Investigations of Mars
火星探査の歴史

[宇宙開発読み物] [最近の宇宙開発史] [火星リンク集]
1.第1次大戦以前
2.1922−63年
3.マリナー4号(1965)
4.マリナー6,7(1969)
5.マリナー9号(1971)
6.ヴァイキング1(1976)
7.ヴァイキング2(1976)
8.火星の研究の総合
9.米ソの共同火星基地計画
10.火星基地計画中止のあと...
11.火星に生命?
12.これからの火星探査

■すみません、1998以降の分はまだできていません.少々おまちください.

1.第1次大戦以前

 ・火星には大気があることがわかっていたので、生命の存在が真面目に考えられた。

 ・火星の模様(黒い線のように見える)を運河と想像する学者(ローウェ ル、フラマリオン、スキアパレリ)もいた。しかし、世間のうわさと 反比例して数は少なかった。
  大の反運河派アントニアジなどは、黒い丸が並んだ図を教室の学生に 見せて、後ろの席の学生ほど並んだ黒丸を、線とあやまって見てしまう 実験結果を発表した.

  ただし、火星の運河騒動で、それまで惑星の表面観測をばかにしていた プロの天文学者が、惑星表面観測の話を真面目に論文にするようになった。
 ・ほとんどの天文学者は、運河の模様が見えなかった。特にジョン・ バーナード(アメリカではたいへん人気が高い)が「運河は見えない」 と発表したあとは、疑問をもっていたが、世間の評判から公言を 避けていた天文学者らが、こぞって運河説の批判をするようになり、 ローウェルの支持者はあまりいなくなった。

  後の探査機による調査でも、火星に運河のような模様はない.
現在では、運河模様はローウェルとスキアパレリの錯覚であると考え> られている。

  ....にもかかわらず,今でも火星の話というとまずローウェルである.
研究者の注意を火星に向けさせたことと、限りないロマンを与えてくれた功績に対する敬意がはらわれているのである.

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2.1922−63年

 ・1922,24の火星大接近のとき、火星人の電波は傍受されなかった
     →その後、火星熱はさめ,火星の観測はあまり行なわれなくなった。

・1930年に火星表面観測の集大成、アントニアジ「惑星・火星」出版。
(アントニアジ大先生の手書き火星図は,火星の生物化石騒動で, 現在非常にやくだっております.いまでも模様地図はこれがベスト)

 ・1950年代のスペクトル観測では、火星の大気圧は0.1気圧。(水が存在できるくらい)。
  しかし、1963年のウィルソン山天文台のスペクトル観測では、大気圧はもっとずっと低く(水は存在できない)、ほとんどがCO2であることがわかった。
   →地球型の生命は考えにくいことが、既にわかってはいた。

 しかし、世界がスペクトル観測の精度を信頼したかどうかは不明。

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3.マリナー4号(1965.7.14)

 ・1万メートル上空から、22枚の写真を撮影。初の火星の近接写真は衝撃的だった。 クレーターしかない地形。学者の感想は「月ソックリ」

 ・0.01気圧以下の気圧が確認された。
          →水が存在できない
 ・磁場がない   →バン・アレン帯がなく太陽風が直撃。
           有害な宇宙線が火星にふりそそいでいる。
 ・酸素がない   →オゾン層がなく、有害な紫外線が直撃。

 ・つまり....   →地球型の生命の存在の可能性はたいへん少ない。

 ・カール・セーガン(当時31才)は、1万メートル以上上空からの撮影では、 たとえ都市があっても分解能が悪く見えない、火星に町はないと判断 するのは早いと警告した。これは冗談ではなく、大真面目である。
当時はそのくらい火星の生命に人々は執着していた。

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4.マリナー6,7(1969)

 ・だいたいマリナー4号と似た写真ばかり。ただしいくらか別のこともわかった。
 ・ヘラスは広い平原で、月とは違う地形もあることがわかった。
 ・火星の南極は−125度
      →南極冠の氷はCO2の氷,つまりドライアイスである。

