宇宙
火星のテラフォーミングがこのアプローチでより現実的になった
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人々は火星の気候を変えて人間が住めるようにできるかどうかを考えてきましたが、この質問に答えるまでにこれまで以上に近づいているかもしれません。
火星は金星と並んで地球に最も近い2つの隣人のうちの1つで、太陽から数えて第4惑星です。夜空では明るい赤い点として簡単に見つけることができます。
火星は乾燥していて寒く、岩だらけで、大気は薄く表面圧は非常に低いです。これらの要因により、表面の水はすぐに蒸発したり凍結したりするため、液体の水を維持することが困難です。
しかし、火星は完全に水がないわけではありません。何十億年も前、惑星の大気が現在より暖かく密度が高かったため、水が流れた痕跡が河川敷、湖の堆積物、三角州、そして水に変質した岩石として残っており、現在は土壌の下に凍結しています。最近の研究（Proceedings of the National Academy of Sciences）では、火星表面下11.5〜20キロメートルに膨大な量の水が閉じ込められている可能性が示唆されています。
この地下水は、全ての海を満たし、惑星全体を1〜2キロメートルの深さで覆う可能性があります。
“私たちは火星で生命の証拠をまだ見つけていませんが、少なくとも原理的に生命を維持できる場所を特定しました。”
– Michael Manga、カリフォルニア大学（UC）の本研究の主任著者
惑星の水循環を理解することは、火星の気候、表面、内部の進化を把握するために「重要」です。
この発見は、NASAのInsightランダー（2018年に火星へ送られた）からのデータによって可能になりました。4年間のミッションで、Insightは惑星の内部構造に関する貴重な情報を記録し、隕石衝突やマグニチュード5までの地震、火山地域からの振動を検出しました。これらの地震波により、地球物理学者は火星内部を探査できました。
岩石物理学の数学モデルを用いて、科学者たちはInsightの地震データが液体の水で飽和した深い割れた火成岩層を示していると結論付けました。
しかし、この水は火星の地殻の中層にある微小な割れ目や孔隙に存在しており、将来の火星コロニーへの水供給に有用性が制限される可能性があります。
火星を居住可能にする方法を探す
過去数十年にわたり、火星をテラフォーミングするさまざまな方法が提案されてきました。1971年、カール・セーガンは北極氷帽を蒸発させることで惑星上の液体の水の可能性を大幅に高めると提案しました。しかし、2018年のNASA資金提供研究では、火星上のすべての利用可能な資源を処理しても大気圧は地球の約7％にしか上がらず、居住可能にするには依然として不十分であることが判明しました。
火星には二酸化炭素が豊富にありますが、採掘しても大気圧は地球の約10〜14％にしかならず、平均気温は10度セルシウス上昇するだけです。火星表面の平均温度は約-80度華氏です。
数年前、ハーバード大学の研究者たちが提案したのは、シリカエアロゲルという軽量で透明な固体を用いて、地球の大気の温室効果を模倣し、火星を人間に適した環境にすることです。
そのために、研究者たちは厚さ2〜3センチメートルのシリカエアロゲルシールドを提案しました。このシールドは十分な可視光を透過させ、水の融点以上に温度を永久的に上昇させ、危険な紫外線を遮断し、光合成を可能にします。これらはすべて、内部熱源を必要とせずに土壌に熱を閉じ込めることで実現されます。
この研究は、氷と二酸化炭素が凍結した形で存在する火星の氷冠からインスピレーションを受けました。二酸化炭素の気体形態と同様に、凍結形態は太陽光を通しながら熱を閉じ込め、夏季に氷の下に暖かいポケットを作ります。
しかし、この方法には大量のシリカゲルを製造し、火星へ輸送する必要があります。
火星の問題は水だけではありません。大気も人間が呼吸できるようにする必要があります。NASAのパーサヴィアランスローバーはCO2を酸素に変換することを目指しており、2021年2月に火星に到着して以来、この装置は生成して4.3オンスの酸素を生み出しています。
別の火星ミッションは明らかにしたことは、保護磁場がないために赤い惑星は大気を失い続けているということです。太陽風が絶えず火星の大気と水を剥ぎ取っているため、効果的に防御するには10,000〜20,000ガウスの磁場が必要です。残念ながら、そのような磁場を作り出す技術はまだ存在しません。
