JUICE 木星氷衛星探査計画 ガニメデ周回衛星

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太陽系創世記と地球外生命体を探る史上最大級のグレートジャーニー4JUICE:JUpiter ICy moons Explorer

ESA(欧州宇宙機関)が主導する大型木星氷衛星探査計画であり、欧州各国をはじめ、日本や米国が参加する史上最大級の国際太陽系探査計画です。ガニメデをはじめとする木星の月たちには、地下に広大な海が存在していると言われています。これを調べることで、木星の成り立ちや宇宙における生命存在可能性に迫ることを目指しています。2022年に打ち上げ、2029年に木星系に到着、2032年に衛星ガニメデの周回軌道への投入が予定されています。探査機の開発から15年以上、打ち上げから10年以上におよぶ、まさに現代宇宙探査の「グレートジャーニー」です。

なぜ木星とその衛星なのか?

太陽系の起源の謎を解明

我々の太陽系がどうやってできたのか?地球に水や大気がどうやってもたらされたのか?その謎に迫るヒントが、じつは木星にあります。
木星は地球の300倍の質量を持つ、太陽系最大の巨大ガス惑星です。木星はその巨大な重力によって、太陽系の姿を”デザイン”した最重要惑星であることがわかってきています。木星が誕生したことによって、地球も誕生し、海や大気の成分も地球にもたらされたのです。では、その肝心の木星はいつどうやってできたのでしょうか?その謎に迫るのが JUICE 探査です。
木星は外から見ると巨大なガスのかたまりです。原始の木星を作った材料物質はぶ厚いガスの下にあり、直接これを調べることは困難です。一方、木星の衛星には、木星形成当時の材料物質が”化石”のように残っていることが期待されます。JUICE探査機は、木星の衛星たちを調べることで太陽系と地球の成り立ちに迫ります。

生命存在可能性の探求

木星の衛星は一見氷のかたまりのように見えますが、その内部は木星の重力による変形や、岩石に含まれる放射性元素によって加熱されています。加熱が十分であれば、氷が溶けて内部に液体の海が存在することも可能です。衛星エウロパやガニメデには、そのような内部海があるのでしょうか?また、内部海の環境は、地球の海と似ているのでしょうか?
これらの問いへ答えることは、地球外生命の存在可能性の探求に直結する課題であり、JUICE探査が目指す目標の一つです。

太陽系最強の加速器

木星は驚くほどダイナミックな惑星です。目に見える大気だけでなく、目に見えない強力な磁場も高速で回転しており、刻一刻、形を変えて変動しています。木星は太陽系で最も強力な磁場を持ち、木星周辺のプラズマを猛烈に加速しています。そして、地球数個分以上の大きさのとてつもないオーロラが発生しています。
このような現象はどうやって起きているのでしょうか?地球で起きる現象をはるかに凌駕するスケールでダイナミックに変動する木星。その全貌解明もJUICE探査機が行うことです。

About Jupiter 木星とその個性的な衛星たち

JUICE 木星 アイコン 木星

太陽系最大の惑星。地球の300倍以上の質量を持ち、その巨大な重力で太陽系初期に地球や他の惑星の配置を決定した最重要惑星。ただし、その形成過程には謎が多い。JUICEでは大気組成やその運動、木星の磁場、周辺のプラズマ環境などを調べる。

JUICE イオ アイコン イオ

岩石でできた最も内側の衛星。太陽系で最も活発な火山活動を有する。木星との潮汐加熱が天体を暖めている。JUICEでは唯一、近接探査を行わないが、火山活動やプラズマ現象を木星周回しながら観測する。

JUICE エウロパ アイコン エウロパ

内部に液体の海、内部海を持つ天体。海底には地球の深海の熱水噴出孔のような生命を育む環境が存在する可能性もある。表面は氷の地殻で覆われ流動している。JUICEでは近接探査を行い、内部海や氷の組成、地質活動の有無を調べる。

JUICE ガニメデ アイコン ガニメデ

太陽系最大の衛星。内部に液体の海を持つ可能性がある。約20億年前までは活発な地質活動があった可能性が高いが、現在の状態は不明。衛星では唯一、地球のような金属核による磁場をもつ。JUICEの主な探査対象で周回探査を行い、内部海の有無やその組成、地質活動史、磁場の変動や成因などを調べる。

JUICE カリスト アイコン カリスト

木星系で最も外側の衛星。ほとんど地質活動を経験せず、太陽系初期の原始木星を作った材料物質が化石のように残ると期待される。JUICEでは30回以上の近接探査を行い、氷の組成や内部状態などを調べることで、木星形成当時の情報を得る。

SPACE CRAFT JUICE探査機について

credit:Airbus DS

JUICE探査機

太陽から遠い木星でも太陽電池で駆動する探査機システム、木星の厳しい放射環境を堪える設計など、JUICE探査機には、木星探査を可能にする多くの先端技術がつまっています。