 ・初期探査機、マリナー4,6,7は偶然に、火星の最もつまらない ところばかりを撮影していた。
 月に人類が到達したこの年も、人々は、グランドキャニオン以上の規模の マリナー峡谷も、太陽系最大の火山オリンパス山も知らず、 火星への認識は「クレーターだらけのつまらない星」だった。

ソ連の火星2,3号の失敗(1971)

 ・史上初めて、探査機を地球以外の惑星の周回軌道にのせることに成功。
(マリナー4,6,7はフライバイタイプで、火星のそばを通った だけで、そのままどこかへ行ってしまった。)
  かなり画期的なことじゃないかと思うが、アポロの前にすっかりかすむ

 ・失敗したのは着陸船であるが、これはあらかじめプログラムされた予定 が変更できず、砂嵐のまっただ中の火星に、着陸船をおろさなければ ならなかったため。

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5.マリナー9号(1971.11.13)

 ・初のコンピュータ搭載機。プログラムを変更できる。
 ・軌道周回により、ゆっくり観測できた。7000枚の写真を撮影。
火星面の90%を観測。史上初の、地球外惑星のマッピングをターゲットにした探査機で、そのとおり成功した。

 マリナー大峡谷、タルシス山脈、多くの川のあとなど、 起伏の激しい地形がぞくぞくみつかり、惑星科学者たいへんもりあがる。

 ・マリナー峡谷、タルシス山地など、ダイナミックな地形を発見。
     →地殻は、かつて活動的だった。
 ・マリナー峡谷の東やクリュセ平原の北に、川のあとのような地形発見。
     →太い川だけで支流がないなどから、洪水のあとと推測される。

 ・ニクス・オリンピカと呼ばれた地形は、地球からは白い点にみえたが、 これは高い火山で、山頂に雲がかかるためであることがわかった。 オリンパス火山と改名された。
 ・他の地域の名称も、実態にそって色々改名された。

 ・クレーターだらけの古い地質の南半球、火山、峡谷、平原、川のあと など変化の多い地形の北半球.南北で大きく違うこと発見。

 ・火星の月フォボスダイモスを初めて撮影。でこぼこで埃をこぶっている。
2つの月は反射率がほぼ同じで、わずか6%である。この反射率は、 太陽系形成のカギの1つ。
  以降20年間に同じような黒い物体が、NASAの探査機で多数発見されるのだ。

ソ連の火星4,5,6,7の失敗(1973)

 ・実に1年に4機あげている。2つづつ同じタイプの探査機コンビである。 どかんと1機つくるより、同じものを2つ作っていっしょに上げ、 成功率を確保する作戦を、世界に先駆けてはじめたようだ。

 ・金星7号(1970)、8号(1972)を、90気圧、摂氏460度 の地獄の惑星に軟着陸させたソ連も、火星探査は現在までことごとく 失敗している。

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6.ヴァイキング1(1976.7.20)−−10億ドル

 ・まず火星を周回して着陸地点を観察したが、火星のどこも、クレーター や玉石が多く、クリュセ平原の西側が比較的ましということで選ばれた。 ゴビ砂漠とよく似た地形。
 ・火星の空は、サビた砂塵が舞い上がるためピンク。
 ・土壌は岩石がゴロゴロしてケイ素が多い。表面に鉄が多いこともわかった。
 ・クリュセの気温は−86〜−30度だった。
 ・火星の月の密度は、その引力から水の2倍で,火星の1/2ほどとわかった。

 ・見事の一言につきるくらいよく動いた着陸船は、マーティン・マリエッタ(現在のロッキード・マーティン社)NASAラングレーセンターが開発。
 ・3mのロボットアーム、ガスクロマトグラフ、生物実験装置をそなえ、 これらは地球からの命令で、うまく機能した。
 ・生物反応はなしという結論。水を加えて酸素が発生したりしたがこれは 過酸化物との反応と解釈された。


7.ヴァイキング2(1976,9,3)

 ・ユートピア平原に着陸、しかし風景も実験結果も1号とほぼ同じ。

 ・着陸船は1982年まで機能し、周回船も2年以上機能し、あわせて 5万1千枚の写真を撮影した。
 ・火星の生命問題は、決着されていなかったが,,,1996年大展開.

