TED日本語 - エリザベス・ジビ・タートル: 謎に包まれた土星の衛星タイタンを調べて生命の起源に関して何がわかるか

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謎に包まれた土星の衛星タイタンを調べて生命の起源に関して何がわかるか
What Saturn's most mysterious moon could teach us about the origins of life
エリザベス・ジビ・タートル
Elizabeth "Zibi" Turtle

内容

NASAのドラゴンフライは、回転翼で飛行する自律式突入機で、地球外天体の地表の上空を飛び回れるように設計されています。2026年に打ち上げて太陽系の彼方にある土星の最大の衛星であるタイタンを目指します。惑星科学の専門家でありエリザベス・ジビ・タートルは、初期の地球と似ていると考えられているこの衛星の謎を解くことで、そのほかの惑星の居住可能性の理解を深め、生命の起源にも迫れると考えています。

Script

Picture a world with a variety of landforms. It has a dense atmosphere within which winds sweep across its surface and rain falls. It has mountains and plains, rivers, lakes and seas, sand dunes and some impact craters.

Sounds like Earth, right? This is Titan.

In August 1981, Voyager 2 captured this image of Saturn's largest moon. The Voyager missions have traveled farther than ever before, making the solar system and beyond part of our geography. But this image, this hazy moon was a stark reminder of just how much mystery remained. We learned an exponential amount as the Voyagers flew by it, and yet we had no idea what lay beneath this atmospheric blanket. Was there an icy surface with landforms like those of the other moons that had been observed at Saturn and Jupiter? Or perhaps simply a vast global ocean of liquid methane?

Shrouded by the obscuring haze, Titan's surface was a huge, outstanding mystery that Cassini-Huygens, an orbiter lander pair launched in 1997, was designed to solve. After arrival in 2004, the early images Cassini sent back of Titan's surface only heightened the allure. It took months for us to understand what we were seeing on the surface, to determine, for example, that the dark stripes, which were initially so unrecognizable that we referred to them as cat scratches, were actually dunes made of organic sand.

Over the course of the 13 years Cassini spent studying Saturn and its rings and moons, we had the privilege of going from knowing almost nothing about the surface of Titan to understanding its geology, the role the atmosphere plays in shaping its surface, and even hints of what lies deep beneath that surface.

Indeed, Titan is one of several ocean worlds, moons in the cold outer solar system beyond the orbits of Mars and the asteroid belt with immense liquid water oceans beneath their surfaces. Titan's interior ocean may have more than 10 times as much liquid water as all of the Earth's rivers, lakes, seas and oceans combined. And at Titan, there are also exotic lakes and seas of liquid methane and ethane on the surface. Ocean worlds are some of the most fascinating places in the solar system, and we have only just begun to explore them.

This is Dragonfly. At the Johns Hopkins Applied Physics Laboratory, we're building this mission for NASA's new Frontiers program. Scheduled to launch in 2026 and reach Titan in 2034, Dragonfly is a rotorcraft lander, similar in size to the Mars rovers or about the size of a small car. Titan's dense atmosphere, combined with its low gravity, make it a great place to fly, and that's exactly what Dragonfly is designed to do.

Technically an octocopter, Dragonfly is a mobile laboratory that can fly from place to place taking all of its scientific instruments with it. Dragonfly will investigate Titan in a truly unique way, studying details of its weather and geology, and even picking up samples from the surface to learn what they're made of. All told, Dragonfly will spend about three years exploring Titan, measuring its detailed chemistry, observing the atmosphere and how it interacts with the surface, and even listening for earthquakes, or technically titanquakes, in Titan's crust.

The Dragonfly team, hundreds of people across North America and around the world, is hard at work on the design for this mission, developing the rotorcraft, its autonomous navigation system and its instrumentation, all of which will need to work together to make science measurements on the surface of Titan.

