連絡が取れない
2023年7月に、NASAは衝撃的な発表をしました。ボイジャー2、地球から約124億マイルもの距離にあるその探査機が、Deep Space Networkとの全ての通信を失ってしまったというのです。現状では、NASAとの指示を受け取ったり、地球にデータを送ったりすることが全くできなくなっています。
一連の問題は、NASAが最近公表した情報によると、7月21日にNASAのボイジャー2宇宙船に送信された一連のコマンドが原因で、通信用のアンテナが地球から2度の角度でずれてしまったという出来事から発生しました。
作業は続けるべき
宇宙の専門家たちは、このような通信のエラーでさえ、ボイジャー2が予定された軌道を続行することを妨げるものではないとの見解を示しています。しかしながら、実際にすべてが予定通りに動いているのかは、2023年10月15日まで確認することはできません。
その出来事の後、宇宙船の向きは、毎年数回の定期メンテナンスで常に計画されている通りにリセットされる予定です。その間、ボイジャー2は星間空間を一人で探索し、さらに驚くべきデータを収集し続けるでしょう。
通常とは異なる活動
ボイジャー2が2018年12月に星間空間に達成したことは、その探査ミッションにとっての大きな成果の一つでした。ボイジャー1がすでに星間探査の重要性を示していたとはいえ、ボイジャー2のこの新しい達成も非常に価値がありました。
ボイジャー2には、NASAが今後宇宙に関する更なる知識を得ることを可能にする特別な器具が搭載されており、これにより我々の宇宙に対する理解が深まることが期待されています。
星と星の間を旅する
「星間」という言葉を皆がよく使っているのは事実ですが、実際の意味を深く理解して使っているわけではありません。星間とは文字通り「星と星の間」という意味で、この銀河系の特定の区域を示しています。
しかし、星間空間の真の性質を理解する上で、その境界を越えた先にあるものと比較してみることは非常に有益です。
ヘリオポーズ
星間空間の特性は太陽の近くにある宇宙の部分とは明らかに異なっていると言われています。したがって、これらの二つの領域の間には明確な境界線が存在すると考えられます。
実際、これらの2つの領域は非常に明確な境界、ヘリオポーズというものによって分けられているのです。
我々の銀河の泡
ヘリオポーズは星間空間とヘリオスフィアの間に位置している場所であり、ヘリオスフィアは太陽から放出され、太陽を囲んでいる巨大な気泡のようなものです。
このヘリオスフィアは、私たちの地球に暖かい光を供給している太陽からの太陽風の影響で形成されています。
性質が異なる
ヘリオスフィアと星間空間の区別の一つとして、それぞれの地域で見られる太陽の粒子の性質が挙げられます。ヘリオスフィア内では、これらの粒子は温度が高く、広範囲に分散しています。
その一方で、この守られたバブルの外部では、宇宙の粒子ははるかに冷たく、また密度も高くなっています。
もともとの任務ではない
ボイジャー1とボイジャー2は、それぞれが宇宙探査の重要な一歩として、ヘリオスフィアの外縁を越え、星間空間に入ることに成功しました。
しかし、これらの宇宙船がこの銀河の特定の部分に到達することは、最初から与えられた主要なミッションではなかったのです。
我々の太陽系の端を探検する
これらの探査機の名前が示唆しているように、ボイジャー1と2はNASAのボイジャープログラムの下で設計・打ち上げられました。1977年8月20日に最初に打ち上げられたのはボイジャー2で、その後すぐの9月5日にボイジャー1が続きました。
それらの宇宙船の主な任務は、我々の太陽系の外側、未知の領域を探索することでした。
同一の宇宙機
これら2つの探査機は設計面で非常に類似しており、外観上ほとんど区別することはできません。総重量は1,704ポンドで、そのうち231ポンドは多様な科学的機器に起因しています。
そして、ボイジャー1とボイジャー2の中には、人類のメッセージを伝えるためのボイジャー・ゴールデン・レコードというものが収められています。
地球上の生命のサンプル
ボイジャーのゴールデンレコードは非常に特別なアイテムで、地球の音やいくつかの画像を収めたフォノグラフレコードとして知られています。
このディスクの内容を選ぶための委員会は、著名な天文学者カール・セーガンによって率いられ、自然の音や地球のさまざまな文化からの音楽作品を選びました。
