【Story】宇宙のゾクゾクが原動力vol.2 永田

 

 

地球外生命ってどこにいるんだろう＿＿＿＿

 

 

これを読んでくれている皆さんは、地球外生命がどこにいると思いますか？

おそらく直感的に、地球のような環境をイメージすると思います。

 

 

実際に天文学的にも、地球のように液体の水や大気、太陽光のようなエネルギー源がある環境では生命が誕生し発達する可能性が高いと言われています。

そのような条件がそろう可能性がある空間のことを、天文学用語で"ハビタブルゾーン"と呼びます。太陽系の外で惑星が初めて発見されてから約25年。ケプラー宇宙望遠鏡やTESS(トランジット系外惑星探索衛星)をはじめとした天文観測によって、これまでに4232個の太陽系外惑星が発見され、約20個のハビタブルゾーンに分類される惑星が発見されました。

 

 

そのなかで、最も太陽から近い惑星として、プロキシマβという星があります。この星は、地球から約4.3光年(光の速さで4.3年の距離)という比較的近い場所に位置するため、数世紀以内に探査が可能であると考えられています。

 

 

 

とはいえ、普通こう思うでしょう。

 

 

「4.3光年って、比較的近いと言っても遠すぎやろ！」

「数世紀ってあまりに時間かかりすぎる！！」

 

関西人の私は思わず突っ込みました。

 

 http://phl.upr.edu/projects/habitable-exoplanets-catalog

http://exoplanet.eu/catalog/

 

 

そんな皆さんに朗報です。

なんと、地球外生命が存在する可能性がある星は、太陽系の中にも存在するのです！！

 

 

「おお！」という声が聞こえてきましたね。

 

 

そう、地球のご近所さんに生命が存在する可能性があります。もちろんvol.1で紹介した「火星」にもその可能性はありますが、火星以外にも有力視されている星があります。土星の衛星(月)であるエンケラドスやタイタン、木星の衛星であるエウロパやガニメデ、カリスト、イオと呼ばれる星たちです。

 

 

全ての星について語り始めるとクラファンが終わってしまうので、割愛させて頂きますが、特に熱い視線が浴びせられている"エウロパ"について簡単にご紹介します。

 

 

ⒸWorld Science Festival

 

エウロパは、地球の月と同じほどの大きさで、表面を分厚い氷の地殻で覆われていますが、その氷の内側に広大な海が広がっている可能性が高いと言われています。その可能性について、天文学、化学、生物学、地質学など、様々な観点から研究がなされており、非常に注目を集めている星です。

そんなエウロパと地球の距離は、なんと約628,300,000km(最短時)、光年で換算すると、0.000066411光年≒35光分、つまり光の速度で約35分の距離です。

 

 

先ほどのプロキシマβと比較すると、格段に近いと思いませんか？

そうなんです、めっちゃ近いんです！

私たちが手を伸ばしたら届く範囲に、地球外生命がいるかも知れないのです！

人間以外の生命体を発見することは、次世代に託す夢ではなく、21世紀を生きる私たちが実現できるかもしれないのです！だからこそ、私はこの人生を通して全力で地球外生命の発見に突き進みます。

 

 

実際に、いま現在NASAによって「エウロパ・クリッパー」という探査ミッションが実行されています。探査機をエウロパの近くまで送り込み、生命体が存在する証拠を発見することが最大の目的です。

 

 

今後、このような探査ミッションが増えることで、地球外生命の発見に大きく近づくことが出来ると思っています。そのためには何が必要か？

私は、宇宙空間のインフラ(宙域インフラ)を構築することが何よりも重要だと考えています。

 

 

探査衛星と宙域インフラの重要性

いくらエウロパのような太陽系内惑星が近いとは言え、現地に行くには5年ほどかかります。それだけの距離を航行するには探査機自体の重量や電力の制約が非常に厳しくなります。ではどうやってこの課題を解決するのか？

 

 

色々な案がありますが、私は光通信を用いた通信インフラの構築を掲げています。探査機を含む人工衛星というのは、トレードオフのかたまりです。

限られた重量と電力の制約の中で、いかにミッション部分、例えば生命探査装置にリソースを割けるのかが重要になってきます。人工衛星を構成する機器の中でも、特に通信システムは電力消費量が多く、それは距離に比例して増大します。

 

 

