TED日本語 - スティーブン・ペトラネック: 火星に移住する子供達が生き抜く方法


TED Talks(英語 日本語字幕付き動画)

TED日本語 - スティーブン・ペトラネック: 火星に移住する子供達が生き抜く方法

TED Talks


Your kids might live on Mars. Here's how they'll survive


Stephen Petranek






Strap yourselves in, we're going to Mars.

Not just a few astronauts -- thousands of people are going to colonize Mars. And I am telling you that they're going to do this soon. Some of you will end up working on projects on Mars, and I guarantee that some of your children will end up living there.

That probably sounds preposterous, so I'm going to share with you how and when that will happen. But first I want to discuss the obvious question: Why the heck should we do this?

12 years ago, I gave a TED talk on 10 ways the world could end suddenly. We are incredibly vulnerable to the whims of our own galaxy. A single, large asteroid could take us out forever. To survive we have to reach beyond the home planet. Think what a tragedy it would be if all that humans have accomplished were suddenly obliterated.

And there's another reason we should go: exploration is in our DNA. Two million years ago humans evolved in Africa and then slowly but surely spread out across the entire planet by reaching into the wilderness that was beyond their horizons. This stuff is inside us. And they prospered doing that. Some of the greatest advances in civilization and technology came because we explored.

Yes, we could do a lot of good with the money it will take to establish a thriving colony on Mars. And yes we should all be taking far better care of our own home planet. And yes, I worry we could screw up Mars the way we've screwed up Earth.

But think for a moment, what we had when John F. Kennedy told us we would put a human on the moon. He excited an entire generation to dream. Think how inspired we will be to see a landing on Mars. Perhaps then we will look back at Earth and see that that is one people instead of many and perhaps then we will look back at Earth, as we struggle to survive on Mars, and realize how precious the home planet is.

So let me tell you about the extraordinary adventure we're about to undertake. But first, a few fascinating facts about where we're going. This picture actually represents the true size of Mars compared to Earth. Mars is not our sister planet. It's far less than half the size of the Earth, and yet despite the fact that it's smaller, the surface area of Mars that you can stand on is equivalent to the surface area of the Earth that you can stand on, because the Earth is mostly covered by water.

The atmosphere on Mars is really thin -- 100 times thinner than on Earth -- and it's not breathable, it's 96 percent carbon dioxide.

It's really cold there. The average temperature is minus 81 degrees, although there is quite a range of temperature.

A day on Mars is about as long as a day on Earth, plus about 39 minutes. Seasons and years on Mars are twice as long as they are on Earth.

And for anybody who wants to strap on some wings and go flying one day, Mars has a lot less gravity than on Earth, and it's the kind of place where you can jump over your car instead of walk around it.

Now, as you can see, Mars isn't exactly Earth-like, but it's by far the most livable other place in our entire solar system.

Here's the problem. Mars is a long way away, a thousand times farther away from us than our own moon. The Moon is 250,000 miles away and it took Apollo astronauts three days to get there. Mars is 250 million miles away and it will take us eight months to get there -- 240 days. And that's only if we launch on a very specific day, at a very specific time, once every two years, when Mars and the Earth are aligned just so, so the distance that the rocket would have to travel will be the shortest. 240 days is a long time to spend trapped with your colleagues in a tin can.

And meanwhile, our track record of getting to Mars is lousy. We and the Russians, the Europeans, the Japanese, the Chinese and the Indians, have actually sent 44 rockets there, and the vast majority of them have either missed or crashed. Only about a third of the missions to Mars have been successful.

And we don't at the moment have a rocket big enough to get there anyway. We once had that rocket, the Saturn V. A couple of Saturn Vs would have gotten us there. It was the most magnificent machine ever built by humans, and it was the rocket that took us to the Moon. But the last Saturn V was used in 1973 to launch the Skylab space station, and we decided to do something called the shuttle instead of continuing on to Mars after we landed on the Moon. The biggest rocket we have now is only half big enough to get us anything to Mars.

So getting to Mars is not going to be easy and that brings up a really interesting question ... how soon will the first humans actually land here?

Now, some pundits think if we got there by 2050, that'd be a pretty good achievement.

