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takahashicleaning · 4 months

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ＴＥＤにて

アンジャリ・トゥリパーティー: いずれは地球も火星のようになるその理由

（詳しくご覧になりたい場合は上記リンクからどうぞ）

毎分、約180kgの水素と3kg近くのヘリウムが、地球の大気から宇宙空間へ散逸しています。

この大気散逸に関する研究をしている天文物理学者のアンジャリ・トゥリパーティーは、いつか（数十億年後に）この青い地球も大気散逸で火星のように赤くなると、興味をそそる分かり易いトークで説明します。

火星は、環境が厳しいため、映画のようなドーム状の建造物というよりも、洞窟に地下施設を構築する方が、地下資源も効率的に資材に加工できるので可能性が広がります。

夜空を見上げ星を見るとその数に驚かされます。美しいですね。しかし、そこには目には見えない星がもっとあるのです。なぜなら、ほとんどの恒星には、それぞれ、周回している惑星が、１つや２つはあると分かっているからです。

ですから、この写真には、今まで発見された系外惑星全ては写っていないのです。惑星というと私たちは遥か彼方にある地球とは全く異なる天体を想像しがちですが、私たちが暮らしている地球も惑星です。地球に関する多くの驚くべき現象があります。そのようなことを探し求め、幅広く宇宙を探索する中、驚くことが分かって来ています。

その中の地球に関するあることをお話ししたいと思います。それは、毎分、約180kgの水素と3kg近くのヘリウムが地球から宇宙空間へと散逸しており二度と戻って来るものではない、ということです。水素やヘリウムその他多くの気体で組成されている地球の大気は、宇宙飛行士が、ISSから撮ったこの写真に青い線となって写し出される様々な気体の集まりにすぎません。

しかし、私たちの惑星を包むこの薄い層のお陰で地球では生命が繁栄し、隕石その他多くの衝撃から地球が守られているというのは驚愕の現象です。それだからこそ、この構成部分が失われているということは、それ程でないにしても恐るべき話です。

私はこの現象を研究しています。これは「大気の散逸」と呼ばれ、地球に限って起きていることではなく、むしろ惑星である証拠だと言ってもいいでしょう。地球だけでなく、どの惑星にも起きている大気の散逸はその惑星自体を知る手がかりとなります。

太陽系というとこの絵を思い浮かべるでしょう。惑星が８個ありますが９個だと言う人もいるでしょうから、この絵に苛立つそんなあなたの為にもう１つ加えましょう。探査機「ニュー・ホライズン」の写真もあるので冥王星も並べましょう。

実は、ここでは大気散逸に関するこのトークの目的のため冥王星も他の見えない恒星を周回する惑星と同じように、私の中では惑星なのです。惑星の基本的な性質の定義に自己重力で１つに結合した天体というのが含まれています。つまり、色々なものが引力で引きつけられ結合しており、質量も重力も大きいので丸いのです。冥王星を含むこれら全ての惑星を見るとみんな丸いでしょう。

重力の働きが分かりますね。惑星のもう１つの基本的性質はこれでは見えない恒星である太陽との関係にあります。太陽系にある惑星は全て太陽を周回していますが、それが基本的に大気の散逸を引き起こしているのです。

恒星が惑星に大気散逸を起こさせている根本的な原因は、恒星から惑星に放射される粒子や光や熱が惑星の大気を流出させているからです。熱気球を考えても、また、この写真で見られるタイの「コムローイ祭り」の提灯を見ても熱風は気体を上昇させる力を生み出すのが分かります。

太陽が持つ十分なエネルギーと熱で重力に拘束されているだけの非常に軽い気体��、宇宙空間へと拡散しています。こうして地球や他の惑星の大気が恒星から熱を受け、自己重力に逆らいながらその双方の影響を受け大気散逸が起きています。

先程お話ししたように、その割合は毎分。水素が約180kg。ヘリウムが３kg近くです。では、その様子は？すでに1980年代に NASAの「ダイナミックエクスプローラー」探査衛星が地球の紫外線写真を撮っています。この地球の写真では、散逸している水素が赤く表示されています。