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8.火星の研究の総合

 ・大気はCO2が95%。
 ・気温は極で−173度までさがり、赤道でも昼間−18度、夜は −101度まで下がる。水蒸気の白い雲がときどき発生。台風のように 渦をまく雲もある。朝霜がおりることも多い。
 ・ときどきおきる黄色の砂嵐は、地球からも観測できる。

 ・火星の水路
    (1).幅100km近い広い峡谷、
    (2).編目状の洪水水路、
    (3).始まりは細く次第に太くなり、終点で扇型に広がる、地球の 河川とにたもの、
  の3タイプがある。
 ・平原は表面の40%にのぼり、溶岩流におおわれているようだ。

 ・土壌はケイ素21%、鉄13%、マグネシウム5%、アルミニウム3%、 イオウ3%。残りは酸素42%、ナトリウムなど小量。
 ・紫外線との反応で過度の酸化物が多い。 ついでに紫外線は殺菌もしている。土壌に有機物は存在しない
 ・極冠はほとんどドライアイス。 しかし底の方は水の氷で、夏には表層のドライアイスがとけ、氷が 露出する。
 ・全表面の下には永久凍土層があり、そこに水が蓄積されているらしい。

 ・火星の生命は、水のありえた時と場所に存在すると考えられる。
ポイントは火星の水の歴史とありかである。
 ・火星の2つの月の成因は、小惑星捕獲説が注目されているが、決着は ついていない。
  小惑星だとすると,太陽系生成時の化石であり、重要な資料となる。

☆半分失敗したフォボス計画(1988.7打ち上げ)

 ・ソ連の本格国際協力ミッション。
 ・フォボスにホッパーというプローブをうちこみ、それが表面をはね まわりながら、調査をすることになっていたが、1号はプログラム のエラーから方向を失い、2号も火星を周回中に、フォボスを 撮影しようとしたところで通信がとだえた。
     →以降、ソ連の宇宙開発は国内の批判が高まり縮小されていった。

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9.米ソの共同火星基地計画

 ・旧ソ連は、1994−98のマーズ94,96,98(うちどれかは 火星ローバーを含む大型探査機)2000−05の火星有人飛行のため の調査(サンプル持ち帰りなど)、2010?火星有人飛行、 という計画ができていたが、今のロシアでは全部は不可能。
  バイコヌール宇宙基地は人員が半分以下になり、ミールの維持で手いっぱいの状態。

 ・アメリカの場合、1987年のライドレポートは、1つの目標だけを おうことはよくないと示唆した。考えられる4つの目標は、
   (1).地球へのミッション、
   (2).太陽系の科学的無人探査、
   (3).月面基地,
   (4).火星有人基地   である。

 ・1988年末、SDIに執着していたレーガンは、初めて科学を 目的とする宇宙探査を活発に行なうと発表。 ブッシュ政権もその方針をうけついだ。アメリカ宇宙科学のひさしぶり の夜明けがきたようであった。
  しかし、科学衛星とは言いがたい宇宙ステーションは、マスコミや議会 の非難のまととなった。

 ・1992年、クリントン大統領は、宇宙開発関連予算をすべて縮小 する方針を発表。
  火星基地、月面基地は棚上げ、宇宙ステーションは大幅縮小。 CRAFは中止、カッシニは縮小、NASAの各センターは総人数の 何割かの?レイオフが行なわれた。

  アメリカの宇宙開発にとっては、短い昼間だったようである。

マーズ・オブザーバー(1992.11打ち上げ)の失敗

 ・火星基地計画がロハになった以上、単なる一探査機である。 (最初は火星基地建設に適した場所をさがすのも目的の1つに 入っていた)
 ・予定としては、ガンマ線スペクトロメーターで地表の元素を調べ、 赤外線スペクトロメーターで霜や氷のあるところを調べ、鉱物の分布も 調査し、さらにテレビ・カメラで火星の1年の気象を調べること になっていた。

