ＮＡＳＡは月・火星に向かう！
ＮＡＳＡは月・火星に向かう！
１９６９年７月、人類はアポロ１１号で初めて月面着陸しました。その後、数回にわたって月面着陸を成功させましたが、アポロ計画は１９７２年に終了しました。ずいぶん時間が経ちましたが、今、ＮＡＳＡは火星を目指し活動を再度スタートしています。
一つ目は火星に行くための中継基地【月軌道ステーション】の設置です。これからの工程は。次の様な内容になっています。
２０１９年：推進力と電源に関する課題を解決して、無人の宇宙オリオンを打ち上げる。
２０２２年：月軌道ステーションを地球軌道に打ち上げる。
２０２５年：月軌道ステーシを月軌道に乗せる。さらに、３０日間のミッションを担う４人のクルーメンバーを宇宙オリオンで送り込む。
２つ目は火星の状況を探査することです。
今月５日に新型の火星探査機「インサイト」が打ち上げられました。火星で起きる地震や地中の温度を測ることで火星の内部構造を初めて直接調べます。また、地球のような岩石惑星がどのように造られたかの解明にもつながると期待されています。インサイトは乗用車ぐらいの大きさで、パラシュートとロケットの逆噴射を使い着陸します。ロボットアームを使って、火星表面に地震計を設置したり、地下５メートルの深さまで熱流量計を埋め込んだりすることが出来ます。それにより、地震の波の伝わり方や、地中の熱の量や伝わり方を調べ、内部の構造や成分のほか、火星の成り立ちなどを明らかになると期待されています。 また同じロケットでブリーフケース大の小型衛星「マルコ」２機も打ち上げられました。これは、地球以外の惑星で初めてとなる小型衛星の技術実験ですが、うまく軌道に投入できれば、インサイトの火星大気への突入や着陸時の通信を支援するそうです。２０５０年までには火星に到達することが出来そうな雰囲気になってきました。画像はインサイトのイメージです。
宇宙望遠鏡「ＴＥＳＳ」打ち上げ！
宇宙望遠鏡「ＴＥＳＳ」打ち上げ！
米航空宇宙局（ＮＡＳＡ）は１８日、スペースＸ社のロケット「ファルコン９」によって太陽系外の惑星を探す宇宙望遠鏡「ＴＥＳＳ」を打ち上げました。２年間にわたって地球を周回し、地球と同じぐらいの大きさで、生命が存在できそうな惑星の発見を目指すそうです。
ＮＡＳＡは２００９年に宇宙望遠鏡「ケプラー」を打ち上げ、９年間の観測で２６００個以上の系外惑星を見つけました。今回のＴＥＳＳは４台のカメラを搭載した洗濯機ほどの大きさで、前回のケプラーと同じように惑星が恒星の手前を通過する際に恒星がわずかに暗くなる「トランジット」という現象を観測し、惑星が存在するかどうかを調べ、発見されるとその大きさや公転の軌道、周期などを計算します。ＴＥＳＳはケプラーよりも３５０倍もの広範囲を観測することが出来るので、２万個ほどの太陽系外惑星を発見し、このうち地球大の惑星は５０個以上、地球より大きいが２倍には満たない大きさの惑星は最大５００個見つかるとＮＡＳＡは見込んでいます。ＴＥＳＳが予測通りに発見してくれた惑星については、地上と宇宙の両方に設置された天体望遠鏡でさらに観測を進め、岩石の地形があるか、大きさは地球と同等か、太陽との距離が近すぎも遠すぎもせず水が液体で存在できる気温かどうかなど、生命が存在する可能性を示唆する条件を調べることになるそうです。画像はＴＥＳＳの想像図です。
ホーキング博士と「マルチヴァース（多元的宇宙）」
ホーキング博士と「マルチヴァース（多元的宇宙）」
