【上段左側から水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星、冥王星】
俺は子どもの頃から宇宙に興味がありました。
神秘的で謎に満ちていて、宇宙のことについて考えていると時間が経つのも忘れてしまうほどです。(本当か？ww)
小学校の卒業文集には［将来の夢＝宇宙飛行士］とはっきり書いてあったので、俺の宇宙愛(？)は意外と本気だったのが分かります。
宇宙飛行士に関しては、ジェットコースターに乗ると酔ってしまう体質なので諦めたのですが、宇宙への興味は今でも尽きません。
例えば “宇宙の果てはどうなっているのか？”
無限に広がっているという説もありますが、無限に広がる空間なんて理論上存在しないと思います。
一般的には、宇宙空間は有限で膨張を続けているという説が多数派のようですね。
宇宙の誕生は約138億年前 (現在観測できる一番遠い光源から放射された光が地球から約138億光年の距離に存在するため) なので、地球から宇宙の端までは少なくとも138億光年以上離れています。
ただ、地球から最も遠い光源が約138億光年の距離に存在したとしても、その光源から放射された光は約138億年も昔の光なので、(宇宙が膨張を続けているとすれば) 今の時点で宇宙の体積はさらに広がっているはずです。
Wikipediaによると、地球から可視宇宙(宇宙光の地平面)の端までの距離は、半径約465億光年(直径約930億光年)と計算されているそうですが、俺は物理も数学も苦手なので何がなんだかよく分かりませんww
この直径約930億光年という数字は、あくまで観測可能な宇宙の広さであり、全宇宙の一部に過ぎないとも言われています。
宇宙空間が有限だとすれば、宇宙の外側には何があるのか？
無限に広がっているとすれば、どういった理論で説明がつくのか？
知りたいことや調べたいことは山ほどありますが、現代の宇宙科学ではやはり推測に頼るしかない部分も多いようです。
〈今回の本題〉
太陽系に人類が移住可能な惑星はあるのか？
広大な宇宙への興味は尽きませんが、未知のエリアに思いを馳せるより、まずは地球のご近所でもある太陽系の惑星について調べるのが先決！！
(いつも通りWikipediaを参考に考察してみたいと思いますww)
手始めに太陽系についての簡単な情報ですが、太陽系とは、太陽を中心に8個の惑星(冥王星は2006年に準惑星へ降格)、5個の準惑星、惑星を取り巻く衛星等で構成されている惑星系です。
太陽から近い順に、①水星 ②金星 ③地球 ④火星 ⑤木星 ⑥土星 ⑦天王星 ⑧海王星 ⑨冥王星と並んでいます。
(太陽系の惑星図)
太陽に最も近い水星は、太陽からの距離が約5800万kmで、逆に最も遠い冥王星は太陽から約59億kmも離れています。
ちなみに太陽から地球までの距離は約1億5000万kmで、通常太陽系内の惑星間距離を表す際には、太陽〜地球間の距離を基準(1.0)とする天文単位(単位記号＝au)が用いられるそうです。
他の惑星に移住するなら、太陽との距離は重要です！
太陽に近すぎると直射日光で灼熱地獄だし、逆に遠すぎると暗黒の極寒地獄ですからね。
まずは、人間が他の惑星で生きていくための条件から考えてみました。
〈人間が他の惑星で生きていくための条件〉
人間が他の惑星で生き延びるために必須と考えられる条件としては、
①適度な気温
②大気中の酸素濃度が20%前後
③有害な紫外線や宇宙放射線が遮られている
④飲用可能な水(もしくは氷)が存在する
⑤地球(地表)と同程度の大気圧、重力
以上の5点が最低条件として挙げられると思います。
地球以外の太陽系惑星に、そんな好都合な星があるのでしょうか？
ないですね。確実に。
テラフォーミングでもしない限り、太陽系には地球以外に居住可能な惑星はありません。
