火星で水を得るには？ワシントン大学の研究者たちは、土壌から水を採取する方法を研究している。
アラン・ボイル著
科学者たちは、火星のたった一つの地域に、スペリオル湖を満たすのに十分な水があると言う。もしそれを地表下の氷から抽出できればの話だが。
では、未来の火星移住者は、これらの鉱床をどのように活用して、飲料水、呼吸可能な酸素、そして水素ベースのロケット燃料を生産できるのだろうか？ワシントン大学の研究者たちは、その方法を研究している。
彼らの研究は、約20年前に開発された水蒸気吸着反応器（WAVAR）と呼ばれる技術に基づいています。ウィスコンシン大学航空宇宙学部のアダム・ブルックナー教授は、学生たちと協力し、火星の大気から微量の水蒸気を抽出できる装置を開発しました。
WAVAR装置は火星のような環境でテストされ成功したが、この技術を概念実証以上のレベルに進める資金はなかった。
「NASAは、その研究のための現地資源利用には全く資金を提供していません」とブルックナー氏はGeekWireに語った。しかし、ナショナルジオグラフィック・チャンネルで放送されているミニシリーズ「Mars」で描かれる、火星の居住地を巡る架空の物語には、WAVARがカメオ出演している。
一方、ブルックナー氏はこの構想を別の方向に進めている。火星の大気から水を少しずつ採取するのではなく、マイクロ波を使って火星の土壌から水を抽出しようと考えているのだ。
「これは天然のWAVARだ」とブルックナー氏は語った。
この方法は、ニューメキシコ州よりも広い範囲にわたって、湖に相当する量の水が土壌中に凍っているユートピア平原のような場所では実行可能かもしれない。
彼らの推定は、NASAの火星探査機マーズ・リコネッサンス・オービターに搭載された地中レーダー機器の測定値に基づいています。レーダーデータは、厚さ3～33フィートの土壌層の下にある、厚さ260～560フィートの堆積物を示しています。
「この堆積物は、火星の歴史において、火星の地軸が現在よりも大きく傾いていた時期に、塵と混ざった氷床に積もった雪によって形成されたと考えられます」と、テキサス大学オースティン校の研究者であるキャシー・スチュアマン氏はNASAのニュースリリースで述べた。スチュアマン氏は、地球物理学研究レターズ誌に掲載されたこの発見に関する論文の筆頭著者である。
この堆積物は純粋で透明な氷でできているのではなく、塵や岩石が混ざった水の氷が約50～85%含まれていると考えられています。
火星の環境は、堆積物をそのまま掘り起こせば、露出した氷が直接水蒸気に変わってしまうほどです。しかし、ブルックナー氏の構想では、土壌の上にドームを設置し、マイクロ波を注入して土壌粒子を加熱し、水を放出して水分を捕捉するというものです。
ブルックナー氏とワシントン大学の同僚だけがこの方法を採用しているわけではない。アラバマ州に拠点を置くスペース・リソーシズ・エクストラクション・テクノロジー社をはじめとする他のベンチャー企業も、火星や月の氷床から水を抽出すべく、同様の方法に取り組んでいる。NASAは2020年にMOXIEと呼ばれる酸素抽出実験機を火星に送り込む計画だ。
10年以上にわたり、「水を追う」ことがNASAの火星探査における合言葉となってきた。テキサス大学のジョー・レヴィ氏は、地球物理学研究レターズ誌に掲載された論文の共著者であり、凍った水が火星の過去を理解するだけでなく、未来を築く上でも重要な役割を果たすことを期待している。
「ユートピア平原の氷床は、単なる探査資源ではありません」とレヴィ氏は述べた。「火星における気候変動の記録の中でも、最もアクセスしやすいものの一つです。火星の地表の一部の地域に氷が堆積し、他の地域では堆積していない理由は、まだ完全には解明されていません。この氷を採取し、将来のミッションで利用することで、宇宙飛行士の生存に役立つだけでなく、火星氷河期の謎を解き明かす助けにもなるでしょう。」
全6話構成のミニシリーズ「火星」は、ナショナル ジオグラフィック チャンネルで毎週月曜日に放送されています。放送時間は各地域の番組表をご確認ください。ウェブサイトとナショナル ジオグラフィックのYouTubeチャンネルでは、30分の前編「Before Mars」を含む12本以上の短編動画を視聴できます。