３月に亡くなられた宇宙物理学者のホーキング博士は、１９７０年にペンローズ博士と共同で宇宙の始まりに関する論文を発表しました。当時、宇宙の始まりを研究する根拠は「一般相対性理論」でしたが、それに基づいて過去に遡ると宇宙の始まりには重力や密度が無限大の状態になっていたはずで、一般相対性理論が破綻してしまう「特異点」が存在せざるを得ないことを証明したのです。しかし、その時点では宇宙がどの様に始まるのかという特異点定理が欠けていました。これは一般相対性理論だけでは解決できないテーマで、ホーキング博士はそれに量子論を組み入れたのです。特異点定理を研究するために、彼は現宇宙の始まる前の状態まで思いを巡らし、１９８３年にハートル博士と共同で「ハートル・ホーキングの無境界仮説」を提唱しました。それによると、そこは空間や時間の概念自体が暖味になってしまう場だそうです。特異点が原子レベルの状態だったとすれば、粒子のようにも波のようにも振る舞うことが出来るという量子論的な概念です。ホーキング博士の研究はさらに続きます。亡くなる１０日前に公開されていた「Ａ Ｓｍｏｏｔｈ Ｅｘｉｔ ｆｒｏｍ Ｅｔｅｒｎａｌ Ｉｎｆｌａｔｉｏｎ？（永久インフレーションからのスムーズな離脱？）はハートグ博士との共同論文として公開されました。二人は、「ハートル・ホーキングの無境界仮説」についてさらに研究を重ねた結果、無境界仮説のモデルは一つの宇宙だけではなく、異なる物理定数を持つ無数の宇宙を作り出してしまう（永久インフレーションと呼ばれる現象）ことに気が付きました。そこから彼らはマルチヴァース（多元的宇宙）の可能性を、検証可能な科学的フレームワークに変換できるような方法の開発に努め最後の論文に至ったのです。この論文は無境界仮説に量子論を加え、宇宙が量子論の支配するインフレーションから誕生し、そのあと宇宙の進化と共に一般性相対理論が出現することを描写しているそうです。宇宙の量子起源を証明するのはビッグバンからの重力波で、地球では検出できないのですが、いつか宇宙での重力波実験ができればこれを直接検出できるかもしれないそうです。まさにホーキング博士が言い遺しているように「人間の努力には境界がない」ですね！
レアアースに朗報！
レアアースに朗報！
多くの製造業で使われるレアアース（希土類）の世界生産量は中国が約９０%を占めていて、これまで幾度となく中国との価格交渉で物議を醸しだしています。そのような環境下、海洋研究開発機構や東京大学の研究グループが排他的経済水域（ＥＥＺ）である南鳥島沖南２５０ｋｍの海底（深さ約５６００ｍ）に調査船を送り、約１６００万トンのレアアース泥があることを確認したと発表しました。このレアアース泥には、例えばモーターなどに使うテルビウムは世界需要の４２０年分、液晶ディスプレーの発光体に使うユロピウムは６２０年分もあるとのことです。残る課題は５６００ｍの海底から如何に安いコストでレアアース泥を回収するかですが、レアアース泥の粒の直径が通常の泥の４倍あることに着目し、海底でふるいにかける特殊装置を開発し、試掘では通常の６倍の濃度でレアアース泥を回収出来たそうです。これが本格的に商業ベースに乗ると日本の産業界が活気づくこと間違いなしです。
エヴェレスト（チョモランマ）を廻る不毛な論争！
エヴェレスト（チョモランマ）を廻る不毛な論争！
世界最高峰のエヴェレスト（チョモランマ）の標高は８８４８ｍと学校で習った記憶があり、世界最高峰なので決して忘れることのない数字になっています。かなり昔インドの測量局が独自計測した時の標高が８８４８ｍであったことと、その後中国の国家計測地理情報局が１９７５年に科学的な計測を行った結果８８４８．１３ｍだったことで、８８４８ｍが証明された形になっていました。ところが、中国が再度計測をした結果として、標高は８８４４．４３ｍであると発表したことで論争は始まりました。中国の主張は頂上に積もった雪３．５ｍと地殻変動の影響で合計３．７ｍ低くなったというものです。エヴェレスト登山のメッカであるネパールがこれに意義を唱えているようで、今年の登山シーズン中に再計測を予定しています。どういう結果になるかわかりませんが、標高を岩石面で測るのか、万年雪も含めて測るのかの不毛な論争の感じがします。世界一ですから従来通り８８４８ｍとしてほしいですね！