様々な音楽
このレコードに収録されている音楽は、人間の多様な音楽の趣味を反映しており、バッハやベートーヴェンなどのクラシックからポップミュージックまで幅広く取り上げられています。
Chuck Berryの「Johnny B. Goode」の追加には賛否がありましたが、セーガンは「地球上には多くの若者がいる」という事実を指摘して、批判に冷静に応えました。
希望を打ち上げる
もしエイリアンに発見されることがあるという非常に低い確率を考慮して、ボイジャーのゴールデンレコードのコピーが2つの探査機のそれぞれに搭載されました。
1977年、セーガンはNASAとのインタビューで、このレコードについての彼の思いを熱く語りました。
一連の画像
また、ゴールデンレコードには115点以上のイラストや写真も収録されています。これらの中には数学や科学の理論を示すものもあれば、人間の日常的な生活を示すものもあります。
さらに、このレコードの各コピーには、当時の大統領をはじめとする様々なメッセージが添えられています。
宇宙の彼方へのメッセージ
「これは小さく、遠い世界からの贈り物です」と大統領は、探査機を発見するかもしれない存在へのメッセージを記しています。
「これは、私たちの音、科学、文化、音楽、そして感情を表す象徴です。私たちは、未来のあなたたちと共に生きるための時間を生き抜こうとしています。」
もともとの航路を超えて
しかし、ボイジャーミッションがエイリアンとの接触の可能性のためだけに設計されたわけではありません。元々の目的は、土星と木星の惑星系を詳細に調査することでした。
しかしながら、これらの主要なミッションを達成した後でも、宇宙船はそれ以上に遠くへと進んでいきました。
天王星と海王星にいる唯一の宇宙機
ボイジャー2は土星と木星を分析した後、さらに進行して天王星と海王星に到達しました。1986年に天王星の周りを、1989年には海王星の周りを飛びました。
現在も、ボイジャー2は、これら2つの惑星を調査した唯一の宇宙船として知られています。
星間の速度
ボイジャー1は、太陽系を離れるのに必要な速度に到達するため、3つ目の人工物体となりました。今日までに、この目標を達成した探査機は5つだけで、その中にはボイジャーの2つの探査機、パイオニア10、パイオニア11、そしてニューホライズンズが含まれています。
最後のプローブは2006年に打ち上げられましたが、その他の4つは1970年代に順次打ち上げられました。
重要な観察
ボイジャーミッションの初期段階で、2つの探査機は外部の太陽系の惑星、木星、土星、天王星、および海王星に関する重要な情報を収集しました。
ボイジャープローブは、高度な科学的機器やカメラを駆使して、これらの天体に関する驚くべき観察を行いました。
地球以外での最初の火山
1979年1月、ボイジャー1は木星の撮影を開始し、その年の3月に撮影した最高の画像を通して、私たちに惑星のリングや磁場、月などの詳細な情報をもたらしました。
そして、イオの月での火山活動も記録され、これは地球以外での火山活動が確認された史上初の出来事となりました。
大赤斑
1979年7月、ボイジャー2は木星を通過中に、Ioの火山に関する先行探査機の観察結果を補完しました。さらに、探査機は太陽系で最も大きな逆サイクロンの嵐であるグレートレッドスポットを観察しました。
その嵐の持続期間に関する推定は様々ですが、専門家たちは、その嵐が最大で350年間も続いている可能性があると考えています。
土星に到達
それからの時期に、木星をそれぞれ短時間観察した後、ボイジャー1とボイジャー2という2つの宇宙探査機は、次の目的地として土星に進行を続けた。具体的には、ボイジャー1は1980年の11月に土星に最も近い距離に達し、ボイジャー2は1981年の8月に同様の接近を果たした。
そして、ジュピターの旅の際と同じように、この宇宙船は彼らが集めたデータを通じて、土星に関する未知だった情報や新しい詳細を我々に明らかにしてくれました。
土星の環を調査する
特に興味深いことに、ボイジャー1は土星の環の中に存在する多くの複雑な特徴やパターンを詳細にカメラで撮影し、それらの観測データを地球に送信した。
一部の設備の故障により、最初の画像の品質が落ちましたが、ボイジャー2は幸運にも後で高品質の写真を撮影することができ、それによりさまざまな新しい詳細の発見へとつながりました。
