火星探査: なぜ人類は赤い惑星を征服すべきなのか?

太陽系では、火星、水星、金星はすべて地球の近隣にあります。火星の軌道は水星の軌道よりも地球の軌道から約 1,700 万キロメートル離れており、火星の軌道は金星の軌道よりも地球の軌道から約 1,000 万キロメートル離れています。金星や水星を詳しく探査するのではなく、代わりに火星を探査してみませんか?

地球の隣人に近づく

金星と水星の探査は比較的少ないですが、主な理由は、探査に適さない要因がたくさんあるためです。金星の環境は極めて過酷で、その大気は主に二酸化炭素で構成されています。同時に、金星の表面温度は摂氏465～485度で、腐食性の硫酸雲が存在するため、探査機は高温と腐食の課題に直面することになる。さらに、地球上の風力17の強風は時速56キロメートルに過ぎないが、金星の大気圏上部の風速は時速350キロメートルに達することもあり、これも探査機の着陸に大きな課題をもたらす。水星の環境はさらに過酷です。大気もないので、昼と夜の温度差はさらに大きくなります。このような厳しい惑星条件と高いコストのため、金星と水星の探査は比較的まれにしか行われません。

一方、火星は地球に最も近い惑星ではありませんが、既知の惑星の中では地球に最も似ています。火星と地球はどちらも、核、マントル、地殻からなる類似した内部構造を持つ地球型惑星です。

火星の内部構造

火星の自転周期も地球に近く、軸の傾きによりどちらも四季があります。地球には月という衛星があり、火星にもフォボスとダイモスという2つの衛星があります。地形的には、どちらも山、平野、峡谷があります。たとえば、地球には最も高い山であるエベレストがあり、火星にも最も高い山としてオリンポス山があります。これらの類似点により、火星は地球外生命体や宇宙の謎を探る人類の探査にとって重要なターゲットの一つとなっています。

火星探査：課題と革新

1960年代から、人類は火星探査の旅を始めました。現在までに、世界では40回以上の火星探査ミッションが実施され、火星へのフライバイ、周回、着陸、巡回探査が達成されています。 2021年、火星探査機「天問1号」が火星への着陸に成功し、中国は世界で2番目に地球外惑星への着陸を成し遂げた国となった。しかし、火星からサンプルを採取し地球に持ち帰ることは、人類が早急に克服しなければならない困難な問題です。

天問1号探査機の打ち上げに成功

天問1号による初の火星探査ミッションは、火星の周回、着陸、巡回を一度に達成したが、火星は地球からはるかに遠いため、環境はより複雑である。火星表面のサンプル採取、離陸と上昇、火星周回、惑星保護などの主要技術も徐々に突破する必要がある。同時に、火星の表面で明らかな生命の兆候がある候補地を見つけることも非常に困難です。火星に到着した後、探査機がどのようにして火星の汚染を避けながらサンプルを採取し、サンプルが無傷のままであることを保証できるかも、未知の課題である。

これらの課題に直面して、我が国の2回目の火星探査ミッションである天問3号の科学研究チームも一連の解決策を講じてきました。一方では、研究者は重要な技術を突破し、将来の火星の継続的な探査と応用の基礎を築くために懸命に取り組んできました。この目的のために、さまざまなサンプルを収集するために、多点表面サンプリング、定点深度掘削サンプリング、航空機サンプリングの 3 つの方法が設計されました。一方、彼らは、高温や放射線などの条件がサンプル内の潜在的な生物学的痕跡にどのように影響するかを研究しています。科学研究者らは天問3号のミッションを遂行する一方で、国際条約を履行し、汚染防止と監視を強化している。中国は積極的に国際協力を展開し、世界各国の科学者と火星のサンプルやデータの共有に関する研究を共同で実施するほか、他国や科学研究機関と火星研究ステーションに関する共同研究を実施し、火星探査に共同で貢献していく。

火星の地質学的特徴と生命の起源の可能性を探る

火星は太陽系における地球の「兄弟姉妹」のような存在です。火星と地球の類似点と相違点を研究することで、地球外生命体に関する情報を発見できるかもしれません。火星の背景磁場の進化を調査することで、地球の磁場の長期的な進化の参考資料も提供できます。

火星の地形

火星の表面には、火山、峡谷、クレーターなどの豊かな地質学的特徴が残っています。これらの地質構造は火星の地質学的進化の過程を記録しています。これらを研究することで、火星の内部構造、地殻変動、火山活動などを理解することができ、惑星地質学の発展に重要な参考資料となります。たとえば、火星のオリンポス山は太陽系で最も高い山です。形成原因や進化過程の研究は、惑星上の巨大火山の形成メカニズムをより深く理解することにつながります。もし火星で生命が発見されれば、たとえ最も原始的な微生物であっても、生命の起源に関する理論に大きな影響を与えることになるだろう。これは、宇宙における生命の起源がこれまで考えられていたよりも一般的である可能性があることを示しており、生命の起源の研究に新たな方向性とアイデアを提供します。

火星の探査が続けば、人類は宇宙と生命の起源に関するさらなる謎を解明することになるだろう。火星探査は科学的な追求であるだけでなく、人類が生活空間を拡大し、宇宙を探索するための重要な一歩でもあります。未知への好奇心と探検する勇気を持って火星征服の旅を続け、人類の未来に新たな章を開きましょう。

一部の情報は新華網、科技日報、尚観ニュースから引用

（科学評論家：中国科学院国家宇宙科学センター研究員 劉勇）