[비즈한국] 去る3月25日、全羅南道高興（コフン）の羅老（ナロ）宇宙センターにて大韓民国宇宙戦略報告会が開催された。文在寅（ムン・ジェイン）大統領が記念演説を行ったが、一つ興味深い発言があった。
「2029年に地球へ接近する小惑星アポフィスについても妥当性を検討し、探査計画を樹立します。」
単に「宇宙開発に力を入れる」「我々も月に行く」といった漠然とした話ではなく、国家元首が「アポフィス」というかなり具体的で専門的な天体の名を挙げたという点で注目を集めた。
もともとアポフィス（Apophis）は、エジプト神話において太陽神「ラー」と対立する恐ろしい悪神の名前だ。毎日、太陽神ラーと闇の神アポフィスが追いかけっこをすることで昼と夜が訪れると伝えられている。アポフィスはその恐ろしい由来にぴったりの天体のニックネームでもある。まさに近い将来、地球に衝突するかもしれない最も脅威的な小惑星の名前だ。
ところが驚くべきことに、現在大韓民国はアポフィスが地球のすぐそばをかすめる2029年、その機会を逃さず小惑星へ探査機を送るという巨大なスケールの探査計画を立てている。単なる青写真を超え、現在国内の研究者たちの間ではアポフィス探査プロジェクトに向けた様々な準備が実際に進行中だ。果たしてアポフィスは地球と衝突するのだろうか？ そして大韓民国はその恐ろしい相手に探査機を送ることができるだろうか？
現在、研究陣は2029年に地球へ接近する小惑星アポフィスに向け、探査機を送る計画を立てている。果たして韓国の小惑星探査は成功できるだろうか？
まずは地球にとって幸いなことに
小惑星のうち、その軌道が地球の軌道と重なり、運が悪ければ地球とぶつかる可能性があるものを地球接近天体（Near Earth Objects, NEO）と呼ぶ。特に地球軌道に最も近づく際に0.05AU、すなわち地球と月の間の距離の20倍より近く接近し、等級が22より明るく直径が大きい小惑星は、地球に致命的な脅威を与えうる「地球脅威天体」として分類される。小さな小惑星の破片は地球に接近しても大半が大気圏で燃え尽きるため衝突を心配する必要はないが、大きさが100メートル以上、明るさが22等級より明るい場合は致命的な脅威となり得る。現在まで確認されたこうした潜在的脅威天体は2000個を超える。
これほど多くの小天体が地球を狙っているとは！ 我々は毎日平和な日々を送っているため、地球を脅かす存在が宇宙の外側にいるという現実を忘れがちだ。しかし、地球は考えている以上に多くの危険にさらされている。我々は運良く危険な瞬間を毎日やり過ごしながら命をつないでいると見るべきだ。
99942 アポフィスはその中でも断然最もよく知られた代表的な存在だ。2004年に初めて発見されたアポフィスは、約300メートルの小惑星で、63ビルよりも大きいかなり巨大な岩石だ。地球脅威小天体の危険度は、地球と衝突する確率と小惑星の運動エネルギーの2つを基準に1から10まで評価する。この方式を「トリノ・スケール」と呼ぶ。2004年に発見された当時、アポフィスは2029年に2.7%という確率で地球と衝突する可能性があると推定された。トリノ・スケールで4を記録した最初の小惑星である。そのためアポフィスは、地球に最も現実的な災いをもたらしうる恐ろしい存在として知られるようになった。エジプト神話の闇をもたらす神アポフィスが、天体の姿として新たに形作られたかのようだ。もしアポフィスが地球と衝突すれば、恐竜を絶滅させたレベルの大量絶滅ではないにせよ、かなり悲惨な結末を迎えることは明らかだ。NASAの予測によれば、アポフィスが衝突した場合、広島型原爆の10万倍を超える凄まじい破壊力で地球全体が揺さぶられる可能性がある。