我々が暮らしている地球は、人間を含めた生物が生きていくために最適な環境を持った奇跡の惑星 というわけです。(地球に感謝！)
その他にも、
・大気中や土壌に有毒物質が含まれていないか？
・未知の恐ろしい病原体が存在していないか？
など、様々な環境要素が複雑に絡んできます。
もちろんこれらは、 生身の人間が地球上と同じような環境で暮らすための条件 です。
最初からハードルが高かったのかもしれません‥
では、少し妥協してハードルを下げてみましょう。
①頑丈なシェルターで暮らす
②外出時は宇宙服を着用する
やや不自由ですが、これなら国際宇宙ステーションに滞在している宇宙飛行士と同じような環境ですね。
移住可能な惑星が存在する希望も見えてきました！
ところで、移住先の惑星が “岩石惑星であること” も必須条件と言えるでしょう。
太陽系の惑星は ①岩石惑星 ②ガス惑星 ③氷惑星 の3種類に大別されますが、宇宙船やロケットが着陸できるのは岩石惑星だけです。
ちなみに、岩石惑星に分類されるのは水星、金星、地球、火星で、 ガス惑星が木星、土星、 氷惑星は天王星、海王星、冥王星とされています。
ガス惑星に分類される木星と土星は、文字通りガスで覆われた惑星なので着陸する地面がありません。
厳密に言えば、ガス惑星も中心部(中心核)は岩石で形成されているのですが、ロケットで着陸しようにも分厚いガスの中を数万kmに渡って進んでいく必要があります。
(一般的にガス惑星は質量が大きいので、“強い引力で中心核に向かって引きずり込まれる” と表現するのが正しいかもしれませんね)
ロケットで進むというよりは、墜落していくイメージです。
いずれにしても中心核に到達する前に、数万気圧〜数百万気圧を超える猛烈な大気圧で押し潰されてしまうか、強い引力で惑星の中心部に引き込まれる際の空気抵抗による熱 (数万℃以上)で燃え尽きてしまいます。 (合掌‥)
氷惑星についても、天王星と海王星は表面が凍ったガスや液体で覆われているので、ガス惑星と同様に着陸は不可能です。
(例外的に冥王星は表面が氷なので、岩石惑星に近い性質を持っているようですが‥)
この時点で、残念ながら木星、土星、天王星、海王星は移住先の候補から外れてしまいました。
では着陸可能な岩石惑星であり、残りの移住候補先でもある水星、金星、火星、冥王星はどうでしょうか？
せっかくなので、太陽系の8個の惑星＋冥王星がどのような環境の惑星なのか調べてみました！
〈太陽系惑星の環境〉
①水星 (Mercury)
水星は太陽に最も近い岩石惑星で、太陽系惑星では最小の惑星です。
表面の平均気温は約180℃と高温で、最も暑い場所(赤道付近)では日中の最高気温が約430℃にも達するのですが、夜間は一転して約−170℃まで急降下。
(水星の大気は非常に希薄で熱を保つことができないため、昼間の熱が夜になると宇宙空間へ放出されてしまうそうです)
昼夜の気温差はなんと約600℃！
昼間は至近距離からの太陽光で灼熱地獄、太陽の当たらない夜間は表面の熱がすべて宇宙空間に放出されてしまう極寒の惑星。
また大気が希薄ということは、当然大気圏も存在しないため、強烈な紫外線や宇宙放射線を直接浴びることになってしまいます。
このようにいろいろな問題が山積している水星ですが、最大のネックは昼間の太陽光ですね。
最高気温が約430℃まで上昇するような環境では、どんなに丈夫な宇宙服も熱で溶けてしまいます。
ただ、水星の北極と南極のクレーター付近には太陽光が当たらない “永久影” と呼ばれる場所があるらしいので、その周辺にシェルターを建設すれば居住は可能かもしれません。
(永久影の周辺には氷があることも確認されています)
気圧は地球の約1/1兆に過ぎませんが、宇宙服を着用すれば耐えられるでしょう。
つまり水星に移住する際の条件としては、
