パーカー・ソーラー・プローブ

パーカー・ソーラー・プローブ：太陽の謎に迫る探査機

パーカー・ソーラー・プローブは、太陽の外部コロナを直接観測することを目的としたNASAの宇宙探査機です。この探査機は、太陽表面から約8.86太陽半径（約590万キロメートル）という、かつてない近さまで接近し、太陽の謎を解明することを目指しています。

開発と軌道

当初はソーラー・プローブ・プラスと呼ばれていましたが、宇宙物理学者ユージン・ニューマン・パーカー氏の功績を称え、現在の名称に変更されました。2018年8月12日に打ち上げられたこの探査機は、金星での複数回のスイングバイを利用して徐々に軌道を調整し、太陽への接近を繰り返します。最終的には、太陽から約8.5太陽半径（約600万キロメートル）の軌道で観測を行います。

過酷な環境と技術

太陽に極めて接近するため、探査機は非常に過酷な環境に晒されます。地球軌道に比べて約520倍も強い太陽光や熱放射、放射線に耐える必要があります。探査機は、炭素繊維強化炭素複合材料製の耐熱シールドを備えており、約1400℃の高温にも耐えられます。コンピュータや観測機器は、耐熱シールドの影に配置され、太陽光の直射を避ける設計となっています。電源には太陽電池アレイを使用し、太陽に近づく際には、太陽電池を機体側に畳んだり、一部をシールドの影に入れることで、温度上昇を抑制しています。さらに、冷却用の流体を循環させるシステムも搭載し、探査機の温度を適正に保っています。

科学目標

パーカー・ソーラー・プローブの主な科学目標は以下の通りです。

太陽コロナを加熱し、太陽風を加速するエネルギーの流れを追跡する。
太陽風が発生する領域におけるプラズマと磁場の構造やダイナミクスを解明する。
高エネルギー粒子を加速して輸送するメカニズムを明らかにする。

これらの目標を達成するために、探査機は様々な観測機器を搭載し、太陽の磁場やプラズマの状態、高エネルギー粒子の分布などを詳細に観測します。

ミッションの進捗

打ち上げ後、探査機は金星でのスイングバイを繰り返し、徐々に太陽に接近してきました。2019年4月には、太陽半径の30倍という史上最も太陽に近い場所での観測に成功しました。ミシガン大学の研究グループによる観測データの解析では、プラズマ中のエネルギーが磁場に蓄えられ、それが粒子の運動エネルギーに変換されることで、粒子が加速されることが明らかになりました。

また、2019年12月には、最初の観測結果に関する4本の論文がネイチャー誌に掲載されました。その中で、35太陽半径付近で観測された太陽風の速度が、従来のモデルで予想されていた値の20倍にも達する35-50km/sにも及ぶことが報告されました。さらに、黄道面に近い低緯度領域で見られる低速太陽風の発生源が、赤道付近の小さなコロナホールである可能性も示唆されました。

まとめ

パーカー・ソーラー・プローブは、人類がこれまで到達できなかった領域で、太陽の観測を行う画期的なミッションです。この探査機による観測データは、太陽のダイナミクスや太陽風の加速メカニズムといった、太陽に関する理解を深める上で非常に貴重なものとなるでしょう。今後の観測結果にも期待が高まります。

関連情報

メッセンジャー - 太陽系を離脱する軌道に乗った探査機。
ダニエル・K・イノウエ太陽望遠鏡 - アメリカ国立科学財団の太陽望遠鏡。

外部リンク

Parker Solar Probe at the Johns Hopkins Applied Physics Laboratory
NASA Selects Science Investigations for Solar Probe Plus
Solar Probe Plus Mission Engineering Study Report (PDF)
NASAの探査機、太陽へ突入の計画
探査機が太陽に接近、驚きの観測結果と深まる謎

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