しかし幸いにも、その後の追加観測によりアポフィスが今後どのような軌道を描くかという推定値も更新され続けている。2004年12月の継続的なレーダー観測を通じて、最初に発表された2029年の衝突危険性は排除された。しかし、それより少し遅い2036年や2068年に衝突する可能性が高いという予測が出て、地球の人々を不安にさせ続けた。だが幸いにも、ひとまずは安心してもよさそうだ。直近の2021年3月、継続的な追加レーダー観測を通じて膨大なデータが更新された分析結果によると、2068年を超えて少なくとも今後100年以内には、地球とアポフィスが直接衝突する可能性は数億分の1レベルであり、ほとんど起こり得ないと考えられている。
最初に発見された当時、地球と衝突すると予測された2029年4月13日、アポフィスは非常に近くに接近する予定だ。地球から3万2000キロメートルまで接近する。地球周辺を回っている静止軌道衛星よりも地球に近づくのだ！ 人間が打ち上げた人工衛星よりも地球に近いところを通り過ぎる小惑星だなんて！ 双眼鏡でもその姿を十分に見ることができるほど、地球に密着して通り過ぎる。天候さえ良ければ最大視等級が3等級まで明るくなるため、アジア地域では肉眼でも見ることができる。幸い地球に直接衝突はしないが、運が悪ければ一部の人工衛星はアポフィスの重力によって軌道が少しずれる可能性もある。いずれにせよ、これまでモニタリングされた最新の結果によれば、地球は少なくとも今後100年間は幸運だと言えるだろう。もちろん、今後いつこの希望的な予測が覆されるかは分からないが。
なぜ予測がこれほど頻繁に変わるのか
それでは一体、なぜこれほど予測が変わり続けるのだろうか？ 地球を守る天文学者たちの予測を安心して信じてよいのだろうか？
アポフィスをはじめとする多くの小さな小惑星は、丸いボール状ではなく、細長く歪んだ不規則な形をしている。宇宙を漂う巨大なジャガイモやサツマイモだと見ればよい。こうした小惑星は、不規則な自転軸を中心に自転している。そのため太陽光を反射する面の面積が周期的に変化する。自転する小惑星を観測すると、周期的に明るくなったり暗くなったりを繰り返す様子が見られる。そしてその周期から自転周期を推定できる。
最近観測されたアポフィスの明るさの変化を見ると、アポフィス自体の自転周期は約260時間と非常に長い。しかし、自転軸自体がねじれながら小惑星全体が揺れ動く歳差運動の周期は約27時間と非常に短い。アポフィスはかなり速いスピードでぐるぐると回りながら、揺れ動くタンブリング（回転）が進行している。
このように小惑星がぐるぐると回りながら揺れ動いていれば、今後どのような軌道を描くかを予測するのはより難しくなる。小惑星は太陽の重力に捕らわれて軌道を回るが、重力だけでなく太陽光の影響も受ける。太陽光を吸収した小惑星は、その吸収したエネルギーを再び放射の形で放出する。この時、小惑星が熱エネルギーを放出する過程で、小惑星はその反対方向に一種の推進力を得ることになる。この効果を「ヤルコフスキー効果（Yarkovsky effect）」と呼ぶ。太陽に向かっている小惑星の昼側の部分と太陽を背にしている夜側の部分は表面温度が異なり、結果として宇宙空間の外へ放射する熱エネルギーの量が変わる。こうした非対称性は、小惑星の軌道に持続的に影響を与えうる。
2014年に67P彗星を訪問した探査機ロゼッタは、実際に太陽光を受けながらヤルコフスキー効果を経験している彗星表面のダイナミックな変化を捉えた。太陽光を受けた彗星表面の氷が溶け、随時強いジェットを吹き出していた。また熱と放射エネルギーにより、彗星の崖の一部が崩壊したり岩石の位置が移動するなど、大小様々な地形の変化が捉えられた！ 誰もいない彗星で、一体誰が岩を動かしたのか？ その犯人はまさに太陽光による熱放射だろう。わずか1〜2年の間に撮影した彗星67P表面の同じ領域を比較すれば、明らかな地形変化を確認できる。彗星においても絶えず地図をアップデートしなければならない。
