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火星にいる宇宙飛行士とチャットするのは難しい…よくわかる動画をJAXAの惑星科学者が作成

火星のイメージ

火星に建設された居住地のイメージ。

JPL/NASA

  • NASAは人間を月に、そして最終的には火星に送り出すことを計画している。
  • 遠く離れた火星の宇宙飛行士と通信するには忍耐が必要だ。地球から火星に信号を送るには、光の速さでも3分以上かかる。
  • 惑星科学者によるアニメーションは、火星の宇宙飛行士とビデオチャットができない理由を示している。

アメリカ航空宇宙局(NASA)とその商業パートナーは、再び宇宙飛行士を月に送り込んで基地を建設し、最終的には人類を火星に到達させるために必要な打ち上げシステム技術開発に取り組んでいる。

​有人火星ミッションを困難にするものの一つは、もちろん、4200万マイル(約6700万km)の距離だ。​それは移動に関してだけでなく、通信でも問題になる。

光の速度は物質が空間を移動できる最も速い速度で、​光子(光の粒子)は完全な真空中で毎秒18万6282マイル(29万9792km)進むことができる。

それは信じられないほど速い。しかし、他の惑星と通信しようとしたり、他の惑星に到達しようとしたりしていると、光の速度がイライラするほど遅くなることがある。たとえ、それが隣の惑星であってもだ。

日本の​宇宙航空研究開発機構(JAXA)の惑星科学者、ジェイムズ・オドノヒュー(James O'Donoghue)は、将来の火星ミッション管制官が直面するであろう通信遅延を体験するために、シンプルなアニメーションを作成した。

​「地球と月の間の光速無線通信はそれほど悪いものではないが、火星にいる宇宙飛行士とビデオチャットを行うのは、たとえ火星が地球に最も近い惑星だとしても厳しいだろう」とオドノヒューはツイッター(Twitter)で述べ、以下の動画を共有した。

地球から火星に光の速度で信号を送ると、3分2秒かかるのだ。

NASAが火星と通信する方法は

オドノヒューの動画に登場する光速の電波は、NASAが火星と通信する方法そのものだ。​しかし、この赤い惑星に宇宙飛行士を打ち上げるまでには、状況が変わるかもしれない。

現在のところ、火星の地表にいる着陸船や探査車は、火星を周回する宇宙船に向けて無線信号を送信して、そして宇宙船が地球に送信する。​地球では、ディープスペースネットワーク(Deep Space Network:DSN)と呼ばれる通信システムで信号を受信する。

カリフォルニア州のモハベ砂漠にあるゴールドストーン深宇宙通信施設のアンテナ。

カリフォルニア州のモハベ砂漠にあるゴールドストーン深宇宙通信施設のアンテナ。

NASA/JPL-Caltech

​ミッションの担当者が火星の機器に指令を送りたい場合、信号は逆の経路をたどっていくことになる。2020年7月に打ち上げられ、現在火星に向かっている最新の探査機「パーサヴィアランス(Perseverance)」も、この方法で管理される予定だ。

​NASAは、1950年に人間の打ち上げを開始して以来、電波で宇宙との通信を行ってきたが、最初の宇宙飛行士が火星に到着するまでに、レーザー光による通信にアップグレードする計画がある。

レーザー通信を利用して火星から地球へデータを中継するイメージ。

レーザー通信を利用して火星から地球へデータを中継するイメージ。

NASA's Goddard Space Flight Center

レーザーも光速で移動する。さらに、電波よりもはるかに少ないハードウェアで済み、電波の10倍から100倍の速度でデータを送信できるようになるという。NASAは、火星の地表のデータをレーザーで地球に送信すると9週間かかると見積もっているが、現在の電波通信では9年かかる。

NASAが最初にこの技術をテストしたのは、2013年、月を周回する衛星にモナリザの画像をレーザーで送信したときだった。2021年には、地球の軌道でレーザー通信をテストする新しい衛星を打ち上げる予定だ。

編集部より:初出時、「4200マイル」としておりましたが、正しくは「4200万マイル」です。お詫びして訂正致します。 2020年11月16日 15:50

[原文:A scientist's simple animation shows why there won't be a way to communicate with astronauts on Mars in real time

(翻訳、編集:Toshihiko Inoue)

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