【🚀ウチュノコトバ〜神秘解明に向けた人類の歩み】episode.498
■『H3ロケット1号機、姿勢制御装置の部品を交換…イプシロン6号機の失敗を受けて』
［打ち上げられ、上昇するイプシロン6号機］
宇宙航空研究開発機構（JAXA）は12月16日、2022年度中の打ち上げを目指す次期主力ロケット「H3」1号機の姿勢制御装置「RCS」の部品を交換したことを明らかにした。▶︎10月に打ち上げに失敗したイプシロン6号機では、RCSの制御弁に不具合があった可能性があり、同じメーカーの弁を使っていたH3でも念のため弁を交換した。▶︎12月16日に開かれた文部科学省の有識者会議で報告された。▶︎部品交換に伴い、ロケットに異常な振動が発生しないかなどを試験し、特に問題がなかったという［＊読売新聞 2022.12.16付記事抜粋］
■『月の磁気異常を説明できるか？…「嫦娥5号」の月土壌サンプルから超微細な磁鉄鉱を発見』
［図: 球状の硫化鉄 (Iron sulfide) の電子顕微鏡写真と元素分布。硫化鉄の組成を持つ鉱物であるトロイリ鉱 (Tro) や磁硫鉄鉱 (Po) の粒子の表面に金属鉄(Fe0) が、内部には金属鉄と共に磁鉄鉱 (Mag) の微細な粒が見られる］
地球には大気や水があるため、金属鉄を放置すればすぐに錆びてしまいます。▶︎ところが、大気も水もない月面では金属鉄は錆びません。▶︎月は酸素などの酸化剤に乏しいため、鉄は基本的に酸化鉄よりも金属鉄 (Fe0) のままで存在します。▶︎特に、高度な酸化の結果として生じる3価の鉄 (Fe3+) は、月にはほとんど存在せず、少量の2価の鉄 (Fe2+) が硫化物やケイ酸塩鉱物の形で見つかることがほとんどです。▶︎一方、月には予想外に強い磁場が存在するという長年の謎があります。▶︎最も強い磁力を持つ鉱物と言えば「磁鉄鉱（Magnetite）」です。▶︎和名も英名も強い磁力を持つことに由来する磁鉄鉱は、砂場で磁石を転がすとくっつく砂鉄の主成分であり、地球ではおなじみの鉱物です。▶︎しかし、磁鉄鉱は3価の鉄を含むため、高度な酸化環境でないと存在しない鉱物です。▶︎過去の研究では、月に多くの磁鉄鉱が存在するという証拠はあまり示されていません。▶︎たとえば、アポロ計画では月の表面で直接土壌の分析が行われましたが、磁鉄鉱の存在は示唆程度に留まり、確定的な結果ではありませんでした。▶︎後年のリモートセンシング技術による上空からの調査では、表面に大量の3価の鉄の存在が示唆されたものの、どのような化学形態や分布を持つのかは不明です。▶︎月土壌の直接分析でマイクロメートルスケールの磁鉄鉱が見つかったケースはありますが、これは炭素に富む隕石や彗星の衝突によって一次的に生成された酸化環境で生じた磁鉄鉱であると考えられています。▶︎そのような衝突はめったになく、衝突時に生成された磁鉄鉱は月表面のごく一部にしか存在しないとみられています。▶︎このため、磁鉄鉱は月表面に広く分布するのか、そうだとすれば成因は何か、というのは長年の謎でした。▶︎🇨🇳中国科学院地球化学研究所のZhuang Guo氏らの研究チームは、2020年12月に月探査機「嫦娥5号」が持ち帰った月土壌の詳細な分析を行い、この謎を明らかにしたと発表しました。▶︎嫦娥5号が着陸した月の表側にあるリュムケル山付近は、🇺🇸アメリカや旧ソ連による月探査ミッションの着陸地点よりも若い、約20億年前の玄武岩が広がっている地域です。▶︎分析の結果、サンプルのほとんどは採集地点に由来し、5%未満は採取地点付近のクレーター (アリスタルコス、シャープB、コペルニクス、ハーディング) から飛ばされてきた物質であることが判明しました。▶︎月における地質活動の乏しさを考慮すると、このクレーター由来の物質は、天体衝突時に起こる化学変化の内容をそのまま留めていると考えられます。▶︎そこで、研究チームは月土壌サンプルの中から球形に近い形を持つ、直径2µm (0.002mm) 未満の硫化鉄を選び出し、電子顕微鏡による観察や元素組成の分析を行いました。▶︎すると、硫化鉄の表面や内部構造は複雑であり、表面には金属鉄、内部には金属鉄と磁鉄鉱が、サブマイクロメートルスケール (約100nm=約0.1µm) という極めて小さな粒として存在することが明らかにされました。▶︎角張っている形の硫化鉄ではそのような複雑な構造や化学組成の変化は見つからないことから、球形に近い硫化鉄の粒は一度高温で融けた後に表面張力で雫型になったこと、その時に受けた化学変化の結果として表面・内部の複雑な構造が作り出されたと考えることができます。▶︎このような「金属鉄+硫化鉄+酸化鉄」という組み合わせは、先述のような炭素に富む天体の衝突で生じる酸化環境では生成しにくいものと考えられています。▶︎粒子に存在する他の鉱物の組成や分布、微細な空洞の存在などから、もっと高温の環境にさらされたことが示唆されます。▶︎具体的には、以下の化学変化が生じたと推定されています。
