日欧共同の「BepiColombo(ベピ・コロンボ)」計画で水星を初観測。画像を撮影

日欧共同の水星探査機BepiColomboが金曜日に撮影した水星の様子。©AFP天文・宇宙
日欧共同の水星探査機BepiColomboが金曜日に撮影した水星の様子。

ESA/JAXAの「BepiColombo(ベピ・コロンボ)」計画は、昨夜の重力アシスト1燃料を消費せずに惑星の重力を使って探査機の速度や方向を変えるための技術。フライバイ2探査機が惑星あるいは惑星の衛星の近くを通過することで急接近し、目的地である水星を初めて撮影しました。

最接近は10月1日23時34分(協定世界時)に、水星表面から199kmの距離で行われました。

今回の接近では、探査機に搭載されたモニタリングカメラの画像と、さまざまな機器からの科学データが収集されました。

画像は土曜日の午前中にすでにダウンロードされており、ここではファーストインプレッションの一部をご紹介します。

「今回のフライバイは、探査機から見ても完璧なものでした。」

初観測された水星の画像

画像の端に近いところには、342kmのRaphael Basin(ラファエル・クレーター)があり、その底にはより小さい若いクレーターがある。その近くにあるFlaubert(フローベール・クレーター)は、中央に1つのピーク(中央丘)があるのではなく、中央に複数のピークが集まっています。中央のピークは、高速のインパクターが衝突した際に、標的部分が「弾性反発」した結果です。BepiColomboが水星を周回する際に得られるデータにより、衝突クレーターの理解が深まることが期待されます。©ESA/BepiColombo/MTM,

モニタリングカメラは、1024×1024ピクセルの解像度でモノクロのスナップショットを提供し、アンテナや磁力計ブームなどの探査機の構造要素も撮影できるように、水星輸送モジュールに設置されています。

画像は、水星に接近してから約5分後から約4時間後までに取得されました。

BepiColomboは惑星の夜側に到着したため、最接近時に直接撮影するには条件が整わず、最接近画像は約1000km離れた場所から撮影されました。

画像の多くは、大きな衝突クレーターを確認することができます。

水星軌道に投入されるBepiColomboのSIMBIO-SYS画像システムの共同研究者であるValetina Galluzzi氏は、「水星のほぼ生の写真を見て、信じられない気持ちになりました。研究キャリアの最初の頃から研究してきた惑星に会えて本当に嬉しかったですし、これからも新しい水星の画像を作りたいと思っています。」と語っています。

ESAの水星表面・組成ワーキンググループを率いる英国オープン大学のDavid Rothery氏は、「BepiColomboが初めて撮影した水星の画像を見て、私たちが何を見ているのかを解明できたことは非常にエキサイティングでした。水星の周回軌道に乗ったときに得られるはずの最高品質の科学データを研究することに、さらに熱意を持って取り組んでいます。」

水星南半球のドラマチックな写真

水星南半球のドラマチックな写真は、長さ250kmのローブ状の断崖であるAstrolabe Rupes(アストロラーベ断崖)での日の出。このような断崖絶壁は惑星全体に広く存在しており、水星の冷却が極めて遅いために惑星規模で収縮している証拠です。今回のような長い影を示す画像は、BepiColomboの科学者が水星の地殻変動の歴史を研究するために、これらの特徴を詳細に調査するのに役立ちます。 ©ESA/BepiColombo/MTM

水星のクレーター状の表面は、一見すると地球の月に似ていますが、その歴史は大きく異なります。

BepiColomboに搭載されたESAの水星惑星探査機(MPO:Mercury Planetary Orbiter)とJAXAの水星磁気圏探査機(MMO:Mercury Magnetospheric Orbiter「みお」)の2つの科学探査機は、主な科学ミッションが始まると、親星3太陽系では太陽のことに近い惑星の起源と進化の理解を深めるために、神秘的な水星のコアから表面プロセス、磁場、外気圏まであらゆる側面を調査します。

例えば、水星の表面の地図を作成し、その組成を分析することで、水星の形成について詳しく知ることができます。

一説によると、水星は大きな天体から始まり、巨大な衝突によってほとんどの岩石が剥ぎ取られたと考えられています。

その結果、磁場を発生させる比較的大きな鉄のコア(核)と、薄い岩石質の外殻しか残っていません。

水星には、古代の明るい月の高地のようなものはなく、表面のほとんどが暗く、数十億年前に膨大な量の溶岩が噴出して形成されました。

これらの溶岩流には、小惑星や彗星が時速数十キロの速さで地表に衝突してできたクレーターの痕跡があります。

古い大きなクレーターの床には、若い溶岩流が流れ込んでいます。

また、火山の爆発によって地表が下から裂けた場所も100カ所以上あります。

BepiColomboは、NASAのMessenger(探査機)ミッションが収集したデータを基に、この神秘的な惑星をより深く理解するために、これらのテーマを調査します。

BepiColomboは、以下のような問題に取り組みます。

火山爆発の際に激しくガス化する揮発性物質とは何か?