These days, NASA seems to be saying that it can get humans to Mars by 2040. Maybe they can. I believe that they can get human beings into Mars orbit by 2035. But frankly, I don't think they're going to bother in 2035 to send a rocket to Mars, because we will already be there.

We're going to land on Mars in 2027. And the reason is this man is determined to make that happen. His name is Elon Musk, he's the CEO of Tesla Motors and SpaceX. Now, he actually told me that we would land on Mars by 2025, but Elon Musk is more optimistic than I am -- and that's going a ways -- so I'm giving him a couple of years of slack. Still ... you've got to ask yourself, can this guy really do this by 2025 or 2027?

Well, let's put a decade with Elon Musk into a little perspective. Where was this 10 years ago? That's the Tesla electric automobile. In 2005, a lot of people in the automobile industry were saying, we would not have a decent electric car for 50 years.

And where was that? That is SpaceX's Falcon 9 rocket, lifting six tons of supplies to the International Space Station. 10 years ago, SpaceX had not launched anything, or fired a rocket to anywhere. So I think it's a pretty good bet that the person who is revolutionizing the automobile industry in less than 10 years and the person who created an entire rocket company in less than 10 years will get us to Mars by 2027.

Now, you need to know this: governments and robots no longer control this game. Private companies are leaping into space and they will be happy to take you to Mars.

And that raises a really big question. Can we actually live there? Now, NASA may not be able to get us there until 2040, or we may get there a long time before NASA, but NASA has taken a huge responsibility in figuring out how we can live on Mars.

Let's look at the problem this way. Here's what you need to live on Earth: food, water, shelter and clothing. And here's what you need to live on Mars: all of the above, plus oxygen.

So let's look at the most important thing on this list first. Water is the basis of all life as we know it, and it's far too heavy for us to carry water from the Earth to Mars to live, so we have to find water if our life is going to succeed on Mars. And if you look at Mars, it looks really dry, it looks like the entire planet is a desert. But it turns out that it's not. The soil alone on Mars contains up to 60 percent water. And a number of orbiters that we still have flying around Mars have shown us -- and by the way, that's a real photograph -- that lots of craters on Mars have a sheet of water ice in them. It's not a bad place to start a colony.

Now, here's a view of a little dig the Phoenix Lander did in 2008, showing that just below the surface of the soil is ice -- that white stuff is ice. In the second picture, which is four days later than the first picture, you can see that some of it is evaporating.

Orbiters also tell us that there are huge amounts of underground water on Mars as well as glaciers. In fact, if only the water ice at the poles on Mars melted, most of the planet would be under 30 feet of water. So there's plenty of water there, but most of it's ice, most of it's underground, it takes a lot of energy to get it and a lot of human labor.

This is a device cooked up at the University of Washington back in 1998. It's basically a low-tech dehumidifier. And it turns out the Mars atmosphere is often 100 percent humid. So this device can extract all the water that humans will need simply from the atmosphere on Mars.

Next we have to worry about what we will breathe. Frankly, I was really shocked to find out that NASA has this problem worked out. This is a scientist at MIT named Michael Hecht. And he's developed this machine, Moxie. I love this thing. It's a reverse fuel cell, essentially, that sucks in the Martian atmosphere and pumps out oxygen. And you have to remember that CO2 -- carbon dioxide, which is 96 percent of Mars' atmosphere -- CO2 is basically 78 percent oxygen.

Now, the next big rover that NASA sends to Mars in 2020 is going to have one of these devices aboard, and it will be able to produce enough oxygen to keep one person alive indefinitely. But the secret to this -- and that's just for testing -- the secret to this is that this thing was designed from the get-go to be scalable by a factor of 100.

Next, what will we eat? Well, we'll use hydroponics to grow food, but we're not going to be able to grow more than 15 to 20 percent of our food there, at least not until water is running on the surface of Mars and we actually have the probability and the capability of planting crops. In the meantime, most of our food will arrive from Earth, and it will be dried.

And then we need some shelter. At first we can use inflatable, pressurized buildings as well as the landers themselves. But this really only works during the daytime. There is too much solar radiation and too much radiation from cosmic rays. So we really have to go underground.