火星のテラフォーミングは明らかに刺激的でありながら困難な課題で、現在の技術では不可能に思えます。しかし、研究者は新しい方法を探求し続けており、画期的な研究が火星を生命にとってより友好的にする新たなアプローチを見つけました。
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火星の塵を利用して微生物に適した環境を作る
今月初めにScience Advancesに掲載されたこの研究は、ノースウェスタン大学、シカゴ大学、フロリダ中部大学の研究者らが実施し、火星表面の3分の1が浅く埋まった水（H2O）を持つが、依然として生命にとっては寒すぎることを指摘しています。
惑星を温めるために、科学者は地球で使用されているのと似た戦略、すなわち大気中に物質を放出して自然の温室効果を高める方法を提案しています。
しかし、このプロセスには大量の成分が必要で、火星表面には十分な量がありません。新しい研究では、火星で容易に入手できるものを代わりに利用できることが判明しました。
このアイデアは、設計された塵粒子を使用して火星を華氏50度（摂氏10度）以上温め、微生物が生存できる温度レベルに上げることです。
自然の塵と同様に、これらの設計塵粒子は大気上層まで運び上げられ、表層からの供給が可能です。
火星を居住可能にする大きな一歩であるこの方法は、数十年かかるものの、従来の方法より5,000倍以上効率的に火星を温めます。この物流的に容易でコスト効果の高い戦略は、火星自体に存在する資源を利用して赤い惑星の環境を変えることができるため、希少な惑星資源を採掘したり地球から輸入したりする必要がありません。
研究は、塵を毎秒30リットルの速度で継続的に放出すれば、惑星全体を約30ケルビン暖め、氷が解け始めることを示しています。これは、もしその材料が火星で大規模に製造または供給できれば、惑星が最終的に暖められ、居住可能になることを示しています。シカゴ大学（UIC）の地球物理科学准教授であるエドウィン・カイト氏によれば：
“これは、液体の水を可能にするために火星を暖める障壁が以前考えられていたほど高くないことを示唆しています。”
しかし、これはまだ始まりに過ぎません。火星の薄い大気は依然として呼吸できませんが、酸素を徐々に大気へ供給できる微生物にとって居住可能にすることは、確実に基盤を築くことです。
持続可能な人類の火星滞在に一歩近づく
火星に豊富に存在するアルミニウムと鉄に富む塵は、単独では惑星を温めることはできません。塵のサイズと組成は、惑星を暖めるどころか表面をやや冷却してしまいます。
最新の研究では、塵粒子を異なる形状や組成で設計すれば、熱をより効率的に捕捉できると仮説を立てました。そこで、研究者は短い棒状の粒子を設計しました。これらは約9マイクロメートルの長さで、市販のグリッターと同じ大きさです。
ナノロッドは熱赤外線を遮断し、太陽光を表面に効果的に散乱させるように作られています。これらの特性は火星の自然な温室効果を高め、最も効果的なガスよりも5×10^3倍以上効率的に惑星を暖めます。主任著者であるノースウェスタン大学のフーメン・モヘスニ教授のグループに所属する大学院生サマネ・アンサリ氏によれば：
“光が波長未満の物体と相互作用する様子は魅力的です。重要なのは、ナノ粒子の工学により、これほど小さな粒子から従来期待されるものをはるかに超える光学効果が得られることです。”
もし粒子が火星の大気中に継続的に放出されれば、計算では華氏50度以上の温度上昇が示唆されます。この暖かい大気は数か月以内にも顕著になるでしょう。暖める効果を逆転させるには、粒子の放出を停止すれば、数年以内に効果は元に戻ります。
しかし、まだやるべきことはたくさんあります。共著者のモヘスニは、効率が高いだけでなく、光学特性を「動的に変化させる」ナノ粒子も作成できると考えています。
カイトは次のように述べています：
“惑星を暖めるには依然として何百万トンもの量が必要ですが、これは従来の提案で火星全体を暖めるのに必要な量の5,000分の1です。”
この方法では毎年200万トンの粒子が必要です。いくつかの要因はまだ不明です。例えば、粒子が大気からどれくらいの速度で失われるかはまだ分かっていません。火星には雲と水があるため、惑星が暖まり粒子周辺で水が凝結し始めると、水は雨として降り戻る可能性があります。
