太陽系形成の歴史を探る

ＩＳＡＳニュース　2004.1　No.274　

次期月探査計画
　　　 地球型惑星の起源と進化を明らかにする

　月は，アポロ計画やその前後の表面撮影を主とした大規模な探査により，極めて身近な天体となったが，月そのものの起源と進化を探求するのに必要なデータはまだ十分ではない。月は地球の衛星ではあるが，その大きさから地球型「惑星」の特徴を持ち，初期に火成活動を停止したために天体成立初期の証拠をとどめていると考えられている。1990年代に入り米国のクレメンタイン衛星，ルナー・プロスペクター衛星が科学衛星として月探査を実施し，グローバルに月全体を観測することによって新しい知見がもたらされた。わが国では二つの月探査計画が実施直前のフェーズに入っている。LUNAR-A計画では，月深部の大まかな構造が明らかにされるであろう。またSELENE計画では，これまでにない空間分解能と精度で，月表面付近の物質構成と構造が明らかになる。

　次の月探査科学は，特徴的な地質構造体での岩石のその場観察と，詳細な深部構造の探査により，月内部の物質構成と構造を明らかにする段階に進む。未踏査の典型的地質構造には，

　(1) 直径100km程度のクレータ，
　(2) 典型的な高地，
　(3) 太陽系最大のクレータである南極エイトケン盆地

の三つがある。

　直径100km程度のクレータは，中央にピークを持っている。これは，天体衝突でクレータが形成されるときに衝撃波のリバウンドででき，その結果として地殻深部物質が露出していると考えられる。したがってこのピークの調査により，地殻深部物質を深く掘削することなく調べられる。またピークの路頭を地質学的に調べることにより，そもそものピークの形成過程が明らかになる。さらに，月進化過程終期に存在したとされるマグマオーシャンの実態がつかめる可能性もある。

　アポロ計画では，地球に近い月の表側の，玄武岩が広がる「海」といわれる地域と，その近傍の平坦な地域に着陸した。アポロ着陸地点でもクレータ形成時に飛散した高地の岩石破片が回収され，高地岩石が同定されたともいわれているが，実際に高地に降りて岩石の産状，層序など地質学的調査をする必要がある。

　南極エイトケン盆地は規模が大きいことだけでなく，深部物質が露頭していることが，クレメンタイン衛星により分光学的に明らかにされている。これも地質調査を必要とする地域である。また，この盆地からサンプルを回収して，年代測定を含む物質科学的調査をしようとする動きが米国にある。この盆地は，月裏側の南極付近に広がる直径2000kmのものである。そこからサンプルを持ち帰るとなると，サンプル回収地点の選択が難しく，また地球から不可視地域での探査作業になることから，計画が大規模にならざるを得ない。数年前にESAも目指したが，計画が採択されなかった経緯がある。

　月深部の構造探査は，LUNAR-A計画を踏まえた精密化の探査として考えられる。このためには，月に打ち込むペネトレータの数を7台程度に増やし，かつ月の自由振動を観測するための長周期地震計の設置が必要である。アポロ計画では，地震計の設置が着陸機で行われた。長周期地震計の設置には軟着陸機による運搬，月面設置がよいであろう。また，月の章動から月内部の構造を調べる手段も有力であり，例えば星の動きを月面上の光学望遠鏡で観察することで，月面そのものの動きを測定する手法が提案されている。次期月探査計画検討ワーキンググループでは，このほか，月面での電波観測なども提案されている。

　以上述べたように，いずれの計画もピンポイントで障害物を避けて着陸できる技術，移動探査技術の確立を要求している。月面での今後の科学探査のための必要性に加え，他天体，例えば火星，金星，水星の探査での必要性も大きいため，技術修得と実証を目的として「月着陸探査実証計画」を，月惑星表面探査技術を開発するグループとともに検討している。

月着陸探査実験計画