Now, it turns out that the soil on Mars, by and large, is perfect for making bricks. And NASA has figured this one out, too. They're going to throw some polymer plastic into the bricks, shove them in a microwave oven, and then you will be able to build buildings with really thick walls. Or we may choose to live underground in caves or in lava tubes, of which there are plenty.

And finally there's clothing. On Earth we have miles of atmosphere piled up on us, which creates 15 pounds of pressure on our bodies at all times, and we're constantly pushing out against that. On Mars there's hardly any atmospheric pressure. So Dava Newman, a scientist at MIT, has created this sleek space suit. It will keep us together, block radiation and keep us warm.

So let's think about this for a minute. Food, shelter, clothing, water, oxygen ... we can do this. We really can. But it's still a little complicated and a little difficult.

So that leads to the next big -- really big step -- in living the good life on Mars. And that's terraforming the planet: making it more like Earth, reengineering an entire planet.

That sounds like a lot of hubris, but the truth is that the technology to do everything I'm about to tell you already exists.

First we've got to warm it up. Mars is incredibly cold because it has a very thin atmosphere. The answer lies here, at the south pole and at the north pole of Mars, both of which are covered with an incredible amount of frozen carbon dioxide -- dry ice. If we heat it up, it sublimes directly into the atmosphere and thickens the atmosphere the same way it does on Earth.

And as we know, CO2 is an incredibly potent greenhouse gas. Now, my favorite way of doing this is to erect a very, very large solar sail and focus it -- it essentially serves as a mirror -- and focus it on the south pole of Mars at first. As the planet spins, it will heat up all that dry ice, sublime it, and it will go into the atmosphere. It actually won't take long for the temperature on Mars to start rising, probably less than 20 years.

Right now, on a perfect day at the equator, in the middle of summer on Mars, temperatures can actually reach 70 degrees, but then they go down to minus 100 at night.


What we're shooting for is a runaway greenhouse effect: enough temperature rise to see a lot of that ice on Mars -- especially the ice in the ground -- melt. Then we get some real magic.

As the atmosphere gets thicker, everything gets better. We get more protection from radiation, more atmosphere makes us warmer, makes the planet warmer, so we get running water and that makes crops possible. Then more water vapor goes into the air, forming yet another potent greenhouse gas. It will rain and it will snow on Mars. And a thicker atmosphere will create enough pressure so that we can throw away those space suits. We only need about five pounds of pressure to survive. Eventually, Mars will be made to feel a lot like British Columbia.

We'll still be left with the complicated problem of making the atmosphere breathable, and frankly that could take 1,000 years to accomplish. But humans are amazingly smart and incredibly adaptable.

There is no telling what our future technology will be able to accomplish and no telling what we can do with our own bodies. In biology right now, we are on the very verge of being able to control our own genetics, what the genes in our own bodies are doing, and certainly, eventually, our own evolution. We could end up with a species of human being on Earth that is slightly different from the species of human beings on Mars.

But what would you do there? How would you live? It's going to be the same as it is on Earth. Somebody's going to start a restaurant, somebody's going to build an iron foundry. Someone will make documentary movies of Mars and sell them on Earth. Some idiot will start a reality TV show.


There will be software companies, there will be hotels, there will be bars.

This much is certain: it will be the most disruptive event in our lifetimes, and I think it will be the most inspiring.

Ask any 10-year-old girl if she wants to go to Mars. Children who are now in elementary school are going to choose to live there.

Remember when we landed humans on the Moon? When that happened, people looked at each other and said, "If we can do this, we can do anything." What are they going to think when we actually form a colony on Mars?

Most importantly, it will make us a spacefaring species. And that means humans will survive no matter what happens on Earth. We will never be the last of our kind.

Thank you.


シートベルトを締めてください これから火星に向かいます

ひと握りの宇宙飛行士だけでなく 何千という人々が火星に 植民することになるでしょう それも すぐに そうなります 皆さんの中から火星のプロジェクトに 関わる人も出るだろうし お子さんが火星に住むことになる人も きっといるでしょう

途方もない話に 聞こえるでしょうから それが いつどのように 起きるのか お話しします でも その前に当然の疑問について 考えましょう なぜ火星なんかに 行く必要があるのか?