「気候フィードバックは正確にモデル化するのが非常に難しい」とカイトは述べ、火星だけでなく地球からのデータもさらに必要だと指摘しました。「効果が意図した通りに機能することを保証するために、ゆっくりかつ可逆的に進める必要があります」と付け加えました。
注目すべきは、この研究の焦点は火星を微生物が生存できるレベルまで暖めることであり、人間が呼吸できるようにすることではありません。
それでも、この革新的なテラフォーミングのアイデアは研究における重要な進展を示し、火星の現在の居住可能性と我々が考える理想的な状態とのギャップを縮めます。さらに、探査の新たな道を開き、カイトが示唆するように、私たちは「持続可能な人類の火星滞在を確立するという長年の夢に一歩近づいた」ことになります。
火星ミッションに取り組む企業
火星は研究者だけでなく、企業からも大きな関心を集めており、資金と努力を投入して惑星を人類が居住できるように理解、探査、実現しようとしています。Boeing、Virgin Galactic (SPCE )、Northrop Grumman (NOC ) などは、宇宙探査、火星ミッション、NASAとの協働、または火星コロニーに必要なインフラ開発に関わっています。では、この分野で注目すべき企業をいくつか見てみましょう。
#1. SpaceX
Elon Muskが設立したSpaceX (SPCX ) は、火星へ人類を輸送する技術開発の最前線にあります。長年にわたり、Muskは火星植民計画を共有し、これらの計画に資金を投入してきました。「火星に自給自足の都市を築くには多くの資源が必要になる」と語り、「多惑星生活への緊急性が高い」と考えています。
2015年に、Muskは共有し、火星を居住可能にする計画として、核兵器で火星を爆破し、極上に2つの小さなパルス太陽を作り出して暖めることを提案しました。SpaceXでは現在、火星都市計画に取り組んでおり、Starship宇宙船とSuper Heavyロケットは惑星間旅行用に設計されており、将来の火星ミッションにおける重要なプレーヤーです。
SpaceXの財務に関して、同社は報告によれば、収益15億ドルに対し利益5,500万ドルを上げたとされています。これは2022年の総費用52億ドルの後のことで、収益は46億ドルに倍増しました。報道によれば、すべてのSpaceX投資家が同社の損益を把握しているわけではなく、「多くの投資家は長期的な賭けとして保有しており、結果にこだわらない」と述べています。
#2. Lockheed Martin
この防衛大手は、NASAの火星ミッションに関与しており、火星植民のための宇宙船や技術の設計などに携わっています。1965年にロッキードが打ち上げたAtlas-Agena DロケットでMariner 4が火星のクローズアップ画像を提供しました。その後、同社はNASAと協力し、火星着陸機Phoenix Mars Landerの開発にも関わりました。
ロッキードは、10年以内に人類を火星へ送ることを目指すMars Base Camp構想を描いています。この概念では、宇宙飛行士は地球から火星軌道上の科学ラボへ輸送され、リアルタイムで科学探査を行い、表面に人類を着陸させる最適な場所を決定します。
LMT 価格チャート
この上場企業は時価総額1333.4億ドルで、現在の株価は559.42ドル、年初来（YTD）で23.43%上昇しています。EPS（TTM）は27.58、P/E（TTM）は20.29で、配当利回りは2.25%です。
第2四半期の業績では、純売上高が9%増の181億ドルと報告されました。地政学的緊張が高まり、ロシア・ウクライナ、イスラエル・パレスチナ間の戦争が続く中、ロッキードは2024年の純売上高を705億ドルから715億ドルの範囲と見込んでいます。防衛請負業者にとって、F-35が最優先であり、フィリピン、トルコ、タイ向けに300機のF-16注文が見込まれています。
結論
サイエンスフィクションは長らく火星のテラフォーミングという概念を扱ってきましたが、最新の研究はこのアイデアが遠くない将来に実現する可能性があることを示しています。
長年にわたり、惑星を暖め、液体の水を維持し、作物を育て、人間が呼吸できるようにする提案が出てきました。現在のところ、すべてはまだアイデアや提案に過ぎません。しかし、時間が経つにつれてテラフォーミングの実現可能性は大幅に高まり、それに伴い火星を居住可能にする障壁も減少しています。
私たちが赤い惑星をより深く理解し、技術が進歩するにつれて、自給自足の環境が形作られ、最終的に長期的な人類の存在が火星で実現可能となり、人類に新たな可能性と機会をもたらすでしょう。