重量 約2900kg
(推進薬質量)
通信 1.4Gbit/day
全ペイロード
(観測機器)質量
219kg 軌道変換能力 2700m/sec
ペイロード電力 180W 放射線レベル 240krad/10mm
電力源 太陽パネル800W ダウンリンク 1.4Gbit/day 以上
ハイゲインアンテナ 3.2m&Ka band

credit:e.g courtesy Airbus DS

搭載観測機器

JUICE には国際公募によって選定された 11 の観測機器が搭載される予定です。11の搭載観測機器提供チームのうち、4つの機器 (RPWI、 GALA、 SWI、 PEP/JNA) については、日本からハードウェアの一部を提供する事になっています。また、2 つの機器(JANUS、 J-MAG)については、日本の研究者が共同研究者として参加することになっています。

搭載機器一覧宇宙研 / JAXA からの機器参加 : ★情報通信研究機構からの機器参加 : ☆日本人研究者の参加 : ◯
機器名 観測対象・方法 主任研究者(所属)
JANUS 天体の表面の観察 春山純一 (JAXA)
MAJIS 表面物質の特定・推定
☆ ◯ SWI 大気成分高精度観測 笠井康子 (NICT)
UVS 表面氷の特定・大気観測
RIME 地下物質探査
3GM 木星や衛星の重力探査
★ ◯ RPWI 木星プラズマ環境 笠羽康正(東北大)
★ ◯ PEP 木星プラズマや衛星表面物質 浅村和史(JAXA)
J-MAG 木星磁場や衛星内部海の探査 松岡彩子(JAXA)
★ ◯ GALA 衛星表面の高度を測る 塩谷圭吾(JAXA)
PRIDE 衛星位置の特定や重力測定

JUICE探査機 搭載機器

Schedule JUICE探査スケジュール

JUICE探査はどんなスケジュール?

2022年にアリアン 5 ロケットで打ち上げ、2029年に木星系に到着、2032年に木星の衛星であるガニメデ周回軌道に投入され、2033年の6月にミッション(探査)を完了する予定です。打ち上げまでの期間には、探査機に搭載される測定器を総力をあげて開発します。

2029年の木星系到着から、2032年のガニメデ周回軌道投入までは、エウロパに2回、カリストに30回以上の近接通過(フライバイ)観測を行います。ガニメデ周回時には、地表からの高度 500 kmにまで近づき詳細な観測を行う、世界発の氷衛星の周回機となる予定です。

画像:JUICE 太陽系・天文分野の進展 タイムライン

JUICE - スケジュール

JUICE-JAPANが主導する科学:ロードマップ

JUICE 探査は探査機の開発から 15 年以上、打ち上げから 10 年以上におよぶ、まさに現代宇宙探査の「グレートジャーニー」です。この期間にも、太陽系外惑星の観測、そして我が国で進める太陽系探査「はやぶさ2」「火星衛星探査」が進められていきます。

太陽系の起源や地球環境の形成について、どのようなことがわかってくるのでしょうか? 「はやぶさ2」や「火星衛星探査」は、内側太陽系への水や大気の材料物質の供給に対して制約を与えます。

系外惑星の観測によって、一般的に木星のような巨大ガス惑星がどのように形成・進化するかが明らかになります。

JUICE 探査によって得られる結果と、このような天文学や太陽系探査によって得られるであろう成果を結びつけることで、太陽系の普遍性や地球の成り立ちを明らかにすることが可能になります。そのような夢のある太陽系科学のロードマップを JUICE-JAPAN が主導して描き、実現していきます。

JUICE-JAPAN 独自の科学研究グループJUICE-JAPAN

JUICE-JAPAN

JUICE探査という機会を最大限に活かして、欧米とも異なる視点で”太陽系創世記”の完成を目指すため、日本では独自の科学研究グループを構築します。これが JUICE-JAPAN です。
JUICE-JAPAN には、JUICE 探査機に搭載される機器を開発する研究者だけでなく、惑星形成理論や惑星物理を専門とする惑星科学者、望遠鏡を使った天文観測を専門とする天文学者、さらにはプラズマ・磁場を調べる宇宙空間物理学者、水と岩石の化学反応を調べる地質・地球化学者などが含まれています。世界的に見てもユニークな、オールジャパンの研究体制です。このような研究グループは、JUICE 探査完了後も、新たな学問分野を創成するための萌芽となることが期待されます。
現在、JUICE-JAPAN に関係する研究者は 110 名を超え、JAXA宇宙科学研究所をはじめ29の国内の大学・研究機関に所属しています。

画像:国内関係研究者所属機関
JUICE-JAPANのプレイヤーは何を目指すのか

PEOPLE JUICEを支える人々

  • 機器を開発する研究者
  • 惑星形成理論や
    惑星物理を専門とする
    惑星科学者
  • 望遠鏡を使った
    天文観測を専門とする
    天文学者
  • プラズマ・磁場を調べる
    宇宙空間物理学者
  • 水と岩石の
    化学反応を調べる
    地質・地球化学者
JUICE-JAPANにまつわる論文・研究