ESA、2050年の旗艦エンケラドゥスミッションに向けた着陸機ハイテク機器の概要を発表
注目画像: タイガーストライプの割れ目から噴出する氷火山プルームを伴うエンケラドゥス南極のアーティストコンセプト; クレジット: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute
欧州宇宙機関は、2050年代初頭に土星の衛星エンケラドゥスに着陸する探査機の暫定的なペイロードを詳述した。これはVoyage 2050科学プログラムの下での次の大規模ミッションの一部である。着陸機は、質量分析計、マイクロカメラ、バイオマーカー実験室、気象・地球物理学機器、およびサンプル採取システムを月の氷の南極に運び、氷火山プルームが新鮮な海洋物質を直接地表に届ける。
エンケラドゥスは、地球外の現存生命を探す太陽系で最も有望な場所と広く考えられている。カッシーニの観測により、氷の地殻の下に全球的な地下海洋、海底での熱水活動、そして生命に必須の元素（炭素、水素、窒素、酸素、リン、硫黄の6つすべて）が南極の「タイガーストライプ」の割れ目から噴出するプルーム物質に検出された。掘削は不要である。プルームは、塩、有機化合物、そして場合によっては地下海洋からのバイオシグネチャーを運ぶ新鮮な粒子で表面を継続的に覆っている。
「エンケラドゥスは、活動的なプルームを通じて地下海洋に直接アクセスできる唯一の場所です」とESAのL4ミッション科学者であるJorn Helbert氏は述べた。「居住可能性のためのすべての要素を持ち、地下海洋からのサンプルでバイオシグネチャーを探す可能性があることの組み合わせが、エンケラドゥスを非常に興味深いターゲットにしています。」
L4ミッションは、周回機と着陸機を組み合わせたもので、地球近傍での軌道上組立のために2機のアリアン6ロケットを必要とする。打ち上げは約2042年に予定されており、10年間の巡航、土星系の3つの衛星（タイタン、ミマス、レア）の探査を経て、2050年代初頭にエンケラドゥスに到着する。着陸機は2052年頃にタイガーストライプ付近の南極地域に着陸する。
暫定ペイロード構成
2025年にヘルシンキで開催されたEPSC-DPS合同会議で発表された着陸機の計器群は、地下海洋の組成と動態、プレバイオティック化学やバイオシグネチャーの証拠、そして放射線や潮汐力などの外部要因が居住可能性に与える影響という3つの基本的な科学質問に答えるように設計されている。
提案されている機器には、有機・無機化学分析用の質量分析計、高解像度表面画像化用のマイクロカメラ、表面温度と圧力監視用の気象観測パッケージ、地震・熱測定を含む地球物理学ペイロード、そして相補的かつ直交的な測定を用いたその場生命検出用のバイオマーカー実験室が含まれる。降下カメラは接近中に着陸地点を記録し、サンプル採取システムは地表物質を収集して分析機器に届ける。
「エンケラドゥスのプルームからの試料採取にのみ依存していた以前のミッションとは異なり、L4着陸機は地表から直接より大量のサンプルを収集し、統計的により高品質なデータを可能にします」と、ペイロード研究の主著者であるESA-ESTECのTara-Marie Bruendl氏は述べた。
惑星保護が最も困難な課題
南極の着陸地点は独特の工学的課題を提示する。表面は10〜100メートル規模の氷塊に覆われ、利用可能な最高解像度は1ピクセルあたりわずか4メートルである。約600キログラムの重量で高さ約2.5メートルの着陸機は、沈んだり、過熱したり、地球の微生物で汚染したりすることなく、雪と氷の上に着陸しなければならない。
「着陸地点の汚染を避けることが、制動エンジンの配置から降下プロファイルの実際の設計に至るまで、着陸システム設計の主要な推進要因です」とHelbert氏は述べた。
土星は地球の太陽光のわずか1パーセントしか受けないため、着陸機は完全にバッテリー駆動で、2〜4週間の表面寿命を目標としている。表面温度は約100ケルビン（マイナス173度摂氏）であり、その下の氷を溶かさずに内部の電子機器を約20度摂氏に保つための能動的な熱管理が必要となる。周回機は大型の太陽電池アレイを搭載し、10年にわたる巡航には太陽光電気推進を使用する。
ESAの科学ディレクターであるCarole Mundell氏は、このミッションを世代を超える機会と表現した。「土星周辺での過去または現在の生命の兆候の調査は、これまでに達成されたことがありません。それは今後数十年にわたる惑星科学におけるESAのリーダーシップを保証するでしょう。」
ESAの加盟国は2025年の閣僚級理事会（CM25）で記録的な予算を約束し、Josef Aschbacher事務局長はL4を最優先事項に挙げている。ミッションの承認は、技術の成熟と政治的支援の継続を条件として、2034年頃に期待されている。
雅子 訳