問題は、アポフィスがきれいに丸いボール状の天体ではなく、大きく歪んだ複雑な形の岩石であるという点だ。さらにアポフィスはかなり速いスピードで揺れ動きながら、刻一刻と太陽光を受ける領域の面積が変化している。結果として、アポフィスが毎秒受けるヤルコフスキー効果の方向と程度を推定することが非常に困難になる。
その上、地球と直接衝突しないとしても、地球のそばをギリギリで通り過ぎること自体もアポフィスの軌道変化に大きな影響を与えうる。まるで木星の重力を利用して探査機が軌道を変えるスイングバイのように、地球の重力によってアポフィスが速度を得たり失ったりする可能性がある。地球のそばをギリギリで通過するということは、当面は地球と衝突しないという点では幸いな瞬間だが、地球を通過することで軌道が大きく変わるため、今後の軌道追跡が難しくなるという点では非常に不安な瞬間でもある。
興味深いことに2013年にアレシボ電波望遠鏡で観測したアポフィスの形態を見ると、単純に細長いジャガイモのような形だけでなく、彗星67Pのように2つの塊がくっついている二重ローブ（Double lobe）形態であると考えられている。もし本当に2つの小さな塊がくっついている形態の小惑星であれば、アポフィスの未来を予測するのはさらに厄介になる。地球の近くを通過する際、地球の強い重力によってアポフィス表面で大小の崩壊や土砂崩れが起こる可能性がある。そしてこの時、地形の一部が崩れることで小惑星の形態が大きく変化する可能性がある。そうなれば再び、太陽光を受ける小惑星表面の面積自体が大きく変わるため、その後のヤルコフスキー効果の影響を予測することがより難しくなりうる。
さらにこのような二重ローブ形態であれば、近い将来、本当にアポフィスが現実的な脅威として確認され、地球を守らなければならなくなった時に大きな問題となりうる。映画「アルマゲドン」や「ディープ・インパクト」のように直接小惑星に爆弾を投下したり、大きな衝撃を与えて軌道を変える方式を試みる場合、二重ローブ形態の小惑星が2つに割れてしまう可能性があるからだ。そうなれば割れたそれぞれのローブの行方は追跡がより困難になり、予期せぬ悲惨な結末を招く恐れもある。地球を救おうとしたプロジェクトが、かえって地球を大惨事の道へ導いてしまうかもしれない。
まさにこうした複雑な要素があるため、アポフィスをはじめとする地球近接脅威小惑星の予想軌道は、新たな最新の観測結果が反映されるたびに大きく変わらざるを得ない。それゆえに、最も確実にアポフィスの予想軌道をモニタリングするためには、2029年に地球のそばをかすめる瞬間の持続的なレーダー観測、そして可能であれば探査機を直接飛ばしてアポフィスの構成成分と地形地図を正確に把握する必要がある。そしてその大胆な探査に、大韓民国が野心的な試みを準備している。
遠くまで飛ぶ技術がないなら、向こうから来る天体へ行けばいい！
ちょうど2029年、地球のそばを非常に近くで通過するアポフィスを素晴らしい宇宙探査の舞台として活用してみることができる。最近、韓国航空宇宙研究院と韓国天文研究院は、アポフィスへ探査機を送る計画を真剣に検討し始めた。宇宙開発の後発走国として、冷徹に言って残念ながら、まだ大韓民国は米国や欧州のように木星の向こうの彗星や、太陽系の果て、冥王星の先まで探査機を精密に送り込める十分な経験を積んでいない。これまで驚異的な発展により地球周辺の低軌道に多くの発射体や人工衛星を打ち上げてきたが、突然中間過程なしに深宇宙探査を目標にするのは非現実的な目標だ。