酸素や窒素の他の気体は、白くキラキラと極圏にオーロラの環になり、熱帯地方付近にも所々現れています。この写真が決定的に証明しているのは、地球の大気は地球上の私たちをしっかりと包んでいるだけでなく、宇宙の彼方まで流出しているということです。それも驚異的ペースで起きているのです。

しかし、地球だけが大気の散逸を起こしているのではありません。お隣の火星は、地球よりずっと小さいので大気を保持する重力は、遥かに小さく大気はあるのですが、地球とは比較にならない程希薄です。地表を見て下さい。大気が薄く天体衝突の衝撃を和らげられなかったことを示す。複数のクレーターが見えます。

また「赤い惑星」と呼ばれるように火星が赤くなったのには大気散逸が関わっているのです。火星は過去、水があり水に十分なエネルギーが加わり、水素と酸素に分解して軽い水素が宇宙空間に散逸し残る酸素が地表を酸化させ錆びつかせ、現在の錆色となったと思われています。

火星の写真を見て、多分、大気散逸が起こったのだろうと言うのは構わないのですが、NASAは火星の周回軌道に探査衛星「メイヴン」を送り火星の大気散逸を調べています。火星探査機メイヴンは、地球上の景色にとても似た映像を送って来ています。火星が大気を失いつつあるとは随分前から分かっていましたが、それを示す素晴らしい写真があります。

赤い円が見えますね。火星の輪郭です。青い色が火星から散逸している水素を示しています。火星のサイズの10倍以上。その範囲は広がっています。散逸した水素はもはや火星の大気圏にはなく宇宙空間にあります。このことによって水素が無くなったので火星が赤くなったという理論が裏付けられます。

火星が失っているのは水素だけではありません。地球の大気からヘリウムだけでなく酸素や窒素も散逸していますが、火星からも酸素が失われているのが、メイヴンからの記録で見て取れます。酸素は重いので水素程、遠くへは行きませんが、それでも火星から拡散しており、赤い枠内に閉じ込められているわけではないのが分かります。

大気の散逸は地球にだけ見られる現象ではなく、どの惑星でも起きており探査機を送り大気散逸を調べるとその惑星の歴史が分かり、また、惑星一般についても地球の未来についても知ることができます。それで、地球の未来を予測するには遠くの見えない惑星を知るというのが１つの方法です。

その前に一言。冥王星では、このような写真はお見せできません。がっかりでしょうが、その写真がまだないのです。探査機「ニュー・ホライズン」が、冥王星の大気散逸について調査中なので楽しみに。しばらくお待ち下さい。しかし、ここでお話したい惑星は「トランジット系外惑星」として知られている。太陽系外の恒星を周回する惑星です。

「系外惑星」または「太陽系外惑星」と呼ばれるトランジット系外惑星にはある特質があります。中央にある星をよく見ると瞬いているでしょう。その瞬きの理由は、常にその恒星を周回している複数の惑星があるからです。そして、それが特有な効果を生み出し、それらの惑星が恒星の光を遮るとき瞬いて見えるのです。

夜空の星の瞬きを調べて惑星を探し出すことが出来ます。この方法で５千個以上もの惑星が、天の川銀河内で発見されています。前にも言いましたがもっとあると思っています。私たちが見ている星の瞬きは惑星そのものからのものではなく、記録可能な恒星の周期的な輝度の変化です。

恒星を周回する惑星が、恒星からの光を遮り、それで私たちには瞬いているように見えるのです。これから惑星を発見できるだけでなく波長の異なる光をも検知できます。

地球や火星を紫外線で見ると言いましたが、ハッブル宇宙望遠鏡でトランジット系外惑星の紫外線観測をすると惑星が恒星の前を通るとき、紫外線はずっと弱くなり瞬きがずっと大きくみえます。

それは拡散した水素を含む大気が惑星を囲んでいるので、惑星は膨らんで見え、より多くの光が遮られることになるからだと考えています。

この手法を使い、大気散逸をしている数個のトランジット系外惑星を発見することが出来ました。私たちが発見した惑星の中の幾つかは「ホット・ジュピター」とでも呼びたいものです。この名前の由来は、木星のように、主に気体でできた惑星だからです。