私は 12年前にTEDで 人類が突然滅亡しうる 10の要因について話しました 私たちは宇宙の気まぐれに対して 極めて脆弱です たった1つの小惑星によって 人類は抹消されかねないのです 生き延びるためには 地球の外に手を広げる必要があります 人類の成し遂げてきたことが すべて 突然消失するとしたら 何という悲劇でしょう

行くべき理由は もう1つあります 探検は我々のDNAに 刻み込まれているのです 2百万年前 アフリカで 進化した人類は ゆっくりと しかし確実に 地平線の 彼方の荒野を目指しながら 地球の隅々へと 広がって行きました 我々の中に そういうものがあるんです そうやって 繁栄してきたのです 文明や技術の 最も大きな進歩は 探検したからこそ 生まれました

確かに 火星に植民地を 築くほどの費用があれば 多くのことができるでしょう 我々自身の惑星を もっと大切にすべきだ というのも もっともです 地球を台無しにしたように 火星も台無しに してしまうのではという懸念もあります

しかしジョン・F・ケネディが 人類を月に送ると言ったとき 我々に何があったか ちょっと考えてみてください ケネディは すべての人に 夢を持たせました 人類が火星に降り立つ姿は どんなに刺激的なことでしょう そして地球を振り返り 今更ながら 人類は1つなんだと 気付くかもしれません 火星で生きようと もがく中で 故郷の惑星がいかに貴重か 気付くかもしれません

それでは 我々が乗り出そうとしている ものすごい冒険の話をしましょう でもその前に 我々の向かう先の 興味深い事実をいくつか ― この写真は 火星と地球の 大きさの比較をしたものです 火星は地球の姉妹星 というわけではなく 地球の半分の大きさも ありません しかし その小ささに かかわらず 立つことのできる 表面の面積は 地球と同じです 地球の場合 かなりの部分が 水に覆われているからです

火星の大気は とても薄く 地球の100分の1しかなく 96%が二酸化炭素なので 呼吸はできません

とても寒く 平均気温は -63℃ですが 実際の温度は とても広い範囲に及びます

火星の1日は 地球の1日より 39分長く 季節や1年は 地球の倍の長さがあります

いつか翼を付けて飛び回りたいと 思っていたなら 火星は地球よりずっと 重力が弱いです 車の反対側に 行くときは 周りを回るより 飛び越えた方が早いでしょう

このように火星は地球そっくり というわけではありませんが 太陽系の中の他の場所に比べたら ずっと住みやすい場所です

問題は 火星がとても遠く 月より千倍も 離れていることです 月は38万キロ 離れていて アポロの宇宙飛行士たちは 行くのに3日かかりました 火星は4億キロ離れていて 行くのに8ヶ月 240日かかるでしょう これは2年に1度だけの 特別な日時に ロケットを 打ち上げた場合で 火星と地球が 上手く並んで 飛行距離が 最短になります 240日というのは 同僚と狭い船内に 押し込められて過ごすには 長い期間です

これまでの火星ロケットの成績は 酷いものです アメリカ ロシア ヨーロッパ 日本 中国 インドが 44のロケットを火星に向け 打ち上げてきましたが 過半数が外れたり 激突したりで 成功したミッションは 1/3 しかありません

加えて 現在我々には 火星に行けるほど 大きなロケットがありません かつてはサターンVがありました それが2台もあれば 火星に行けたでしょう サターンVは人類が作った 最も壮大な機械であり 月へと連れて行ってくれました しかしサターンVが使われたのは 1973年のスライラブ打ち上げが最後で 月着陸の次に 火星へと向かうかわりに シャトルというのを やることになりました 今あるロケットは 火星に人間を送るには 小さすぎるのです

火星に行くのは 簡単なことではありません 興味深い疑問は ― 火星に最初の人間が降り立つのは いつ頃になるのかということです

学者の中には 2050年までに行ければ 大したものだと 考える人もいます

最近では NASAは2040年までに 人間を火星に送れるだろうと言っているようです できるかもしれません 私自身は2035年までにNASAは 人間を火星軌道に送れると思っていますが 率直に言って 2035年に火星にロケットを送ろう などとはしないでしょう その時にはもう 人類は火星にいるからです

2027年には 降り立っているでしょう その理由は この男がそうすると 心に決めているからです 彼の名はイーロン・マスク テスラ・モーターズとSpaceXのCEOです 彼は実際 2025年までに 人間を火星に送ると私に言いましたが イーロンは私よりも かなり楽観的なので 2年ほど余裕を 持たせました それでも 問う必要があるでしょう この男は本当に2025年か2027年までに 成し遂げられるのか?