そういった点でアポフィスは、我が国のような宇宙開発の後発走国の立場で、非常にありがたく興味深い天体だ。あえて我々が地球軌道の外、深宇宙の彼方まで飛んでいかなくても、天体が自ら地球の目の前まで飛んできてくれるからだ。それどころか、月よりも近い、静止衛星レベルで地球に接近する！ この距離であれば、現在の韓国の宇宙技術でも十分狙える距離だ！
もちろん、単純に目標軌道上に人工衛星を安着させることに比べれば、猛スピードで地球のそばを通り過ぎる小惑星の脇へ探査機を無事に送り込むことは、はるかに困難な作業だ。しかし、当面突然「韓国の探査機を火星へ送る」「我々も冥王星に行く」といった無理な目標に比べれば、はるかに妥当で実現可能な興味深い計画である。
すでに小惑星探査は太陽系宇宙探査と資源開発の側面から重要な分野として浮上している。日本のJAXAの探査機「はやぶさ2」は、先行して2018年に地球近接小惑星リュウグウに接近し、成功裏にサンプルを採取した。そして2年後の2020年9月、サンプルを載せたカプセルが無事に地球へ帰還し、オーストラリアの砂漠に着陸した。最近、日本の研究陣は先の彗星探査では見つけることに失敗した、地球の水が持つ真の起源に関する手がかりを、まさにそのリュウグウのサンプルから発見できたという研究結果を発表した。2020年10月にはNASAの探査機OSIRIS-REx（オサイリス・レックス）が小惑星ベヌーの表面にタッチダウンした。その過程で探査機との衝突の余波で飛び出したサンプルを採取し、2023年にはそのサンプルを載せたカプセルが地球へ戻る予定だ。
このように最近、小惑星探査の新たな幕が上がった。太陽系初期の物質をそのまま宿した小惑星は、太陽系の形成と起源に対する科学的な手がかりを提供するだけでなく、地球では珍しい希少な鉱物や金属を宿しており、多様な資源の宝庫として期待を集めている。そのため現在、多くの企業でいっそのこと小惑星を地球近くの軌道へ移送し、持続的な採掘を通じて資源を確保するレベルの研究を計画することさえある。それだけ小惑星探査は、21世紀の新たな宇宙探査の主人公として脚光を浴びている。
その上、他の小惑星でもなく、数年前から近い将来地球を破壊するかもしれない恐ろしい存在と考えてきたアポフィスだなんて！ なんと魅力的な探査だろう！ 近い将来、本当にアポフィスが現実的な脅威として確認されたとき、地球が最も安全に生き残るにはどのような方式で地球を守るべきか、小惑星にミサイルを撃つべきか、探査機を送って重力を利用して軌道を変えるべきか。詳細な計画を樹立するためには、アポフィスの正確な特徴を把握し、その地図を描く必要がある。結局2029年、本当に現在の計画通りに大韓民国のアポフィス探査が成功すれば、近い将来において最も現実的な脅威から人類全体の存続のために進められた最も魅力的なプロジェクト、地球防衛予行演習プロジェクトとなるだろう。
本当に重要なのは…
ここで一つ重要な質問を投げかけてみたい。おそらく計画が順調に進み、2029年に大韓民国のアポフィス探査機が宇宙へ飛び立てば、おそらく国内の多くのメディアは「ついに我々も宇宙へ行く」といった言葉ばかりを掲げる可能性が高い。もちろん他国の先進国が独占していた宇宙開発の領域に「ついに我々も行く」という事実は十分に魅力的だ。特に一般市民に対して、いわゆる「国威発揚（クッポン）」と呼ばれる感情を刺激し、韓国の宇宙開発の妥当性と莫大な予算投入に対する共感を得るための良い戦略であることにも同意する。しかし果たしてそれだけで十分だろうか？
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