水星のほとんどの岩石が剥ぎ取られた後、どのようにしてこれらの揮発性物質を保持したのか?

火山活動はどのくらい継続したのか?

水星の磁場はどのくらいの速さで変化するのか?

水星の南半球の一部

水星の南半球の一部が見えます。広大な溶岩平原が広がっています。探査機の一部に隠れていますが、はっきりと見える最大のクレーターは、オーストリアの作曲家(1732-1809)にちなんで名付けられた直径251kmのHaydon(ハイドンクレーター)です。太陽の光が惑星の夜側に近い地表に当たっているところでは、地形が強調されます。その一例が、ハイドンクレーターの右下にあるAstrolabe Rupes(アストロラーベ断崖)と呼ばれる地形です。この太陽の光を受けた「ローブ状の断崖」は、水星の内部冷却によるゆっくりとした惑星の収縮によって生じた、多くのスラスト断層の一つです。 水星の表面に見られるいくつかの明るい点は「faculae(ファキュリー)」と呼ばれ、その多くは火山の爆発によって飛び散った物質と考えられています。これらは、2011年から2015年にかけて水星を周回したNASAのメッセンジャー(探査機)・ミッションで明らかになった多くの驚きの一つであり、「BepiColombo」が水星の軌道に到達した際には、さらに詳細な調査が行われる予定です。©ESA/BepiColombo/MTM,

ESAのBepiColomboプロジェクト・サイエンティストであるJohannes Benkhoff氏は、「監視カメラの画像に加えて、我々は水星惑星探査機と水星磁気圏探査機に搭載されたいくつかの科学機器を操作しました。この結果を見るのがとても楽しみです。素晴らしいチームワークと、たくさんの幸せな顔に囲まれた、素晴らしいナイトシフトでした。」

BepiColomboの主な科学ミッションは2026年初頭に開始される予定です。

地球で1回、金星で2回、水星で6回の計9回の惑星フライバイと、探査機の太陽電気推進システムを利用して、水星軌道への誘導を行います。

次回の水星フライバイは2022年6月23日に行われる予定です。

BepiColomboについて

BepiColomboは欧州初の水星探査機です。2018年10月20日に打ち上げられ、太陽系の中で最も小さく、最も探索されていない地球型惑星への7年間の旅に出ています。2025年後半に水星に到着すると、350℃を超える温度に耐え、1年間の公称ミッションでデータを収集しますが、1年間の延長の可能性もあります。このミッションは、水星惑星探査機(MPO)と水星磁気圏探査機(みお)の2つの探査機で構成されています。BepiColomboは、ESAと宇宙航空研究開発機構(JAXA)の共同ミッションであり、ESAの主導の下で実施されます。
2020年4月10日 地球の通過映像
2020年の地球のフライバイ

©ESA/BepiColombo/MTM, CC BY-SA 3.0 IGO

日欧の水星探査機「BepiColombo」に搭載された自撮りカメラ「MCAM」の1つが捉えた地球の風景。

この画像は、最接近直前の2020年4月10日3時3分(UTC)から4時15分(UTC)までの間に、数分間隔で撮影されたものです。この映像が撮影されている間に、地球までの距離は約26700kmから約12800kmに減少しています。

2020年10月15日 金星に接近して撮影
金星通過

©ESA/BepiColombo/MTM, CC BY-SA 3.0 IGO ​​​​​

金星通過の動画

©ESA/BepiColombo/MTM

日欧共同のBepiColomboミッションは、2020年10月15日に金星への重力アシストのために金星を通過する際に、金星を撮影しました。

この画像は、電気推進モジュールのモニタリングカメラ 2が03:37 UTCに撮影したもので、03:58 UTCに最接近する直前のものです。画像の上部にはマーキュリープラネタリーオービターの中利得アンテナが、画面右上からは磁力計ブームが見えます。この画像が撮影された時、探査機は金星から17,000km以内にありました。

©ESA

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