ホット・ジュピターは、恒星にとても近く、その距離は太陽と木星間の百分の１程しかありません。ホット・ジュピターには、たくさんの今にも散逸しそうな軽い気体と恒星から放射される強い熱があり、壊滅的ペースで大気散逸が起きています。毎分180kgの水素を失っている地球とは雲泥の差でホット・ジュピターは毎分約60万トンもの水素を失っているのです。

これでは、そんな惑星は無くなってしまうのではと誰もが私たちの太陽系を見て投げかけてきた疑問です。なぜなら、太陽に近い惑星は、岩石惑星で太陽から遠い惑星は、もっと大きく主に気体だからです。

最初は木星のような惑星だったのに太陽が近いのでガスが全部なくなったということがあり得るのでしょうか？惑星の始まりが、ホット・ジュピターみたいな状態だったら水星や地球のような惑星にはならないだろうと考えています。

しかし、小さい惑星で始まるなら大量の気体が放出され、それが大きく影響して最初の状態とは随分違う惑星になった可能性はあります。

これは、一般的なことのようで太陽系ではどうなのかとお考えのことかもしれません。これが地球の私たちとどんな関係があるのでしょう。遠い未来、太陽の光度が増し太陽から放射される熱が非常に強烈になるとしたなら、今、ホット・ジュピターから気体が流出しているように地球からも気体が急速に流出して行きます。

それで、私たちが予期するのは、少なくとも心の準備をしているのは遠い未来に地球は火星のようになると言う現実があるからなのです。地球の水から分離した水素は、宇宙空間により速く放出され乾燥した赤い惑星だけが残るでしょう。

でも、怖がらないで下さい。数十億年後の話ですから十分準備の時間はあります。

未来に何が起きるのか？というだけでなく、大気散逸がこうしている間も起きていることに気付いて欲しかったのです。宇宙で起きていることや遥か彼方の惑星について知らせてくれる多くの素晴らしい技術が今はあります。私たちは、そんな世界を知ろうとこれらの惑星を研究しています。

