「ルナシールド」、地球と月のライブ放送...「アローン・オン・ザ・ムーン」の秘密

7月29日、SFコメディ『アローン・オン・ザ・ムーン』が正式に公開された。この映画は、みんなに笑いをもたらすだけでなく、地球が小惑星の衝突に抵抗するのを助ける「ムーンシールド」、月のインフラと生命、地球と月の間のスムーズな生中継など、多くのことを背景にしています。これらの詳細には、航空宇宙に関する多くの知識が隠されています。見てみましょう。

小惑星防衛は役立つ

映画には、地球に衝突する小惑星の脅威に対抗するため、人類が緊急に月面に「ルナ・シールド・プロジェクト」を展開する場面が描かれている。実際のところ、この計画は完全にユートピア的なものではありません。月は確かに地球を守るのに大いに役立っています。

不完全な統計によれば、地球の歴史の中で、程度の差はあるものの 22 回の大量絶滅が起きています。そのうち少なくとも11件は地球近傍小惑星の衝突に関連していた。 6500万年前に恐竜の運命を終わらせた衝突はその典型的な例です。近い将来、小惑星の衝突は地球上の人類が最も警戒しなければならない危険の一つになるかもしれないと言えるでしょう。地球は今日まで概ね安全な状態を保っており、月は「天然の盾」として本当に大いに役立っています。隕石やその他の衝突によって生じた月面の穴は、月の「多大な努力と多大な貢献」の強力な証拠である。

小惑星衝突の脅威から身を守るために、人類は行動を起こし始めました。全ての主要宇宙大国は地球近傍小惑星に対する防衛計画を議論してきた。暴露された計画には、核爆発、レーザーアブレーション、直接的な運動エネルギー衝撃などによって小惑星を破壊することなどが含まれています。小惑星に逆エンジンを設置したり、宇宙タグ、太陽圧、重力牽引などの技術的手段を使用して小惑星の軌道を逸らし、地球への衝突を防いだりする。地球の「近い隣人」として、その「脆弱な体」を利用して地球に衝突する小惑星を阻止することを検討するほかにも、地球人が自分たちの青い故郷の惑星を守るのを助ける方法は数多くある。

ご存知のとおり、月の重力は地球の約 1/6 で、空気抵抗はごくわずかです。もし月を発射基地として建設することができれば、構造や電力などに特別な改造を施した宇宙船を月から打ち上げることで、燃料消費量が大幅に削減され、安全性や環境保護などの面でのコストも大幅に削減されます。警告時間が保証されれば、人類による小惑星防衛作戦の有効性は大幅に向上すると信じています。

月面から迎撃衛星を打ち上げるのが難しすぎると思うなら、もっと単純な早期警戒目的を考え、月面を「辺境の前哨基地」にするという方法もある。地球と月の平均距離は38万キロメートル以上です。月面または月周回軌道上に配備された早期警戒装置は、小惑星防衛のための貴重な時間を稼ぐことになり、地球上の人類は小惑星の軌道に早期に介入する機会を得ることになる。

さらに、小惑星に対する月のより大きな重力を利用して、小惑星の軌道を変えようとすることもできます。ほんの少しずれるだけでも、小惑星と地球が「すれ違う」状態になる。

つまり、人類の共同の努力により、小惑星に対する防御手段はますます成熟し、地球は将来間違いなくより安全になるだろうと私は信じています。

大規模な月面インフラは夢ではない

月は地球に最も近い自然の天体です。人類が「ゆりかご」から飛び立ちたいなら、月は避けられない「最初の停留所」です。月面基地の建設は人類が異星開拓を進める第一歩となると言え、月面基地は人類が深宇宙に飛び出すための「足がかり」や「中継基地」、異星の環境に慣れるための「訓練キャンプ」にもなる。映画で描かれている「ムーンシールド」の構築も、月面基地の支援と切り離すことはできない。

月には人類が切望する貴重な資源があり、その多くは地球上では不足しています。たとえば、ヘリウム3は核融合用の高品質の燃料です。地球の埋蔵量はわずか500キログラムと推定されているが、月の埋蔵量は数百万トンに達する可能性がある。ある研究では、100トンのヘリウム3核融合発電で人類の1年間の電力需要をすべて満たすことができ、月のヘリウム3の埋蔵量は理論的には「地球の電力不足」を解消できると示されている。