①太陽光が当たらない極地方のクレーター付近にシェルターを建設する
②外出は宇宙服が必須で短時間 (絶対に太陽光の当たる場所には近寄らない)
移住可能かどうかは、かなり微妙なラインですね。
個々の判断に任せますww
②金星 (Venus)
金星は質量・直径共に地球とほぼ同等で距離も近く、“地球の兄弟惑星” と呼ばれる岩石惑星。
重力も地球の約0.9倍とほとんど変わりません。
この情報だけだと、移住先の候補地として相応しいようにも思えますが、現実には地獄絵図のような環境だとか‥
まず金星の上空は濃硫酸の厚い雲で覆われていて、絶えず硫酸の雨が降り注いでいます。
さらに金星の雲の上層部では、時速約400kmの風が吹きつけているため、硫酸と強風に耐えられる宇宙船やロケットを製造しなければ近寄ることさえ困難です。
運良く濃硫酸の雲を抜けて、地表へ向かうことができたとしても過酷な環境は続きます。
大気の約97%を占める二酸化炭素が原因で猛烈な温室効果をもたらし、金星表面の気温は約460℃(最高気温は約700℃)にまで達することが分かっています。
また水星との大きな違いは、気温の低い場所が存在しないことです。
金星の地表は、ほとんどが灼熱地帯なので宇宙服を着ても生存は100%不可能でしょう。
さらに大量の二酸化炭素(温室効果ガス)が充満している金星地表付近の大気圧は地球表面の約100倍(深海1000m付近に相当する気圧)なので、人間は大気圧により押し潰されてしまいます。
頑丈な宇宙船やシェルターも、高温と大気圧のダブルコンボで破壊されてしまうため、そもそも金星の地表に着陸することは確実に不可能です。
余談ですが、NASAの惑星探査機が調査した金星上空(約50km)の気圧は地球の地表とほぼ同じで、気温も約50℃〜約25℃前後と地球に近い環境である点から、金星上空の軌道上に宇宙ステーションを建設して居住する計画が提案されたこともあったようです。
(濃硫酸の雲と強風はどうする？)
とにかく、金星の地表には着陸できないので移住は不可能ですね。
③地球 (Earth)
もはや説明不要。
太陽系随一のオアシス、地球。
地表の平均気温は約16℃と過ごしやすく、気圧は約1013hPa、大気に占める酸素の割合は人類を含む哺乳類が生きていくのに最適とされる約20%。
潤沢な水があり、“水と緑の惑星”とも称されています。
地球の表面は70%が海ですが、すべての生物はこの海から誕生して進化を遂げていきました。
極地や高山の頂上付近など厳しい環境の地域もありますが、全体としては温暖で過ごしやすい惑星と言えるでしょう。
近年は気候変動による異常気象が多く、どのようにして地球の環境を保護していくかが重要な課題となっています。
④火星 (Mars)
実は地球以外で、人類が移住できる可能性の最も高い惑星とされているのが火星です。
太陽から約2億3000万km離れた岩石惑星の火星には液体の水があることも確認されており、生物が存在する可能性まで示唆されています。
火星表面の平均気温は約−53℃で、年間を通した日中の平均気温は約−15℃、夜間の平均気温は約−75℃と寒冷ですが、(極地を除けば)居住可能な気温だと思います。
火星の昼夜における気温差は約60℃と大きいものの、水星の約600℃という気温差に比べれば遥かに安定した数字と言えるでしょう。
また夏の昼間の最高気温は約25℃と快適なくらいで、夜間と冬の防寒対策さえ考慮すれば気温の面では居住条件をクリアしています。
重力は地球の30%程度とやや低重力環境ですが、こちらも短期間の滞在であれば大きな弊害はなさそうですね。
(低重力環境における長期的な健康面への害はよく分かっていない部分も多いので今回はスルーしますww)
唯一の問題となるのが希薄な大気です。
火星表面の大気圧は地球の約0.75%と非常に低く、酸素がほとんどありません。