11時間の日
また、これらの宇宙探査機は土星の大気の成分や特性に関する情報を収集するための観測も行いました。具体的には、ボイジャー1によるデータから、土星の大気が主にヘリウムと水素から構成されていることが確認されました。
さらに、この2つの宇宙船は土星を周回してその日の長さを計測し、その結果、1日が地球の11時間に相当することが判明しました。
土星の巨大な月
ボイジャー1の航路には、タイタンという特筆すべき土星の月への接近も含まれており、これは太陽系で2番目に大きい自然の衛星として知られています。ちなみに、最も大きな衛星は木星を周回するガニメデです。
驚くべきことに、タイタンは私たちの月よりも約50%大きいだけでなく、実は水星よりも大きなサイズを持っているのです。
タイタンを優先する
宇宙の専門家たちは、このタイタンの観察に非常に関心を寄せていました。そのため、もしボイジャー1がタイタンの観察に失敗した場合、ボイジャー2の航路が調整され、この重要なタスクを完了するための再挑戦が行われる予定でした。
このような遠回りのルートをとることは、ボイジャー2がウラノスやネプチューンに到達する機会を失うリスクがあったにも関わらず、行われました。
最初の「家族の肖像」
幸運にも、ボイジャー1はタイタンの観察に成功し、その結果としてボイジャー2は次の目的地として天王星に向かうことができました。その後、ボイジャー1は太陽系の外縁部に向けての長い旅を続け、その途中でさまざまな天体や現象の写真を撮影して地球にデータを送り返しました。
1990年に撮影された特定の写真は、太陽系の「家族の肖像」として知られるようになり、その写真は太陽系が外部からどのように見えるかを示しており、地球は遠くの小さな点として映っています。
地球から最も遠い人工物
さらに、1998年にはボイジャー1がパイオニア10宇宙探査機の記録を更新し、地球から最も遠い人工物体としての新しい記録を樹立しました。驚くべきことに、ボイジャー1は毎年約3.25億マイルの距離を進行し、そのスピードで進めば約18,000年で1つの光年を進む計算となります。
そして、2012年8月には、ボイジャー2は人類史上初めて星間空間に到達した宇宙船となりました。
天王星の一日
一方、ボイジャー2は1986年の1月に天王星に最も接近し、その際にはこれまで人類が知らなかった11の新しい衛星を発見し、その存在を確認しました。
ボイジャー2の詳細な観察結果から、ウラノスの一日が地球の時間でちょうど17時間以上であることが確認されました。
新しい衛星の発見
そして1989年には、ボイジャー2がさらに外側の惑星である海王星に接近することに成功しました。このとき、探査機はトリトンを始めとする、これまで認識されていなかった6つの衛星を観測しました。
また、この探査機は、この密度の高い氷の巨人、ウラノスを取り囲む2つのリングも初めて発見しました。
星間空間への出発
その後、ボイジャー2が海王星の観察を終えると、この宇宙探査機の太陽系内の惑星に関するミッションの段階は正式に終了しました。しかし、この探査機は地球への帰還は行わず、宇宙の更なる探査を続けることとなりました。
しかし、NASAはヘリオスフィアの外の未知の領域についてさらに知識を深めるため、ボイジャー2を利用する決定をしました。そう、ボイジャー2も姉妹機と同じように、星間空間への冒険を開始するのです。
プラズマ科学の器具
興味深いことに、2018年の12月にNASAは、ボイジャー2が前月にヘリオスフィアを通過したことを公式に発表しました。多くの人々が疑問に思ったのは、NASAがどのようにしてこの事実を確認したのかという点です。
この偉業が実現された背景には、ボイジャー2に搭載されている「プラズマ科学機器」、通称PLSという装置が大きく関与しています。
太陽風を検出する
事実、ボイジャー1のPLSは1980年から機能していませんが、ボイジャー2に搭載されているPLSは正常に動作しています。この装置は、ヘリオスフィア内での太陽風の粒子の性質や挙動を詳細に観察するための重要な役割を果たしています。
そして2018年11月以降、ボイジャー2の周辺で太陽風の検出が一切されていないことから、この探査機が星間空間に無事に到達したことが確認されました。
人が見たことのないものを見る