イーロン・マスクにとっての10年が どんなものか 考えてみましょう これは10年前 どんなだったでしょう? テスラの電気自動車です 2005年には 自動車業界の人の多くは まともな電気自動車ができるまでに 50年はかかると言っていました

これはどうでしょう? SpaceXのファルコン9ロケットが 国際宇宙ステーションへの6トンの補給物資を 打ち上げているところです 10年前には SpaceXは どんなロケットも 打ち上げてはいませんでした だから 十分見込みは あると思います 10年未満で 自動車業界に 革命を起こし 10年未満で ロケット会社を 丸々作り上げた人間なら 2027年までに人類を 火星に連れて行っても おかしくありません

ここで押さえておかなければ ならないのは この競争を動かしているのは もはや 政府でもロボットでもないということです 民間企業が宇宙に乗り出し 皆さんを喜んで 火星へと連れて行くでしょう

これは大きな疑問を 提起します 我々は実際 火星で生きられるのか? NASAは 2040年まで 火星に人間を連れて行けず 民間がずっと早く火星に 到達するとしても 人間が火星で生きられるか調べる上で NASAは大きな役割を果たしています

問題をこのように 見てみましょう 人間が地球上で 生きるのに必要なのは 食料 水 住居 衣服です そして火星で 生きる上では これに加えて 酸素が必要です

このリストで最も重要なものについて まず考えてみましょう 水は 既知のすべての生命の 基礎となるものですが 火星で必要となる分を 地球から運ぶには重すぎます 火星で生活しようと思うなら 水を見つける必要があります 火星を見ると まったく乾燥していて 惑星全体が 砂漠のようです でも そうでないことが 分かっています 土壌だけを取っても 多いと60%も水を含んでいます 今も火星軌道を回っている軌道船が いくつもありますが それが示しているのは ― これは本物の写真ですが 火星のクレーターには 凍った水が たくさんあるということです そこにコロニーを作り始めるのも 悪くないでしょう

これはフェニックス探査機が2008年に 地面を掘った時の様子ですが 土壌表面のすぐ下に 氷があることを示しています 白いのは氷です 2枚目の写真は 1枚目の4日後に 撮ったものですが 一部蒸発しているのが 分かります

軌道船はまた 火星には大量の地下水や 氷河があることも 教えてくれます 実際 極地の氷が 溶けただけで 火星の大部分が 10mの水に覆われるでしょう だから水は大量に 存在しますが 大部分は氷として 地下にあり 取り出すためには多くの エネルギーと労力が必要になります

この装置は 1998年に ワシントン大学で 考案されたものです これは基本的には ローテクな除湿器です 火星大気は時に湿度が 100%にもなることが分かりました この装置は人間が 必要とする水を 火星大気から 抽出しようというわけです

次に何を呼吸するか 心配する必要がありますが NASAがこの問題を 解決済みであることを知って とても驚きました これはMITの科学者 マイケル・ヘクトです 彼はこのMoxieという 装置を開発しました 私のお気に入りです いわば逆燃料電池で 火星の大気を取り込んで 酸素を吐き出します 火星の大気は96%が 二酸化炭素だということを 思い出してください そして二酸化炭素の78%を 構成しているのが酸素です

NASAが次回火星にローバーを送るのは 2020年ですが この装置が搭載される予定で 人間1人分の酸素を ずっと生成し続ける ことができます しかし それも テストに過ぎず この装置の すごいところは 100倍の規模まで 拡張できるよう デザインされていることです

次の問題は何を食べるか ということです 水耕法で農作物を育てる ことになりますが 火星表面を水が流れ 耕作できるようになるまでは 15~20%より多くの食料を まかなうことは できないでしょう それまでは 食料の大部分は 地球から 乾燥した形で 送られることになります

次に住む場所です はじめは 空気で膨らませた建物や 着陸船を使うことに なるでしょう しかしこれは 日中だけです 太陽や宇宙線による 放射線が強すぎるので 地下に潜る必要があります