Dragonfly is the next step in our exploration of this fascinating natural laboratory. In flying by, Voyager hinted at the possibilities. In orbiting Saturn for over a decade and descending through Titan's atmosphere, Cassini and Huygens pulled Titan's veil back a bit further. Dragonfly will live in the Titan environment, where, so far, our only close-up view is this image the Huygens probe took in January 2005.

In many ways, Titan is the closest known analogue we have to the early Earth, the Earth before life developed here. From Cassini-Huygens' measurements, we know that the ingredients for life, at least life as we know it, have existed on Titan, and Dragonfly will be fully immersed within this alien environment, looking for compounds similar to those that might have supported the development of life here on Earth and teaching us about the habitability of other worlds.

Habitability is a fascinating concept. What's necessary to make an environment suitable to host life, whether life as we know it here on Earth, or perhaps exotic life that has developed under very different conditions?

The possibility of life elsewhere has inspired human imagination and exploration throughout history. On a grand scale, it's why the ocean worlds in the outer solar system have become such important targets for study. It's the "what if" that drives human exploration.

We don't know how chemistry took the step to biology here on Earth, but similar chemical processes may have happened on Titan, where organic molecules have had the opportunity to mix with liquid water at the surface. Has organic synthesis progressed under these conditions? And if so, how far? We don't know ... yet.

What we will learn from Dragonfly, this fundamentally human endeavor, is tantalizing. It's a search for building blocks, foundations, chemical steps like those that ultimately led to life on Earth. We're not sure exactly what we will find when we get to Titan, but that's exactly why we're going.

In 1994, Carl Sagan wrote, "On Titan, the molecules that have been raining down like manna from heaven for the last four billion years might still be there, largely unaltered, deep-frozen, awaiting the chemists from Earth." We are those chemists. Dragonfly is a search for greater understanding, not just of Titan and the mysteries of our solar system, but of our own origins.

Thank you.

想像してください その世界は多様な地形で覆われています 大気の密度は高く 風が地表に吹きつけ 雨も降ります 山と平原 川と湖と海と 砂丘と衝突クレーターもあります

地球みたいですよね これはタイタンです

1981年の8月に ボイジャー2号は 土星の 一番大きな衛星の写真を撮りました ボイジャーの探査活動は 前人未踏の領域に達し 我々は太陽系とその外側にまで 到達しました しかし この写真の ぼんやりとした衛星の姿は どれほどの謎が残っているかを 痛感させるものでした ボイジャーが近くを通過することで 圧倒的に多くのことを知りましたが それでもこの厚い大気に覆われた下に 何があるのかは見当もつきませんでした 木星や土星の他の衛星と同じように 氷で覆われた地形があるのでしょうか それとも液体メタンの 巨大な海があるだけの世界なのでしょうか

タイタンの表面は霞に包まれていて 地表の様子は未解決の大問題でした カッシーニ/ホイヘンスの探査機と突入機は この謎を解くために設計されて 1997年に打ち上げられました 2004年に到達すると カッシーニからタイタン表面の映像が 送られるようになり この星の魅力はますます高まりました 表面に何が見えているのか理解するまでには 何か月もかかりました 例えば この黒い縞模様は 当初はまったく気づきにくいものだったので ネコの爪痕と呼んだりしましたが 有機物の砂で作られた砂丘だと 判明しました

13年間かけてカッシーニは 土星と土星の環と衛星を調べ 私たちは嬉しいことに タイタンの表面について 何も知らない状態から タイタンの地形と 表面の形状を形成する上で 大気の果たした役割を明らかにし その表面のはるか下に横たわるものについても 示唆が得られました

確かに タイタンは 海を持つ星の一つであり 火星と小惑星帯よりも 冷たい外部太陽系にある衛星として 地表の下に莫大な量の液体の水を蓄えて 海が形成されています タイタン内部の海が保持する水の量は 地球の川と湖と海洋の全部の水の総量の 10倍以上あるかもしれません タイタンの表面には 液体メタンと液体エタンからなる 独特の湖と海もあります 海のある星は 太陽系の中でも きわめて魅力的ですし 私たちの探査は始まったばかりです

