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打ち上げから12年後、ニューホライズンズ探査機は謎のウルティマ・トゥーレに焦点を定めた

打ち上げから12年後、ニューホライズンズ探査機は謎のウルティマ・トゥーレに焦点を定めた
ウルティマ・トゥーレのニューホライズンズ
このアートワークは、NASAのニューホライズンズ宇宙船が元旦に「ウルティマ・トゥーレ」として知られる氷の天体と遭遇した際、太陽に照らされたシルエットを描いている。(NASA / JHUAPL / SwRI イラスト / スティーブ・グリベン)

冥王星と太陽系の氷に覆われたカイパーベルトを探査する12年目のニューホライズンズ探査ミッションの第2幕がヒートアップし、NASAのピアノサイズの宇宙船が天体と史上最も遠い距離で接近遭遇するまで残り1か月を切った。

ウルティマ・トゥーレ（UL-ti-ma THOO-lee）として知られる謎のカイパーベルト天体（1つまたは複数）の新年のフライバイは、3年前に冥王星への歴史的なフライバイで最高潮に達したミッションの第一弾である。

2006年に打ち上げられたニューホライズンズは、決して一度きりのミッションとして計画されたものではありません。冥王星フライバイの前から、ミッションマネージャーたちはハッブル宇宙望遠鏡を用いて、カイパーベルトのさらに10億マイル外側にある次の探査対象を特定していました。そして今、ニューホライズンズの主任研究者であるアラン・スターンと彼のチームにとって、正念場を迎えています。

また。

「今回のフライバイは冥王星よりもはるかに困難です」とスターンは語った。「ウルティマは小さく、光も弱いので、航行がはるかに困難です。…もう一つの困難、あるいは課題は、私たちがより遠くにいるため、通信時間が長くなり、ビットレートが低くなることです。」

本日、研究チームはニューホライズンズの軌道を微調整するためのコマンドを送信しました。これは、探査機のナビゲーションスラスタ（ちなみに、ワシントン州レドモンドにあるエアロジェット・ロケットダイン社の施設で製造されたもの）を用いて行われました。コマンドが光速（1秒あたり1,000ビット）で探査機に到達するまで、6時間以上かかりました。

ミッションマネージャーが自分たちのコマンドが実行された（あるいは実行されなかった）という確認を得る頃には、ニューホライズンズは進路に沿って（あるいは進路を外れて）さらに数十万マイルも移動していることになる。

アラン・スターン
ニューホライズンズの主任研究員アラン・スターンは、ウルティマ・トゥーレのフライバイに向けて準備を進めている。（アラン・スターン、Twitterより）

「これは一発勝負で、『正しくやるか、さもなくば帰るか』という勝負です。Uターンして戻ってやり直すことはできないからです。…宇宙船とのチェスの一手一手を、より慎重に計画しなければなりません」と、サウスウエスト研究所の惑星科学者スターン氏は語った。

数十人の科学者やエンジニアがメリーランド州にあるジョンズ・ホプキンス大学応用物理学研究所に集結し、フライバイの準備を整える予定だ。フライバイは、1月1日午前0時33分（東部標準時）（12月31日午後9時33分（太平洋標準時））にウルティマ・トゥーレに最接近する予定だ。

すべてが計画通りに進めば、ニューホライズンズは2,200マイルの距離でウルティマを通過することになる。これは冥王星フライバイに使用された距離の3分の1以下だ。しかし、ミッションチームは、より安全でより遠い軌道への変更を強いる可能性のある小さな衛星がないか監視している。

最近のリハーサルでは、ニューホライズンズがウルティマ付近に11基の衛星を発見するという最悪のシナリオに対処しなければならなかった。「まるでスズメバチの巣に飛び込むような状況でした」とスターンは振り返った。

スターン氏も他の誰も、ニューホライズンズが実際に何を見ることになるのか正確には知らない。

「ウルティマのような原始的で古代の、完璧に保存された天体がどのようなものなのか、私たちには分かりません。なぜなら、誰もこのような場所に行ったことがないからです」とスターンは説明した。「まさに未知の領域です。純粋な探査です。私たちはただ、それが一体何なのか、環を持っているのか、衛星の群れを持っているのか、ただ見極めるだけです。」

ハッブル宇宙望遠鏡の画像によると、ウルティマ・トゥーレ（別名2014 MU69）は幅約32キロメートルで、互いに周回する2つ以上の天体から構成されている可能性がある。しかし、まだ十分な情報が得られていないため、驚くべき展開が予想される。

「冥王星について私たちがどれほど多くのことを知っていたか、そしてどれほど驚かされたかを考えると、今私たちは全くのゼロからのスタートです」とスターンは語った。「大きさや色もほとんど分かっていません。組成や大気、衛星など、何も分かりません。しかし、私たちは必ずそれを明らかにします。」

それを知るために、プルトニウムを動力源とするニューホライズンズ探査機は、3年以上前に冥王星とその衛星の調査に非常に効果を発揮したのと同じ一連の科学機器を採用する。

ニューホライズンズの長距離カメラ「LORRI」は、現在ウルティマを小さな点として捉えているが、フライバイの数日前からその形状を捉えられるようになるはずだ。接近の最接近時には、ニューヨークのセントラルパークの湖に浮かぶボートほどの小さな特徴もLORRIは捉えることができたとスターン氏は述べた。

ニューホライズンズは、紫外線イメージング装置「アリス」と赤外線・可視光イメージング分光計「ラルフ」を用いて、ウルティマの組成を解析します。電波科学実験で温度を測定し、その他の機器でウルティマの近傍宇宙の粒子を分析します。

2015年の冥王星フライバイの時と同様に、ウルティマフライバイの全データを送信するには数ヶ月かかる見込みです。しかし、ニューホライズンズミッションの「第2幕」は、最終的には「第1幕」で既に得られた太陽系外縁部の氷惑星に関する膨大な記録に新たな情報を追加することが期待されています。

第三幕はあるのか？スターン氏は、ウルティマミッションが終わったら、彼と同僚たちはNASAにミッションの延長を要請するつもりだと述べた。

彼は、現在の速度でいくと、ニューホライズンズはあと10年近くカイパーベルトを飛行することになるだろうと指摘した。

「我々は新たなフライバイ目標を探し、搭載された望遠鏡でカイパーベルト天体の観測を継続します」と彼は述べた。「NASA​​が承認すれば、第三幕が始まります。」