火星周回軌道上の天文1号探査機によって、星間彗星3I/ATLASの前例のない画像が撮影された

宇宙探査は 2025 年 10 月に新たなマイルストーンに達し、火星周回軌道上で運用中の中国の探査機天文 1 号が彗星 3I/ATLAS の高解像度画像の撮影に成功しました。この出来事は、星間天体が他の惑星から観察され、写真に撮られた初めての出来事であり、惑星科学と天文学の重要な進歩を確固たるものとします。

記録は天体から約3,000万キロメートルの距離で行われたが、この偉業には中国国家航天局（CNSA）側の高精度の操縦と綿密な計画が必要だった。これらの画像は、太陽系外からの訪問者の構成と軌跡を研究する世界的な科学コミュニティに重要なデータを提供します。

彗星 3I/ATLAS が火星に接近したことにより、いくつかの宇宙機関が動員され、できるだけ多くの情報を収集するよう機器に指示されました。データを相互参照し、この希少な宇宙天体の性質をより完全に理解するには、国際協力が不可欠でした。

3I/ATLAS彗星は、2017年のオウム​​アムア、2019年の2I/ボリソフの検出に続き、太陽系外での起源が確認された3番目の天体である。その最初の発見は、チリの施設を含む地上の天文台によって行われた。

鋭い双曲線軌道として説明されるこの彗星の軌道は、それが私たちの星系に属しておらず、単に通過しているだけであるという主な証拠です。

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直径約 5.6 キロメートル、秒速 58 キロメートルの速度で移動するその分析は、別の星の原始惑星系円盤で形成された物質を研究するユニークな機会を提供します。

このデータは、天の川銀河内の他の惑星系の形成に関する貴重な手がかりを提供し、科学者が宇宙のさまざまな「近隣」の構成を比較できるようにします。

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天文1号に搭載されたHiRIC（高解像度画像カメラ）高解像度カメラは、観測成功の中心的な機器でした。もともと火星の表面を詳細に地図化するために設計されたこのミッションのエンジニアリング チームは、広大な宇宙で小さく、かすかに光り、高速で移動するターゲットを追跡するためにその使用を適応させました。このような高速で移動する物体をぼやけた画像を生成せずに捕捉するという課題を克服するために、徹底的なシミュレーションが実行されました。採用された戦略は、極めて短い露光時間を使用し、光の捕捉を最適化し、必要な鮮明さを確保することでした。生データは北京の管制センターに送信され、そこで特殊な処理システムが画像シーケンスを組み立て、惑星間観測としては前例のない鮮明さで彗星を明らかにした。

画像からわかる 3I/ATLAS の概要

CNSAが公開した写真には、3I/ATLASの岩だらけで凍った核がはっきりと写っています。この核は、太陽の熱が彗星の表面の氷を昇華させるときに形成されるガスと塵の雲であるコマに囲まれています。

コマの直径は数千キロメートルに達しており、非常に激しい彗星の活動があったことを示している。太陽の輻射圧によって放出された粒子によって形成された尾は約56,000キロメートルに伸び、観測中は太陽とは反対の方向に位置していました。

収集されたデータに基づく予備的なスペクトル分析では、水の氷と二酸化炭素の存在に加え、一酸化炭素の弱い信号が示唆されており、一酸化炭素の組成はその母星系の非常に寒い領域で形成されたことを示している。

国際的な科学協力

火星による 3I/ATLAS の通過は中国だけが観測したわけではありません。欧州宇宙機関（ESA）は、マーズ・エクスプレス探査機とエクソマーズ・トレース・ガス・オービター探査機を使用して彗星の昏睡状態からのガス放出を分析し、中国のデータを補完する視点を提供した。この共同作業により、さまざまな観察角度を組み合わせてその組成と複雑な構造のモデルを改良し、物体の活動をより三次元的に把握することができました。

NASA もこの取り組みに積極的に参加し、火星偵察探査機 (MRO) に強力な HiRISE 機器で画像を撮影するよう指示しました。地表では、パーサヴィアランスのような探査機が火星の土壌から彗星の検出を試みているが、これはかなりの技術的課題である。アラブ首長国連邦のホープ探査機と NASA の MAVEN 探査機は分光データを収集し、一連の情報を充実させ、回転軸の向きとそれに作用する力についての推定値を精緻化するのに役立ちました。

これまでの天文1号ミッションの旅程

2020年7月に打ち上げられた天文1号ミッションは、中国初の火星探査ミッションであり、中国宇宙計画のマイルストーンとなる。この探査機は2021年2月に火星周回軌道への投入に成功し、周回機、着陸船、周龍探査車を搭載した。

2021年5月、Zhurong探査機はユートピア平原の広大な平原に着陸し、そこで地球約1年間活動し、地質データを収集し、土壌と大気の組成を分析した。

作戦の計画と実行

天文1号ミッションチームは、軌道予測が十分正確になり次第、2025年9月に彗星の観測を計画し始めた。計算では物体の高速性と低輝度を考慮して理想的な観察窓を決定し、プローブが正しい位置にあり、機器が記録用に適切に校正されていることを確認しました。

中国探査の次のステップ

3I/ATLAS 観測の成功は、将来の中国のミッションで使用される技術と方法の重要な検証として役立ちます。得られた経験は、CNSAの今後10年間の焦点の1つである太陽系の小天体の探査プログラムを強化します。

2025 年 5 月に打ち上げられる天文 2 号ミッションは、次の大きなステップです。その目標は、地球に近い小惑星からサンプルを収集し、その後メインベルト彗星を研究し、深宇宙で複雑な作戦を実行する中国の能力を強化することである。