このボイジャー2に搭載されている正常に動作するPLSは、今後の宇宙探査においても非常に大きな意義を持つと期待されています。この装置の専門家の一人が述べているように、これにより宇宙の未知の領域の探査が更に進展する可能性があります。
マサチューセッツ工科大学のジョン・リチャードソン博士は、2018年12月にNASAに対してコメントし、ボイジャー1が2012年にヘリオポーズを越えたことは事実だが、場所や時期、そしてPLSデータの有無など、様々な状況が異なるため、まだ未知の領域を探査中であると語りました。
境界を越えて
現在、ボイジャー1とボイジャー2の両方から地球に情報が送り返されており、そのデータを使用して、NASAの研究チームはヘリオスフィアやその境界を越える外部からの要因に対するヘリオスフィアの反応を詳細に分析しています。
NASAのヘリオ物理学部門のディレクターによると、このようなデータ収集プロセスは、新しい発見をするために絶対に欠かせない手段であるとのことです。
太陽の影響を超えて
NASAのニコラ・フォックスは「ボイジャーは私たちのヘリオ物理学におけるフリートで非常に特別な位置を占めています。私たちの研究は太陽から始まり、太陽風が触れるすべてのものに及びます」と述べています。
ボイジャーが太陽の影響範囲の端で情報を我々に送り返してくれることは、まだ人類が知らない真の未知の領域を垣間見る素晴らしい機会となっています。
2025年まで機能
最近の推定によれば、ボイジャー1とボイジャー2は両方とも2025年まで動作し続けることが可能であると考えられています。その時点を過ぎると、これらの探査機は電力供給を失い、科学的活動が終了する可能性があります。
それでも、これらの宇宙船は、それぞれのミッションが開始されてからほぼ半世紀もの間、持続して機能し続けると期待されています。
期待を超える
実際のところ、NASAはもともと1977年にこれらのボイジャー探査機を宇宙に送り、約5年間の動作を目的としていました。
しかしその主要な目的、つまりジュピターや土星、ウラノス、ネプチューンの観察はすでに達成されており、今では、これらの宇宙船は星間空間まで到達しています。
太陽の影響を超えて
NASAのニコラ・フォックスは「ボイジャーは私たちのヘリオ物理学におけるフリートで非常に特別な位置を占めています。私たちの研究は太陽から始まり、太陽風が触れるすべてのものに及びます」と述べています。
ボイジャーが太陽の影響範囲の端で情報を我々に送り返してくれることは、まだ人類が知らない真の未知の領域を垣間見る素晴らしい機会となっています。
2025年まで機能
最近の推定によれば、ボイジャー1とボイジャー2は両方とも2025年まで動作し続けることが可能であると考えられています。その時点を過ぎると、これらの探査機は電力供給を失い、科学的活動が終了する可能性があります。
それでも、これらの宇宙船は、それぞれのミッションが開始されてからほぼ半世紀もの間、持続して機能し続けると期待されています。
期待を超える
実際のところ、NASAはもともと1977年にこれらのボイジャー探査機を宇宙に送り、約5年間の動作を目的としていました。
しかしその主要な目的、つまりジュピターや土星、ウラノス、ネプチューンの観察はすでに達成されており、今では、これらの宇宙船は星間空間まで到達しています。
人類のマイルストーン
「私たちは、ボイジャー探査機がこの重要なマイルストーンを越えて長く動作し続けていることに、全員が非常に喜びと安堵しています」と、ミッションプロジェクトマネージャーのスザンヌ・ドッドはNASAに対してコメントしました。
彼女はさらに付け加えました。「これは私たち全員が待ち望んでいた瞬間です。今、ヘリオポーズの外側に位置する2つの探査機から、どのような情報や知識を得ることができるのか、非常に楽しみにしています」。
ボイジャーミッションを続ける
そして現在、NASAはボイジャー探査機のこれまでの先駆的な活動を基に、新しい宇宙ミッションを計画しています。具体的には、Interstellar Mapping and Acceleration Probeと呼ばれる新しいプロジェクトが2024年に打ち上げられる予定となっています。
そして、ボイジャーミッションから収集されたデータを基に、私たちの宇宙に存在する未知の事象や物体についての新しい発見があるかもしれません。