ぶ探査機です。放射性同位体電源を使い、有機物に富む砂丘からSelkクレーターまで移動します。目的は生命そのものの検出ではなく、生命誕生前の化学反応を調べることです。開発の進行により、日程や探査経路は変わる可能性があります。

Titanの橙色の空の下で着陸地点を調査するDragonflyの想像図
Titanの橙色の空の下で着陸地点を調査するDragonflyの想像図
画像クレジット: NASA · Public domain · 画像の出典を見る ↗

参考資料