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カッシーニ/ホイヘンス 探査の概要

■謎に包まれた土星、そしてその輪と衛星
土星は太陽系の惑星としては、木星に次いで2番めの大きさを誇り、古くから、大きな輪を持つ惑星として知られてきました。しかしその穏やかな表情とは裏腹に、非常に強い磁場を持ち、自転周期が10時間40分と高速という特徴を持ちます。また赤道付近では風速500メートルにも達する猛烈な風が吹き、その雲の頂上の温度はマイナス140度近くにもなるという、寒く厳しい世界です。
土星の輪は、太陽系の惑星の中でも異彩を放つ大きさと美しさで、古くから観測者たちの心を引きつけてきました。しかしその成因や性質などは、これまでの探査でも明らかになってきませんでした。むしろ、パイオニアやボイジャーといった、これまでの惑星探査機が撮影した写真からは、輪について多くの謎が浮かび上がってきました。
また、土星には30以上もの衛星があります。その中でも最大のタイタンは、直径約5000キロで、地球の月よりも大きな衛星であるばかりではなく、主に窒素からできている、地球よりも濃い大気を持っています。温度は非常に低いものの、その大気の底には有機物が存在すると思われており、生命の元になる材料さえあると考える科学者もいます。
また、大きなクレーターを持つミマスや、ほぼ100%の反射率を持つ衛星エンセラダスなど、それぞれに個性的な衛星の世界が広がっています。

■周回機「カッシーニ」と突入機「ホイヘンス」
土星本体、輪、そして衛星を探査するため、アメリカとヨーロッパが共同で開発した探査機が、カッシーニ/ホイヘンスです。カッシーニ(Cassini)は、土星の輪にすき間があることを発見した天文学者であり、また、ホイヘンスは、土星に輪があることをはじめて発見した科学者・画家です。土星にちなんだ2人の名前がついた探査機は、土星とその衛星を周回する周回機「カッシーニ」と、土星最大の衛星タイタンに突入する突入機(プローブ)「ホイヘンス」からなります。「カッシーニ」はアメリカが、「ホイヘンス」はヨーロッパが開発しました。
「カッシーニ」は、カメラや磁力計などを搭載し、土星やそのまわりの衛星を周回しながら、その様子を撮影・観測し、土星本体や輪、衛星のなぞに迫ります。また、「ホイヘンス」プローブは周回機から切り離され、タイタンの大気に突入しながら、その大気の組成や風速、さらには着陸できた場合には表面の様子なども観測し、謎に包まれた衛星の素顔を探ります。

■計画から20年、到着まで7年、そして4年にわたる観測
カッシーニ/ホイヘンスは、もともと1980年代前半に計画されていた探査でした。しかし、予算の事情やスペースシャトル「チャレンジャー」事故による宇宙探査の停滞など、様々な影響により計画は延び続け、打ち上げはようやく、1997年10月に実現しました。
打ち上げ後も一直線に土星に向かったわけではなく、土星まで達するエネルギーを得るために「スイングバイ」という手法を活用しました。そのために、金星にまず立ち寄り、その後地球、木星へ寄り、実に7年もの歳月をかけて、ようやく2004年7月1日、土星に到着しました。
土星に到着したカッシーニ/ホイヘンスは、土星とその衛星周辺を回る軌道に入り、これから約4年間にわたって探査を行います。中でも、最大のハイライトともいえる探査が、ホイヘンス突入機による衛星タイタンの探査です。
2004年12月24日、ホイヘンス突入機が周回機から切り離され、2005年1月14日、タイタンの大気へと突入しました。突入機は順調にタイタン大気中を降下し、無事着陸に成功しました。降下中や着陸後に撮影された写真からは、タイタンの地表の様子が写し出されています。水路のようなものや海に似た地形など、分厚い大気の下に広がっている世界は、意外にも地球や他の固体惑星に似ているものといえます。



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