これはドラゴンフライです ジョンズ・ホプキンス大の応用物理研究室では NASAの ニュー・フロンティア計画の 探査機を開発しています 2026年に打ち上げて 2034年にタイタンに到着する予定です ドラゴンフライは 回転翼タイプの突入機です 火星探査機のローバーと同じく 小型車ぐらいの大きさです 大気が濃く 重力が小さいので タイタンは飛行機に向いた環境であり ドラゴンフライは まさに飛び回るための設計になっています

8ローターの機体のドラゴンフライは あちこち動ける移動式の実験室として 科学計測器を完備しています ドラゴンフライは 実にユニークな方法でタイタンを探査します 気象と地形を詳細に調べ 地表からの試料を採取して 成分を分析したりします 全部合わせると ドラゴンフライは タイタンでおよそ3年の探査活動を行い 詳細な化学分析を行い 大気の様子や 大気と地表の間に何が生じるかを観測し 地震にも注意を払います 正確に言えばタイタン表面の 「タイタン震」でしょうか

ドラゴンフライのチームでは 北米および世界中からの何百人もの人が 突入機の開発に 熱心に取り組んでいます 回転翼機と自律飛行システムと 様々な計測機器一式を開発し 全てを組み合わせて働かせることで タイタン表面の科学的計測を行うのです

ドラゴンフライは この魅力的な大自然の実験室を 探査する私たちの次の一手です ボイジャーはフライ・バイによって 可能性を示唆しました 10年にわたって土星を周回して タイタンの大気に突入降下した カッシーニ/ホイヘンスは タイタンを覆うベールをさらに剥ぎました ドラゴンフライが活動する タイタンの環境の近くからの写真としては これまでは ホイヘンス突入機が 2005年に撮影したこの写真しかありませんでした

多くの点で 既知の環境の中ではタイタンが 初期の地球と一番良く似ています 生命が生まれる前の地球です カッシーニ/ホイヘンスの計測によって 我々が知る生命に限っても その材料が タイタンに存在したことがわかっています ドラゴンフライはこの未知の環境に身を委ねて 地球上で生命の誕生を支えた可能性のある 化合物を探します また 他の世界の居住可能性についても 学べることでしょう

居住可能性とは 魅力的な考え方です 生命の発生に適した環境となるために 必要なものは何でしょうか たとえその生命が 地上で私たちが知っているようなものではなく 非常に異質な条件下で発達した 異質な生命だとしても

他の場所に生命が存在する可能性は 人類の想像を刺激し 歴史を通じて探査が試みられてきました 外部太陽系の海の世界が 大規模な研究の 重要なターゲットとなっている理由です こんな「もし」が 人類を宇宙探査に駆り立てるのです

地球上でどういう段階を経て 化学から生物へ進展したのかはわかりませんが タイタンでも良く似た化学反応の過程が 生じたかもしれません タイタンでは有機分子が地表で 液体の水と混ざる機会があったのです この条件下で有機合成が進行したでしょうか そうだとしたら どこまで進んだのか 私たちにはわかりません 今のところは

ドラゴンフライが明らかにしようとしている この人類の本源的と言える探求は じれったいほどの遅さで進行しますが 最終的に地球に生命をもたらすに至った ― 構成要素や基盤、化学反応を探っていきます タイタンに到達して何が見つかるのか 確実なことは言えません それがタイタンに向かう理由そのものです

1994年にカール・セーガンは記しました タイタンではこの40億年にわたって マナのように 天から降り続けている分子が そのままそこにあるはずだ ほとんど反応することもなく しっかりと凍結された状態で 地球からの化学の専門家の訪問を待っている 私たちこそがその化学の専門家です ドラゴンフライは より広範な理解を追求し タイタンと我々の太陽系の謎ばかりでなく 我々自身の起源に関わる問いを追求します

ありがとうございます

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品詞分類

  • 主語
  • 動詞
  • 助動詞
  • 準動詞
  • 関係詞等

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