大気が希薄で大気圏のない火星では、太陽からの有害な紫外線や宇宙放射線を直接浴びてしまうので、宇宙服は必須となります。
この点は水星に近いかもしれませんが、火星の大きなメリットは太陽からの適度な距離でしょう。
大気が希薄という部分で共通する水星と火星ですが、太陽から適度に離れている火星では極端な高温を心配する必要がありません。
これらの条件から火星に移住する際には、
①好きな場所にシェルターを建設できる
②宇宙服を着用すれば、昼間を中心に一定時間の外出や探索が可能
宇宙放射線の被曝量に関しては、外出時間を別途計算しなければなりませんが、現時点の科学技術力でも火星への移住は可能だと判断できます。
あとは食料品や生活に必要な物資を、どのように効率よく運搬するかが課題ですね。
⑤木星 (Jupiter)
木星は太陽系最大の惑星であり、厚いガスで中心核が覆われている巨大ガス惑星です。
ガス惑星なので移住はおろか、地表に降り立つことすらできません。
表面(ガス上層部)の平均気温は約−140℃ですが、内部(中心核)に向かうにつれて気圧も気温も上昇していくことが分かっています。
木星を構成するガスの主成分は水素やヘリウムですが、硫化水素やメタン、アンモニアといった有毒物質も含まれています。
さらに地球の1万倍とされる強力な磁気圏内には危険な放射線を放つ “放射線帯” と呼ばれる領域もあり、人間は近寄った瞬間に即死でしょう。
もしロケットや宇宙船が奇跡的に木星へ接近することができたとしても、強い引力で惑星内部に引きずり込まれ、猛烈な圧力で押し潰されてしまうか、落下時の空気抵抗による高温で燃え尽きる悲惨な末路を辿ります。
木星は居住不可能なだけでなく、近くで観察することさえ困難な惑星です。
絶対に近寄らないようにしてください。
⑥土星 (Saturn)
土星も木星と同じ巨大ガス惑星なので、着陸や移住は不可能ですね。
“環” と呼ばれる輪が特徴的な土星は木星と同じく、水素やヘリウムなどのガスで覆われています。
表面の平均気温は約−185℃と極寒の惑星ですが、中心核に向かうにつれて気圧と気温が上昇していく点は木星と同じです。
土星の表面付近では、最速で時速約1,800kmに達する強風が吹いており、巻き込まれた場合は頑丈な宇宙船でも確実に吹き飛ばされてしまいます。
(地球上で観測された最大瞬間風速の記録が時速換算で約400kmなので、土星の風がいかに強いかよく分かりますね)
また地球の雷の約1,000倍に匹敵するエネルギー量の稲妻も立て続けに観測されているとか。
人間の致死量の400倍という強力な放射線を放つ木星よりは(多少)安全かもしれませんが、いずれにしても土星に移住することは不可能でしょう。
⑦天王星 (Uranus)
大まかには氷惑星に分類されることもある天王星ですが、実際には凍ったガスや液体、氷の粒で覆われているので着陸は不可能です。
太陽から約28億7,000万kmも離れた天王星の平均気温は、表面付近で約−200℃という極寒地獄。
大気は水素とヘリウムで構成されており、中心核に向かうほど気温と気圧が上昇する点も含めて、木星や土星に近い性質を持っています。
つまり引力で惑星中心部に引きずり込まれ、気圧で潰される or 内部の高温で燃え尽きる定番コースというわけですね。
もちろん移住は不可能です。
⑧海王星 (Neptune)
太陽系で一番外側に位置する海王星。
天王星と同様に凍ったガスと液体などで覆われた氷惑星で、着陸は不可能です。
大気は主に水素とヘリウムで構成されており、木星、土星、天王星と同じような大気組成ですね。
太陽からの距離が約45億kmと遠く、届く太陽光の量は地球の約1/900と弱いため、表面付近の平均気温は約−220℃と極寒の惑星。
海王星の特徴は太陽系で最も強い風が吹く点でしょうか。
