2026年10月20日の打ち上げが予定されるJAXAの火星衛星探査計画「MMX」。スペースデータのCSO・兵頭龍樹博士らの研究によると、探査機がフォボスから持ち帰る砂には、火星由来の物質が約0.1%含まれると推計されている。これは火星の過去を探る貴重な手がかりとなる。
MMXが持ち帰るフォボスの砂に含まれる火星物質の割合
JAXAが進める火星衛星探査計画「MMX（Martian Moons exploration）」は、火星の衛星フォボスに着陸し、10g以上の砂（レゴリス）を採取して地球に持ち帰る計画だ。探査機は2026年10月20日にH3ロケット10号機で種子島宇宙センターから打ち上げられ、2027年に火星周回軌道へ到着する。このミッションにおいて、採取した試料に火星から飛来した物質がどの程度含まれるかは、科学的な成果を左右する重要な問いである。スペースデータのCSOを務める惑星科学者・兵頭龍樹博士らの研究グループは、数値シミュレーションを用いてこの割合を算出した。過去5億年間に火星への天体衝突で放出され、フォボスに降り積もった物質の量を計算した結果、フォボスの砂に含まれる火星由来物質は中央値で約1,700ppm（約0.17%）と見積もられた。保守的な予測でも340ppm（0.034%）を超えるとされ、大規模な衝突イベントを考慮すると、おおむね0.1%前後の割合で含まれる見込みである。
約34個の火星粒子が解き明かす火星の歴史
兵頭博士らの研究成果をMMXのミッションに当てはめると、具体的な成果の規模が浮かび上がる。採取する10gの試料の中に、0.3mmサイズの粒子を想定した場合、少なくとも約34個の火星由来の粒子が含まれる計算となる。この研究は2019年12月27日に「Scientific Reports」、2021年8月13日に「Science」誌で発表された。地球に落下する火星隕石と比較して、フォボスに届く物質は衝突時の衝撃が5GPa未満と弱いのが特徴だ。そのため、壊れやすい堆積岩なども元の性質を保ったまま残存している可能性が高い。火星隕石が特定の時代の岩石に偏りがちなのに対し、フォボスの試料は多様な地質時代の岩石を含んでいる可能性がある。これは、火星そのものに降り立たずとも、火星の過去の大気や水の環境変化を時代を追って調査できることを意味している。
火星生命探査の新たな可能性と「SHIGAI」
フォボスには、火星から飛来した物質に由来する生命の痕跡が残されている可能性も指摘されている。兵頭博士らは、放射線照射や滅菌処理を受けた遺伝子断片や生命の痕跡を「SHIGAI（Sterilized and Harshly Irradiated Genes, and Ancient Imprints）」と命名し、その存在可能性を示唆した。MMXによるフォボスからのサンプルリターンと、NASAやESAが進める火星サンプルリターンを組み合わせることで、多角的な視点から火星生命の探索が可能になる。この連携は、火星における生命探査の進展を加速させる重要なアプローチとして期待されている。
物理シミュレーションが拓くデジタルツインの展望
スペースデータは、兵頭博士の惑星科学分野での知見を自社の技術開発に活用している。特に天体衝突の際に放出される破片の軌道や衝撃を計算する物理シミュレーション技術は、同社のデジタルツイン事業の基盤となっている。同社は、宇宙空間での物体衝突や宇宙線による影響を仮想空間上で精密に再現する技術を構築している。この技術は宇宙開発だけでなく、以下の分野への展開が進められている。
- 衛星軌道の運用および宇宙ごみ（デブリ）との衝突リスク評価
- 都市のデジタルツインを活用した防災・都市計画のシミュレーション
- フィジカルAIを学習させるための物理的に正確な仮想環境の提供
今後は、MMXの探査進展にあわせて科学的に正確な情報を発信しつつ、研究成果とプロダクトの両面から宇宙開発の民主化を推進していく方針だ。兵頭博士が携わるMMXの打ち上げは2026年10月20日に予定されており、実機による観測結果とシミュレーション予測の対比に、科学界の注目が集まっている。