 ・1993年8月23日、火星軌道突入のために、スラスター用のヒドラ ジンを注入している最中に突然通信がとだえた
 ・以降、何をやっても応答がなく、マーズオブザーバーに備えられた 故障の場合の様々な回復装置も作動しなかった。 ディープスカイネットワークの大型電波アンテナが、火星と、火星軌道 に入らず通りすぎた場合の場所も掃索しつづけたが、結局だめであった。

 ・燃料をとかす際、燃料もれがあって爆発したのではないか、という 説が強かったが,詳しいレポートによると,燃料がもれ,それにより 本体が回転をはじめて地球との交信ができなくなったと推定される.

  10億ドルのマーズオブザーバーの開発に、10年たずさわってきた 科学者の1人は、 「疲れすぎて声も出ない」。

 ・ただ,めでたく?マーズオブザーバーの代案やや小型のマーズ サーベイヤーの打ち上げが早々に決定された.

  しかし,マーズオブザーバーがつけたミソは大きい.アメリカには 沢山委員会があるが,宇宙開発担当の委員会は,マーズオブザーバー の費用にして1/10クラスの小型探査機をうちあげるのが,今後の アメリカがすすむべき方向である,と結論してしまった.

  もちろん,ヨーロッパとの共同のやはり10億ドル探査機ガリレオ のアンテナ展開失敗事件もひびいている.

  というわけで,JPLが知恵をしぼった1.5億ドル探査機のNEARプルートエクスプレスが誕生していった.
  ま,ボイジャーもこんな大きさだったんだし....
  ただ最近送られてくる10億ドル探査機ガリレオのすばらしい画像 をみていると,うーんやっぱり高いのもいいなあというきもする.

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10.火星基地計画中止のあと...

 ・アメリカの火星基地計画棚上げ発表のあとも,火星基地への基礎研究は 世界ですすめられている。
  ロシア、フランス、アメリカ各国分担システムが人気。
  基地建設、無重量生体実験、火星ローバー、リモコンロボット、火星ゆきの航路と宇宙船、着陸地点、現地でのエネルギー調達、など。

 ・マーズローバーや火星の作業車もモデルが発表され、よく動いている。
20年来の仕事を、今更中断はできないところが多いようで、まだ実地 製作段階に入っていないことあり、各研究所、会社、大学とも どこ吹く風という雰囲気である。

 ・アメリカという国の性格上、好況になったらまた計画に入る 可能性は高そうだ...と書いて オリジナル原稿ではこの章を終えていた.

 ・しかし何が起こるかわからないもので,1996年夏,火星の隕石から 36億年前の生物の痕跡発見ニュースが登場した.

 ・周到な準備をして(という風にみえたが、なりゆきで発表せざるをえない ことになったらしい。)これを発表をしたNASAの思惑どおり, 大統領は火星探査の本格的な再開を希望する発言をし, 既に1996年末のうちあげがきまっていたマーズ・サーベイヤー, マーズ・パスファインダーの2探査機を大々的にPRしはじめた.

 (サーベイヤーは火星周囲を回るだけだけど,パスファインダー はランダーを火星表面におろします.ヨカッタネクリントンさん, パスファインダーをいじめて,予算をへらさないでおいて. パスファインダーがランダーをもっていなかったら,豪華なランダー をおろすロシアのマーズ96探査機に人気をさらわれたところですよ)

....と1996年当時書いたのだが、1997年現在、マーズ96はプロトンの軌道投入失敗という 昔のソ連ならありえない失敗で、失われ、アメリカの2機は順調。 そして1997年夏、アメリカ独立記念日に着陸して大活躍したパスファインダーのローバーソジャナーはご存知のように、世界中のアイドルとなった。

 ・莫大な費用がかかる火星有人飛行再開の発言はまだされていないようだが, これで火星探査にいきおいがついたのは確かである.