1. 天体衝突により高温が発生。▶︎硫化鉄 (FeS) は融解し、ケイ酸塩鉱物から準安定な酸化鉄 (FeO) の気体が発生する。
2. 高温により硫化鉄が分解して金属鉄ができる (2FeS → 2Fe + S2) 。▶︎または硫化鉄と酸化鉄が反応して磁鉄鉱ができる (2FeO + FeS → 3Fe + SO2) 。
3. 反応によって生じた硫黄 (S2) や酸化硫黄 (SO2) は、月の真空環境では気体として速やかに逃げ出し、サンプルには残らないが空隙を作る。
炭素に富む天体の衝突で生じる酸化環境は約500℃と推定されますが、今回の研究で示唆される環境は最低でも1000℃、おそらくは2000℃を超えていたと推定されています。▶︎これほどの高温が必要なのは、磁鉄鉱を生成する化学反応では準安定な酸化鉄 (FeO) の気体が生成される必要があるからです。▶︎これはおそらくケイ酸塩鉱物の分解によって生じると推定されています。▶︎つまり、月土壌の磁鉄鉱はそれだけの高温が生じる巨大衝突に起源を持つことになりますが、このような衝突は頻度が高いため、月面に磁鉄鉱が広く分布することの説明にもなります。▶︎今回の研究では、月ではあまり注目されていなかった磁鉄鉱の分布や生成過程に関する重要な説明がなされました。▶︎これほど微細な鉱物の分布は、過去の分析では技術的に手が届かず、見逃されていた可能性もあります。▶︎今回の分析結果を受けて、月表面の物質組成への理解が変わるかもしれません［＊sorae 2022.12.17付記事抜粋］
■『「宇宙ステーション」と「おなら」の関係…科学オモテウラ』
◆肉眼でも観測できる「国際宇宙ステーション」
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《オモテ》国際宇宙ステーション…人が生活できる「宇宙の研究所」
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宇宙を飛ぶ国際宇宙ステーション(ISS)は、望遠鏡を使わなくても肉眼で簡単に観測できる。▶︎夕方や明け方の空がまだ薄明るい時間帯に、一等星をはるかにしのぐ明るさでゆっくり動いていくからだ。▶︎ISSの軌道計算から、どの場所に何時ごろ見えるかという目視予報がされている。▶︎例えば、宇宙航空研究開発機構(JAXA)のWEBサイトにある“「きぼう」を見よう”には、「きぼう」/ISSが、いつ、どの方角に見えるかについて、10日先までの目視予想情報を掲載している。▶︎予報をもとに、天気のよい日、予報の10分前くらいに広く開けた場所に行って、肉眼ですーっと移動していく明るい光を探してみよう。▶︎はじめに双眼鏡や望遠鏡を使うと視野が限られてしまい、見つけるのが難しい。▶︎最初は必ず肉眼で探そう。▶︎ISSはサッカー場くらい巨大な施設だが、🇯🇵日本はその一部となる日本実験棟「きぼう」を開発して参加しているので、「きぼう」を見ることはISSを見ることになる。
［▲ISS日本実験棟「きぼう」］
ISSは、地上から約400km上空にあり、1周約90分というスピードで地球のまわりを回っている。▶︎🇺🇸米国、🇯🇵日本、🇨🇦カナダ、🇪🇺欧州各国(🇬🇧イギリス、🇫🇷フランス、🇩🇪ドイツ、🇮🇹イタリア、🇨🇭スイス、🇪🇸スペイン、🇳🇱オランダ、🇧🇪ベルギー、🇩🇰デンマーク、🇳🇴ノルウェー、🇸🇪スウェーデン)、🇷🇺ロシアの計15カ国が協力して計画を進めながら利用している、人類にとって国境のない場所の1つだ。▶︎ISSには2000年11月2日から宇宙飛行士が滞在を開始していて、現在は約6カ月ごとに交代している。▶︎ISSは落下し続けながら地球の周囲を回っていることで内部は無重量状態になっているので、宇宙飛行士や物がふわふわ浮かんでいるようすが見られる。▶︎長期滞在している宇宙飛行士たちは、宇宙環境での科学実験や研究、地球や天体の観測などとISSの保守作業を行っている。
◆真剣におならを研究していたNASA
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《ウラ》おなら…NASAがおならの成分を研究