地球の磁力低下！
地球の磁力低下！
世界の地質学者たちが地球の磁力について、私達が知らないところで観測してくれています。最近のレポートでは南米から南アフリカにかけて広がる「南大西洋異常帯」において磁力低下の異常を指摘しています。磁力低下が進むと最後は磁極が逆転しますが、過去２０００万年の地球史を見ると磁極の逆転は２０万年～３０万年に一回起こっていたことが確認されています。しかし不思議なことに、ここ８０万年は発生していません。一方、地球の磁力はここ数十年にわたり５％／１０年の割合で弱まっており、特に「南大西洋異常帯」で特に弱まっているそうです。磁極の逆転に人類が受ける事態は壊滅的であると学舎たちが指摘しています。日本で心配されている南海トラフ地震の可能性もそうですが、人類はいつ起こるかもしれない自然脅威と直面していることを認識しておきましょう！
がん治療の最先端技術・粒子線治療！
がん治療の最先端技術・粒子線治療！
日本人の３大死因のひとつ悪性新生物（癌）の３大治療法は１、手術（外科療法）、２．薬物療法（抗がん剤）、３、放射線治療です。この中で放射線治療に焦点を当ててみると、従来はエックス線を用いた治療が主流でした。治療を受けられる施設が多いことや公的医療保険の適合範囲が広いことがその理由と思われます。エックス線治療は皮膚からエックス線が照射されがん細胞に至るのですが、がん細胞の前の正常組織も一緒に照射を受けるのである程度の損傷を覚悟しなければなりません。さらに、がん細胞の先にも照射が届きますからその部分の損傷の可能性もありました。その後、千葉県にある放射線医学総合研究所にはじめて導入されたＨＩＭＡＣと呼ばれる加速器により、１９９４年から炭素イオンを使う重粒子線治療の臨床試験が開始され、２００３年には厚生労働省から当時の（高度先進医療）の承認を得て粒子線治療の症例を重ねてきています。粒子線治療の優れたところは粒子線に「ブラッグピーク」と呼ばれる特性があることです。体に粒子線を照射すると体表からがんの部位までは細い糸の様な線になって進入し、がん細胞に到達すると一気に威力を発揮して、その先の正常組織にもダメージは与えない治療ができるそうです。粒子線治療には重粒子線と陽子線の２種類が現在使われています。問題は設備が巨大で高額なことと公的医療保険の適合範囲が限られていることでしょうか？それでも現在、重粒子線治療施設が５か所、陽子線治療施設が１３か所まで増えていて、日本はこの粒子線治療では先進国として認知されているそうです。
物質を構成する素粒子！
物質を構成する素粒子！
１９８７年２月２３日、１６万年前に大マゼラン星雲に属する星が超新星爆発を起こし中性子星になったのを偶然発見して、世界の天文学者たちがその観測に沸き立ちました。まったく同じタイミングで、東京大学宇宙線研究所に設置されていたカミオカンデが、水タンクに１１~１２個のニュートリノが飛来し１３秒にわたり存在していたことを発見して世界に驚愕をあたえました。さらに、１９９６年には、現在設置されているスーパーカミオカンデが、ニュートリノに質量があることを証明するニュートリノ振動を発見しました。
ビッグバンから始まった宇宙の不明な部分が、ニュートリノ観測を通して解明されるかもしれないらしいです。ニュートリノは素粒子のひとつですが、そもそも素粒子とは何かを少し調べてみました。最先端物理学の内容なので、科学者たちが唱えている学説の詳しいことはよくわかりませんが、最低限知っておくべきことをまとめてみました。