こうして火星やホット・ジュピターのような系外惑星を調べる過程で、大気散逸の様な現象を発見し、地球のことが、さらに解明されます。

次に、宇宙とはどこか遠いことのように感じられる時、この私の話を思い出して下さい。

注意してください！！これは、気候変動が原因ではありません。

SDGsや気候変動対策は、再生可能エネルギーのことではありません。パンデミック対策の一環です！それ以外の活動は派生物。権力濫用の口実に注意！

ありがとうございました。

（個人的なアイデア）

NASAの打ち上げた無人の火星探査機が、２０２１年に到達しました。

地表面を探査するための四輪駆動調査ロボットで、名前は火星探査機「Perseverance(パーサヴィアランス)」と呼ばれます。

前世代の「Curiosity(キュリオシティ)」よりもバージョンアップ。CPUも2011年から10年経ち最新を搭載しています。

さまざまなセンサー、Drone 「インジェニュイティ」や掘削ドリルも搭載しているため重量は重いが幅広いデータ収集ができます。

火星の地面に着陸するため、ロケットエンジンで逆噴射したクワッドコプタータイプの接続機体から分離して、四輪駆動調査ロボットを到達させます。

約二年前の２０２１年に火星にパーサビアランスというローバーを送り込んで

670ソル(ソルは地球の一日に当たる)。つまり、約二年近く稼働しています。

２０２３年には817ソル(ソルは地球の一日に当たる)に到達してます。

到着したパーサヴィアランスナビカム360カメラからの映像。

キュリオシティは、当初達成目標だった90ソルを超えて5262ソル。約15年近く稼働した奇跡のローバー。

イーロンマスクやNASAがアルテミス計画の有人飛行で火星に到着し

送りこんだパーサビアランスに直接再会できるか？人の手でメンテナンスして改良再稼働できるか？

にも個人的に注目しています。

続いて、実際の撮影映像。

youtube

パーサヴィアランスを中継して映像を送信してる？

火星探査機「Perseverance(パーサヴィアランス)」に載せたDrone 「インジェニュイティ」が離陸成功！

その後、約二年が経ち五回の目標を超えて三十八回目のフライトを2023年1月に成功させています。

ソーラパネルでリチウムイオンへ充電一回の最大高度は12m、最大飛行距離は625mまで飛ばせます。

大気の成分や重力が地球と異なるため、プロペラの揚力がどのくらいの数値に落ち着くのかが長年の謎でしたが、幅広いデータ収集ができました。

プロペラの形状も今後の改善が必要。効率的に火星上の空気に適応された形が開発されるかもしれません。

続いて

電気を作る熱力学のサイクルで熱効率は、ほぼ50%、45%～50%の効率まで高めることは可能ですが・・・

高温の物体から熱を受け取り、電気という「使えるエネルギー」に変換できる機械を一般的に「熱エンジン」と呼んでいる。

高温の物体から受け取った熱エネルギーのうち、どれだけ活用できたかという比率を「効率」と物理学では定義している。

この効率は、原理的に超えられない「カルノー効率」という上限があることが知られている。

カルノー効率が達成されると、効率は上がるが、同時に仕事率がゼロになる現象。

つまり、熱エンジンの効率を最大限に上げると出力がほぼゼロになることを意味しています。そして、効率１００%は物理的に不可能ということです。

中世で試行錯誤が行われたことに終止符が示され、機械での永久機関は作れないことが、この現象から理解できます。エネルギー保存の法則からも理解できます。

他には、燃料の持つエネルギーをどれだけ動力として取り出すことができるか？これをエンジンの熱効率と定義しています。

2020年の段階で、ガソリンエンジンの熱効率は最高で40％前後あり、10年くらい前までは30％程度。低燃費の技術競争もあるけどカルノー効率から限界も見え始めています。

だから、ガソリン自動車から電気自動車へ世界中の法人が開発を加速して切り替えている潮流があります。

2020年後半くらいから様々な占いで出てきてた時代の変わり目。

それが、西洋占星術で具体的に「風」の時代という形で出てきました。

私が、感じとってたインスピレーションは、たぶんこれかな？

兆しは、世界的な金融ビックバンの1970年代、IT革命のミレニアムの前から出ていたけど。

これは、これまでの約200年間。物質やリアリティの影響力優位「土」の属性の時代から、量子コンピューター、ビットやインターネットなどといった物質ではないものに影響力が増していく「風」の属性の時代に。

そして、本格的に軌道にのっていく属性は、今後200年程続くことになるのです(2020年12月22日から、2100年当たりをピークに少しずつ衰退していく2220年まで)

直前に！

Appleも何かを感じてたのか？Appleシリコン搭載Macの方は、「Mシリーズ」チップに移行してるし、符号してる。

Googleは、量子超越性を達成してきてるし、Facebookも脳波を読み取る機械の開発を発表してますし、符号してる。

イーロンマスクもブレイン・マシン・インターフェース（Brain-machine Interface : BMI）を具体的に発表。これも、符号してる。

ここから予想できることは、バリーシュワルツが言うように、労働の概念が変わり、地球に居ながら映画アバターのように！その惑星にある資源を使い。

月や火星、土星や衛星などに無人ロボット部品を送り、ゲームのように自宅にいながら共同作業しつつ仕事をすることで高額な賃金が手に入る可能性も高い。

火星や土星や衛星に関しては、有人宇宙船内を無重力工場にして惑星移動期間に3Dプリンター製造、組立を効率的に行うことが実現すれば良いが無人ならベスト。

光速で惑星間通信できるようになったとしても、火星や土星や衛星への通信は、地球からでもリアルタイムで遅延が起きるため、月面のみ、この可能性が開けます！

無重力でもあるため、洞窟に工場を建築して人間の暮らせる環境を作り出すこともできそうです。可能性は無限！この領域に限界はありません！国家や行政府の範囲外なので極端な自由もあります。命の保障はないけど！

このアイデアは、今後数十年、人間の限界を遥かに超える新産業なのでプラスサムになり、地球環境は汚染されず資源エネルギー問題も起こりません。

＜おすすめサイト＞

ロボットの宇宙空間での活用2019

グウィン・ショットウェル: ３０分で地球を半周するSpaceXの旅行プラン

ルシアン･ウォーコウィッチ：火星は予備の地球ではない

スティーブン・ペトラネック：火星に移住する1000年後の子供達が生き抜く方法

ミホ・ジャンヴィエ: 太陽嵐（ソーラー・ストーム）チェイサーからのレッスン

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takahashicleaning · 3 years

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