火星の土壌は概して レンガを作るのに適している ことが分かりました これもまたNASAが 解明したことです そのレンガにプラスチックを加え 電子レンジにかけると 厚い壁の建物を 作れるようになります あるいは地下に沢山存在する 洞窟や溶岩洞に 住むこともできます

最後に何を着るかです 地球では頭上に 何キロも層をなす大気が 常に私たちの体に 1気圧の圧力をかけていて 体はそれを押し返しています 火星では大気圧が ほとんどありません ダバ・ニューマンは MITの科学者ですが この格好いい宇宙服を 作りました これは体を 包み込み 放射線を防ぎ 保温します

考えてみましょう 食料 住居 衣服 水 酸素・・・ 実現可能です 本当に それでもまだ 困難で不自由です

火星で快適な 生活をするための 次なる1歩 非常に大きな1歩となるのが テラフォーミングです 惑星全体を作り替えて 地球のようにするのです

これは思い上がったことに 聞こえるかもしれませんが 私がお話しすることを実現する テクノロジーはすべて 既に存在するのです

まず温めなければなりません 火星は大気の薄さのせいで とても寒い場所です そのための鍵が ここにあります 火星の両極は 大量の凍った二酸化炭素で 覆われています つまりドライアイスです それを温めてやれば 地球上でと同様 ドライアイスは直接大気へと昇華して 大気が濃くなります

ご存じのように 二酸化炭素には 高い温室効果があります 私のお薦めの方法は 非常に大きな太陽帆を上げて それを鏡のようにして 焦点をまず南極に合わせます 火星が自転するにつれ ドライアイス全体が温められて昇華し 大気に放出されます 火星の気温が 上がり始めるのに そう時間はかからず 20年以内でしょう

現在では 赤道上の場所で 真夏の条件の良い日には 気温が実際 20℃に達します 夜には -70℃に 下がりますが


ここで狙っているのは 温室効果の暴走です 十分に温度が上昇すると 火星の 特に地中にある氷が 溶け出します すると本当の魔法が起きます

大気が濃くなると すべて良い方に動き出します 放射線から 保護されるようになり より暖かくなり 暖かくなることで 水が流れるようになり 耕作ができるようになります するとさらに 水が大気へと蒸発し 温室効果を強め 火星に雨や雪が 降るようになります 大気が濃くなると 十分な大気圧が生じ 宇宙服を着なくとも 済むようになります 人が生きる上で必要な大気圧は 1/3 気圧程度です 最終的には 火星はカナダのブリティッシュ・ コロンビアのような場所になるでしょう

大気を呼吸可能な ものにするという 難しい問題が残っていますが これには千年かかる かもしれません しかし人類は驚くほど賢く 極めて適応力があります

将来の技術で何が可能になるか 分かりません 人間の体に どんなことが 可能になるか分かりません 現在の生物学は様々なものを 制御可能にしつつあります 我々自身の遺伝子も 遺伝子が体内で していることも そして究極的には 人類の進化までも いつか地球に住む人類と 火星に住む人類は 若干異なったものに なるかもしれません

しかし火星で何をするのでしょう? どうやって暮らすのか? 地球と変わらないでしょう レストランを始める人もいれば 製鉄所を作る人もいるでしょう 誰か火星のドキュメンタリーを作って 地球で売るかもしれません どこかの馬鹿が リアリティTV番組さえ 始めるかもしれません


ソフトウェア会社があり ホテルがあり 飲み屋があるでしょう

確かなのは それが我々の生きている時代において 最もインパクトのある出来事であり ものすごく刺激的なことだろう ということです

10歳の女の子に火星に行きたいか 聞いてご覧なさい 今時の小学生は 火星に住むことを選ぶでしょう

人類が始めて月に降り立った時のことを 思い出してください その時 人々は顔を見合わせて 言ったものです 「こんなことができるなら どんなことだってできる!」 火星にコロニーが作られ始めた時 人々は何を思うでしょう?

何より重要なのは それによって人類が 宇宙に広がる種になるということです それはつまり 地球に何が起ころうと 人類は生き続けるということです 我々が最後の人類に なることはありません



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