土星を上回る時速約2,200kmもの猛烈な風が表面付近で吹き荒れていて、隣の天王星と比べると大気循環が非常に活発であることが分かっています。
また木星、土星、天王星と異なる点として、海王星の成層圏付近には、青酸ガスとしても知られている猛毒のシアン化水素が存在するとか‥
(恐ろしい惑星ですね)
ただし、海王星には大きな魅力もあります。
海王星の内部は、数万カラット〜数百万カラットの巨大なダイヤモンドが常時降り注いでいるという夢のような世界！
このダイヤモンドは超高圧力により、メタンの中に含まれる水素と炭素が圧縮された結果として形成されるそう。
(ちなみに天王星内部でも同じようにダイヤモンドが形成されているという説があります)
このダイヤモンドを地球に持って帰ることができれば億万長者ですが、海王星の過酷な環境を考えると絶対に無理でしょう。
例によって、引力で惑星内部へと引きずり込まれる地獄のパターンです。
(もちろん無事に生還できる可能性はゼロ)
悔しいですが、ダイヤモンドは諦めるしかありません。残念！
2006年に惑星から外れて、準惑星に降格してしまった冥王星ですが、岩石惑星に近い性質を持つ氷惑星です。
太陽から約59億kmも離れた冥王星表面の平均気温は、約−230℃と想像を絶する極寒の星。
(参考までに、分子や原子の運動が完全停止する温度＝絶対零度が−273℃で、宇宙空間に絶対零度以下の温度はありません)
表面は窒素やメタン、エタン、一酸化炭素の厚い氷で覆われているので、おそらく着陸は可能です。
氷の下には液体の水が存在する可能性が高いとみられており、生命体の有無も議論されているそう。
極寒の冥王星になぜ液体の水があるのか不思議ですが、中心核の熱により地下で液体(水)の状態を保っていると考えられています。
窒素を主成分とする大気は非常に希薄で、冥王星の気圧は地球の約1/20万、重力は地球の約0.06%(月とほぼ同じ)ですが、宇宙服を着用すれば耐えられるので問題はないと思います。
一番のネックは−230℃という極寒の気温ですね。
冥王星に移住する場合には、
①防寒対策を徹底したシェルターを建設する
②外出時には耐寒性を強化した宇宙服を着用
この2点は絶対条件となってくるでしょう。
耐寒シェルターの建設は工夫すれば可能ですが、−230℃の超低温に耐えられる宇宙服を作るのは難しいかもしれません。
NASAが新しく開発した宇宙服は−196℃の超低温にも耐えられるとされていますが、冥王星の気温は−230℃なので、さらに耐寒性と保温性を強化する必要があります。
また移住するにあたっては、地球からの距離も大きな障害となりそうです。
地球〜冥王星間の距離は約48億kmもあるので、移動には相当な時間を費やすことになります。
2006年にNASAが打ち上げた惑星探査機、ニュー・ホライズンズ (New Horizons)は約9年半の年月をかけて冥王星に接近していますが、有人飛行であればさらに長い年月が必要になってくると考えられます。
遠すぎる距離や超低温の環境を考えると、現時点で冥王星への移住は困難ですね。
〈結論〉
太陽系の8個の惑星と冥王星の環境を調べた結果、地球以外で移住可能だと思われる惑星は火星のみでした。
水星の極地も移住先の候補地として一応考えてみましたが、居住にあたって制限が多すぎるので今回は却下とします。
NASAによる移住計画が取り沙汰された火星でさえ、居住環境を整備するには莫大なコストと長い時間がかかると見積もられているため、人類が他の惑星に移住するのは困難を極めるでしょう。
遠い宇宙に目を向けるのも楽しいですが、やはり一番大事なのは地球の環境を守っていくことです。
ちなみに、宇宙全体では地球と似たような環境の惑星が数百億個以上も存在するそうです！
中には高度な文明を持つ知的生命体が住む惑星もあるはず。
なんかロマンを感じますね！！