核融合原料ヘリウム3の応用には克服すべき困難がまだ多いが、月にも豊富に存在するウラン、トリウム、カリウム、酸素、ケイ素、マグネシウム、鉄、チタン、カルシウム、アルミニウムなどの資源は、より実用的な価値がある。宇宙採掘と宇宙打ち上げは、前例のない開発機会をもたらすと期待されています。地球と月を結ぶ宇宙船の輸送能力には限りがあるため、人類が月の資源を開発・利用するためには、月面に生産・加工・輸送拠点や物資供給ステーションを設置する必要がある。

また、月面のほぼ真空かつ低重力という環境は、地球上では再現・長期維持することが難しい特殊な環境であり、科学研究にとっても特別な価値を持っています。天体の起源の追跡、生物遺伝子工学、深宇宙での生命維持、人工生物圏などのプロジェクトはすべて、地球上よりも月の方が科学研究の条件が優れているでしょう。近い将来、月面基地は宇宙ステーションと同等に各国にとって重要な最先端科学研究センターとなるだろう。

高度かつ複雑で、実用的価値の高い科学研究活動は、人間の参加なしには実行できません。この目的のため、一連の科学研究、生産、居住施設が月面に建設される予定です。特に、酸素、水、電気の供給といった生命維持システムをまず構築する必要があります。

月面基地の長期運用を確実なものとするためには、必要な生産手段や生活資材は可能な限り自給自足し、必要に応じて「現地利用」し、さらには地球へ「輸出」できる体制が理想である。しかし、月はそれを保護するのに十分な密度の大気を持っていないため、天体との直接衝突によって破壊される可能性は地球よりもはるかに高くなります。人類の恒久的な月面基地は、安全を確保するために地下か山の中に建設する必要があるかもしれない。

一部の科学者は、月面基地の屋根と壁を厚さ3メートルまでの月の土で覆い、月面の岩石層をできるだけ利用して、隕石の衝突や宇宙線、太陽風などの広範囲にわたる侵入に抵抗する強固な防御システムを構築し、異星の惑星での人類の生存と繁殖の可能性を高める必要があると計算している。

月面での生活はもはや孤独ではない

周知のように、月は地球に対して「潮汐固定」されており、地球上の人々は肉眼で月の片面しか見ることができません。しかし、科学技術の進歩により、人類は月の裏側に宇宙船を打ち上げ、月の神秘的な「ベール」を明らかにし、地球と月間の通信に必要な技術的条件を整えました。

「辺境の前哨基地」であろうと、商業鉱山であろうと、月面基地で働き生活する人間は「故郷」から切り離されることはできず、地球とのコミュニケーションが不可欠である。そのためには、月面に恒久的な通信基地局や信号塔を設置することを検討するほか、月同期衛星や地球月間中継通信衛星などの打ち上げも必要となる。

もちろん、月面球の障害など、月面基地での通信には克服すべき困難が数多くあります。このため、月の裏側はしばらくの間「通信制限区域」とみなされることとなった。

2018年、わが国の鵲橋中継衛星は「タブー」を破り、月面の裏側で探査任務を遂行していた嫦娥4号着陸船と探査車に中継通信サービスを提供することに成功した。これにより、地球と月の間に40万キロメートル以上に及ぶ通信「橋」が構築され、月面基地の通信問題を解決するための関連技術が検証されたと考えられます。

さらに、太陽風やその他の要因により、通信に大きな干渉が生じる可能性があります。太陽風は本質的には荷電粒子の高速流です。地磁気の保護により、地球上の人々はそれをあまり感じません。しかし、地球全体に安定した磁場が存在しない月では、日常生活で使われる電磁波通信方式はあまり便利ではありません。数十万キロ離れた地球と月の間での円滑な通信はさらに困難です。

通信品質を確保し、映画内の偽の映像生中継を現実のものとするためには、人類が将来的に「非電気」の高速メディアである光通信、量子通信などの技術を応用し、地球と月の間で円滑な通信を実現する必要がある。

最近、中国の宇宙飛行士は天宮宇宙ステーションで地上ロケット打ち上げのライブ中継をスムーズに視聴し、宇宙通信技術がさらに進歩したことを示した。将来的には、宇宙ステーションや人工衛星も重要な通信中継拠点となり、地球と月の間の円滑な通信を保証することが期待されています。有人月面探査や月面基地建設のペースが加速すれば、地球上の人々が月面でネットセレブの生中継を観る日もそう遠くないだろう。その時までに、たとえ人類が本当に「月面を単独で歩く」ことができたとしても、彼らはもはや孤独ではないだろう。