「水」を例に取り上げてみると、大きい段階から物質（水）－分子（Ｈ２Ｏ）－原子（Ｈ水素）－陽子（陽子・中性子）－素粒子（クオーク）となり素粒子が最小単位です。宇宙を構成するすべての物質はクオークとレプトンという素粒子の構成で形成されています。水素を例にとると、クオーク３つからなる陽子とレプトンのひとつである電子１つの組み合わせになっています。素粒子の世界では、物理学者たちが１００年かけて作り出してきた「標準理論」があり、全部で１７種類の素粒子が現在存在しています。
第一世代 第二世代 第三世代
クオーク： アップ＆ダウン チャーム＆ストレンジ トップ＆ボトム
レプトン： 電子ニュートリノ＆ ミューニュートリノ＆ タウニュートリノ＆
電子 ミューオン タウ
力を伝える素粒子：光（電磁気力）、グルーオン（強い力）、ウィークボソン２種（弱い力）
質量を与える素粒子： ヒッグス
上記１７素粒子の中で最近存在が証明されたのがヒッグス素粒子です。この素粒子はクオークのようにものを構成するものでもなく、レプトンのように力を伝えるものでもなく、他の素粒子たちとはかけ離れた存在です。一つだけかけ離れた素粒子があるのはおかしいと考えている科学者たちも多く、これからヒッグス素粒子をもっと掘り下げて研究していくことが予想されています。また、クオークの第三世代に属するトップクオークも６つのクオークの中で異常に質量があるので、何か理由があるとみられていて、ヒッグスと同様研究テーマになっています。現在建設計画中のＩＬＣという陽子と陽電子を衝突させる直線３０ｋｍの加速器設備が解明してくれると期待されています。
空飛ぶクルマ登場！
空飛ぶクルマ登場！
つい先日、２０２０年代は空飛ぶタクシーの時代になりそうな記事を掲載しましたが、今度は違うコンセプトで別の企業が出てきています。３月８日から開催されているジュネーブモーターショウでオランダの企業ＰＡＬ－Ｖが空飛ぶクルマ「ＰＡＬ－Ｖ Ｌｉｂｅｒｔｙ」を展示しています。本体は３輪自動車で本体上部にローターを備えていてジャイロコプターの様な格好です。走行用と飛行用の２つのエンジンを搭載しているので自動車モードでも飛行モードでも使えるのが特徴です。ＰＡＬ－Ｖ社によると、既に欧州航空安全機関とＦＡＡ（連邦航空局）の飛行に関する認可を受けているとしているので、パイロットライセンスさえあれば飛行が可能だそうです。しかし車が空を飛ぶとなると様々な制約が考えられるので、同社は２０１９年中に完全な認可を受けたうえで、市販を開始したい意向です。これが実現すると他の企業の開発速度が加速するのではないでしょうか！
今年の夏は猛暑？
今年の夏は猛暑？
三寒四温が進みやっと寒さから解放されたと思えるこの時期に夏の話しです。昨秋発生し、南米ペルー沖の水温を低くしたラニーニャ現象は、西太平洋熱帯域では逆に海水温を高めています。ラニーニャ現象が終息する６月ごろからは積乱雲と上昇気流が発生しやすく、その影響でチベット高気圧の勢力が強まり、さらにそれが太平洋高気圧を平年よりも北に押し上げるという連鎖現象が見込まれています。チベット高気圧と太平洋高気圧がダブルでせりあがってくると過去にも記録的な高温が発生しています。１９９４年の佐賀市で観測された３９．６℃や、高知四万十市の４１．０℃を始め全国１４３地点で最高気温を記録した２０１３年等です。今年は全国的に暑い夏になりそうな予想ですが、特にダブル高気圧が接近する九州や四国で猛暑になる可能性があるので要注意だそうです。
図は気象庁が発表した気温上昇のメカニズムです。