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私たちの胃や腸内には、口から飲み込んだ空気や腸内で発生するガスが存在する。▶︎外部にはそれらがげっぷやおならとして排出される。▶︎口から飲み込まれたり、腸内で発生したりするガスのほとんどは、血液中に吸収され、肺を通って呼吸の時に排出される。▶︎腸内とは、主に大腸である。げっぷやおならとして排出されるのは、お腹に入ったガスのわずか10％に満たない。▶︎おならの量は食べ物や体調によっても異なるが、1回で数mLから150mLほどで、1日では約400mL～2L出ると言われている。▶︎おならの研究に真剣に取り組んだのは、🇺🇸アメリカ航空宇宙局(NASA)の研究チームだ。▶︎狭い宇宙船内で臭くて有毒なおならがたまったらまずい。▶︎そのうえ宇宙食は、量は少ないが高カロリーなので、おならの生産効率が高く、水素ガスやメタンガスの産生量も多い。▶︎場合によってはガス爆発の危険性があるのだ。
◆おならには約400種の成分が含まれている
NASAの研究によって、おならにはなんと約400種の成分が含まれていることがわかった。▶︎食生活などによって成分やその割合が変わるが、主な成分は、飲み込まれた空気中の窒素が60～70％、水素が10～20％、二酸化炭素が約10％で、そのほか、酸素、メタン、アンモニア、硫化水素、スカトール、インドール、脂肪酸、揮発性のアミンなどが含まれている。▶︎窒素や酸素は、食べ物と一緒に口から飲み込まれた空気の成分だ。▶︎そのほかのガスは、腸内細菌によってつくられる。▶︎水素が多いのは、大腸内にいる水素産生菌の仲間が水素を出すからである。▶︎通常、糖質は胃や小腸で消化されて吸収されるが、吸収不良で大腸に来た糖質は、水素産生菌の仲間のエサにされて水素がつくられる。▶︎かなりの量のデンプン(マメのような食品では10～20％程度)が、小腸での消化を逃れて大腸の結腸において分解され、水素ができるのだ［＊PRESIDENT Online 2022.12.16付記事抜粋／文：左巻健男氏・東京大学非常勤講師／田崎真理子氏・川越看護専門学校非常勤講師］
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■『異星人が見つからないのは“宇宙に生命がたくさんいる”から？……フェルミのパラドックスに新たな解決法』
［参考画像：アメリカ国立電波天文台の「カール・ジャンスキー超大型干渉電波望遠鏡群（VLA）」］
「1950年の夏、物理学者のエンリコ・フェルミは、他の科学者と昼食をとりながら、その当時話題であったUFO (※1) や超光速飛行などにまつわる雑談をしていた。▶︎その時フェルミは『でも、みんなはどこにいるんだ？（But, where Is everybody?）』とつぶやいた。」［※1…この3年前の1947年、🇺🇸アメリカのワシントン州で自家用機に乗っていたケネス・アーノルドが、音もなく飛行する円盤を目撃したと主張した。▶︎後にケネス・アーノルド事件と呼ばれたこの出来事は世間の話題となり、異星人の乗り物としての“空飛ぶ円盤” が定着するきっかけとなった］。▶︎これが、後に「フェルミのパラドックス」と呼ばれるようになった、観測事実と実際の矛盾に関する指摘です。▶︎地球のように生命を宿す可能性のある惑星は、宇宙にたくさんあるでしょう。▶︎その中のいくつかでは実際に生命が誕生して高度な文明が発達し、地球を訪問できるほどの技術レベルに達しているかもしれません。▶︎しかし、私たちが知る文明は、今のところ地球のものだけです。▶︎この矛盾については「宇宙では、地球のように文明はおろか、生命が発生すること自体が極めて稀である」という悲観的な予測から、「実は異星人はすでに地球に来ているが、政府などの組織がひた隠しにしているのだ」という陰謀じみた話まで、様々な “答え” が与えられています。
フェルミのパラドックスが唱えられた1950年には、太陽系以外の惑星は知られていませんでしたが、現在では数千の太陽系外惑星がすでに発見されていて、そのうちの少なくない数がハビタブルゾーン内を公転しています。
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【掲載日】2022年12月17日（土）
Limitless undying love whshines around me like a million ,suns, it calls me on and on across theuniverse.
［100万の太陽のように私の周りで輝く永遠の愛は、宇宙を越えて私を呼んでいる。］