通信したい距離が遠いほど、アンテナを大きくしたり通信機の送信電力を大きくする必要があります。例えば、地球から火星までの距離は、月までの距離と比べて約60倍。月から地球の間を10Wの送信電力で通信していた人工衛星であっても、火星と通信するには3600倍の36kWの送信電力が必要となり、電力が限られている状況でこれほどの電力を消費することは非現実的です。

https://www.nasa.gov/feature/jpl/nasa-mission-named-europa-clipper

 

では、送信電力を変えない代わりに、アンテナを大きくすると考えた場合どうでしょうか？今度はアンテナの直径を60倍にする必要があるので、こちらも非現実的と言わざるを得ません。

 

 

このように、通信距離が遠くなると、衛星に要求される電力や大きさ、重量は非常に大きくなってしまいます。これはあくまでも例なので、月探査用の衛星をそのまま火星に持って行くことは決してありませんし、実際の火星探査機では通信を成立させるために、様々な工夫がなされています。

 

 

しかし、上記のように、通信距離の増加によって重量と電力の要求が莫大になってしまう問題は、惑星探査衛星のような長距離通信を必要とする人工衛星が直面する大きな問題です。

 

 

では、この問題を解決する方法はないのでしょうか？

私は2つあると考えていて、1つ目は光通信です。

例えば、電波を用いた通信の場合、大きなアンテナをつかっても人工衛星から発射された電波が地球に向かって進むにつれて徐々に拡散し広がっていき、次第に弱まってしまいます。しかしレーザーを用いた光通信の場合は、比較的小型の装置を使って真っ直ぐでほとんど拡散しないビームを出すことが出来るため、広がらずに地球に届けることが出来ます。

つまり、従来の電波通信と光通信を比較すると、同じ距離で通信する場合、その距離が遠いほど光通信の方がより小型な装置で通信することが出来るのです。

従って、光通信を用いることで通信に必要になる電力と重量を軽減することが可能になります。現に、NASAは火星をはじめとした深宇宙と地球間の通信回線に光通信を用いるための計画を進めています。

 

 

2つ目は、データ中継です。

これは簡単な話で、人工衛星と地球との間の通信を直接行わず、中継衛星を介して行うことで「人工衛星-中継衛星間」の通信と、「中継衛星-地球間」の通信に分担出来るため、人工衛星が通信する距離を物理的に縮めることが可能になります。例えば、人工衛星-地球間で10個の中継衛星を等間隔に配置すれば、衛星が通信する距離は10分の1になるため、電力の大幅な節約が出来ます。

 https://www.nasa.gov/mission_pages/tdm/dsoc/index.html

 

実は、皆さんが普段から使用している光ファイバー通信回線は、光中継器(光増幅器)の技術が発達したことによって爆発的に普及しました。このように、通信インフラの発達のためには、中継技術が極めて重要になるのです。

 

上記のような、光データ中継衛星を宇宙空間に適切に配置し、中継によって地上までデータを届ける通信インフラが構築できれば、探査衛星の通信に要求される重量と電力を大幅に削減できます。そして、最重要であるミッション機器、例えば生命探査装置により多くのリソースを割くことが出来るようになるのです。

 

だからこそ私は、「光通信を用いた宇宙空間の通信インフラ構築」が、私の目標である「地球外生命の発見」を実現するために何よりも必要であると考えています。

 

 

こんな壮大なインフラ構築は、1企業のみで成し遂げられるものではありません。まずは我々が地球近傍に通信インフラを作る、するとそのインフラを使った様々な事業が興隆し新たな事業が誕生する。更に様々な団体や企業が宇宙空間の輸送･通信など多様なインフラの構築に参入し、インフラの整備が劇的に進む。やがて宇宙空間における人類の経済圏は広がり、インフラ自体も3次元的な広がりを見せ、その先には、私が思い描く地球外生命の発見が待っていると考えています。

 

 

この宙域インフラが構築されていく過程やその後の世界を想像して、ワクワク･ゾクゾクしませんか？

 

 

数々の探査衛星が打ち上げられ、地球外生命の存在に迫る証拠が集まってくる世界。そして遂にその実体が発見された瞬間、そこに自分がいることを想像すると、ゾクゾクが止まりません。これこそが、インフラ事業を成し遂げる原動力です。

 

 

つたない文章でしたが、ここまで読んでくださって本当にありがとうございます。私の想いが少しでも伝われば幸いです。皆様の応援一つ一つが、この事業を推し進める確かな力となります。

 

どうか、お力添えをいただければ幸いです。

"あなた"とともに、「世界を変えた」と言える日が来ることを願っています。

 

ワープスペースCTO 永田 晃大