 (火星有人飛行は,アメリカ単独,ロシア単独では, どうもあぶなそうなのだが,共同なら不可能ではないはず.   長期宇宙滞在の大量の実験データも技術もロシアには そろっているが,ロシアは火星探査機はほぼ全滅といえるほど 火星と相性が悪い.
  アメリカは長期宇宙飛行に弱いが,火星探査はマリナー4から 今考えるとすごいバイキングまで,マーズオブザーバーはともかく として,好成績をあげている. たして2で割ればよさそうなかんじ?)

 (日本とヨーロッパですか?残念ながら米ロ2国の眼中に ない..みたいな?.科学衛星部門ではNASAも日本やESAに 一目おいているのですが,本格(有人)宇宙開発となると...)


11.火星に生命?

 ・1996年8月7日(日本時間),NASAは「火星からきた隕石に, バクテリアがいた痕跡らしいものが発見された」 と発表した.

 ・南極におちた隕石のうち,組成から火星からきたと考えられる ものがいくつかある.日本の極地研もいくつか所有している.   その1つの成分を分析してみると,生命が作りだしたとも考えられる 有機物がみつかった.
  しかも,その分布は,隕石の内部にいくほど濃度がこくなるという もので,このタイプの分布をするものは地球で付着した可能性は低い
 ・さらに,今まで隕石にみつかっていない,多数の小さなチューブ状の 構造が発見された.これが何か?ということの答えの一つに, 「バクテリアの化石である」というのがある.

 ・最初にきいた時は,多くの科学者は「地球で付着したものでは?」 「何か特殊な鉱物では?」などといった反応が多かったようだが よく報告をよむと,とにかくその証拠が存在するのは確からしい.

 ・今までの電子顕微鏡よりも,大きく分解能が高い新型の顕微鏡 を使って2年間研究した成果である.
  多数の反論を予想しての,「生命がいたからこれが生じた、という のも1つの選択しである」といった主旨の確定的ではない発表である。

  いずれの証拠も生命が存在したかもしれない、しないかも しれない、程度の強さで、決定的なものはない。総合すると、生命が 存在するとするとせつみがしやすい、という感じの証拠であるそうだ。

 ・もしこれが確認されると,「地球外生命発生の確率」論争に 決定的インパクトを与えることになるだろう.
  分子の組成が偶然にできる確率で,地球以外の宇宙の どこにも,生命は存在しないとする説もあるのである.

ただ、それらの有機物は、生物以外の化学現象でも生じる ものであり、生物以外のものからできたかもしれないのだ。 あれから2年たった「生物による:生物じゃない原因」の確率は よくみつもって「3:7」くらいだそうだ。生命じゃない説が 優勢である。

 ・まだ否定も肯定もできないことは確かである。

 ・..と思っていたら、1998年とうとうデータの間違いでした という話が発表されて、完全にジエンド、でした。

 宇宙に生命が存在する可能性は、まったく不明、にもどりました。


12.これからの火星探査

・マーズパスファインダー−オブザーバーーの1/10の価格の小型探査機.風船にくるまれて着陸、探査車ソジャナーは3ヶ月動いて大活躍.
マーズ・サーベイヤー
・マーズ96−ロシアの火星3連探査機の1つ、打上げ失敗.まさか長年探査機に使ってきたプロトンで失敗するとは...ロシア宇宙開発の技術の崩壊ぶりがうかがわれる。
Planet-Bのぞみ−日本の宇宙科学研究所の探査機.火星を周回する予定.磁場とか大気とか、素人にはあんまり面白そうじゃないけど科学的に役に立つ観測を行う.....ただしちょっとM5ロケットの軌道投入がうまくいかず、火星到着は4年後になる見込み.
マーズクライメートオービター−到着はしたが途中で通信途絶.どうやら粉々に...
マーズポーラーランダーオービター−周回軌道には到着,火星表面に着陸直前に通信途絶.どうやら着陸失敗?.

参考文献:NASA Press Release,「火星に魅せられた人々」,The Japan Times,他 

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