バイキング計画（NASA火星ミッション）―1975年発射のオービター＆ランダー解説
バイキング計画（1975発射）──NASAのオービター＆ランダーが解き明かした火星探査の成果、着陸経緯や科学的発見を詳しく解説。
バイキング計画は、2機の宇宙船を火星に送り込んだNASAの大規模ミッションです。これらの宇宙船は「バイキング1」と「バイキング2」と呼ばれ、各々が「オービター（軌道船）」と「ランダー（着陸機）」の2つの要素で構成されていました。オービターは軌道上から高解像度の地表観測や気象観測を行い、着陸候補地の撮影とデータ中継を担当しました。一方、着陸機は火星の表面に軟着陸して、カメラや分析装置で直接サンプルを観測・採取し、科学的データを集めました（これらのデータは後に地球へ送信されました）。
打ち上げと運用の流れ
バイキング計画は1975年に打ち上げられ、1976年に火星に到達しました。到着後、科学者たちはオービターが撮影した多数の画像をもとに安全かつ科学的に価値の高い着陸地点を選定しました。選定後、各オービターから着陸機が放出され、下降して指定地点へ軟着陸しました。オービターはその後も火星全体の撮影とデータ中継を継続し、着陸機は表面での観測や試験を行いました。計画は当初の予定よりも長期間にわたり運用され、多くの装置が予定期間を超えて活動しましたが、最終的に機器は順次運用を停止しました。稼働停止の年は、バイキング2号オービターが1978年、バイキング1号オービターとバイキング2号ランダーが1980年、バイキング1号ランダーが1982年です。
目的と搭載機器（主なもの）
バイキング計画の主な目的は次のとおりです。
- 火星表面の高解像度画像による地質学的・地形学的な理解
- 大気組成、気象現象、気温や塵の挙動などの観測
- 表面土壌の化学組成と物理特性の測定
- 生命の痕跡や現在の微生物活動の検出（生命探査実験）
代表的な搭載機器には次のようなものがありました。
- オービター：高解像度カメラ、分光計、赤外放射計、通信中継装置など（地形マッピングと着陸候補地選定が主要任務）
- ランダー：パノラマカメラ、ロボットアームによる土壌採取装置、ガスクロマトグラフ質量分析計（GC-MS）による有機物検出装置、気象観測器、そして3種類の生物学実験装置（ラベル放出実験＝Labeled Release、ガス交換実験＝Gas Exchange、加熱吸収・放出に基づく実験＝Pyrolytic Release）など
主要な成果
バイキング計画は火星探査にもたらした成果が多く、以下が特に重要です。
- 高解像度画像の取得：火星表面の地形や地質構造を詳細に示す画像を多数撮影し、峡谷、火山、古い流路の痕跡などが明らかになりました。これらは後の探査計画や着陸地点選定の基礎資料となりました。
- 大気と気象の理解：薄い二酸化炭素（CO2）主成分の大気、昼夜や季節による温度変化、塵嵐の影響などの観測を通じて、火星の気候と大気循環の基礎が確立されました。
- 地表・土壌の化学分析：ランダーのGC-MSなどにより、塩類や酸化性物質の存在が示唆され、表面が強い酸化作用を持つことが示されました（当時の測定では有機物は検出されませんでした）。
- 生命探査実験の初の実施：地上での生命検出を目的とした生物学実験が実際に行われ、複雑な結果が得られました。少なくとも当時の解析では「決定的な微生物の証拠」は得られなかったとされますが、結果の解釈については後年も議論が続きました。
結果の解釈とその後の研究
バイキングの生物学実験は長年にわたり活発に議論されてきました。ランダーの一部実験では化学反応のような応答が観測されたものの、GC-MSが有機分子を検出しなかったことから、当初は「生命の確証は得られなかった」と結論づけられました。しかし、21世紀以降の探査で火星土壌中に塩化物や過塩素酸塩（perchlorates）が存在することが確認され、これらが高温で分解される際に有機物を破壊する可能性があることが分かりました。したがって、バイキングが有機物を検出できなかった理由については再評価が行われ、当時の結果だけで火星に生命が絶対に存在しないと結論することはできない、という見方が一般的になっています。
遺産と意義
バイキング計画は当時の宇宙探査としては最高レベルの費用と技術が投入され、総費用は約10億ドルに達しました。計画は極めて成功し、1990年代後半までの火星に関する基礎的な知識の多くはバイキングによって築かれました。また、オービターが提供した詳細な地図と画像は、その後の火星着陸ミッションや軌道ミッションの着陸地点選定や科学計画に大きな影響を与えました。バイキングは「初の成功したアメリカの軟着陸および長期地表観測ミッション」として、現代の火星探査の礎を築いた重要なミッションです。
質問と回答
Q: バイキング計画とは何ですか?
A: バイキング計画とは、バイキング1号とバイキング2号という2機の探査機を火星に送り込んだNASAのミッションです。
Q: バイキング計画で使われた軌道船と着陸船は何に使われたのですか?
A: オービターは軌道上から写真を撮って地球に情報を送り、着陸船は火星の表面で科学データを収集しました。
Q:バイキング宇宙船はいつ打ち上げられ、いつ火星に到着したのですか?
A: バイキング宇宙船は2機とも1975年に打ち上げられ、1976年に火星に到達しました。
Q: 科学者たちは、火星探査機の着陸場所をどのように選んだのですか?
A: 科学者たちは、探査機が撮影した写真から着陸場所を選びました。
Q: すべての探査機はどれくらいの期間動き続けたのでしょうか?
A: オービターと着陸船を含むすべての探査機は、予定されていたよりも長い間動き続けました。バイキング2号オービターは1978年、バイキング1号オービターとバイキング2号ランダーは1980年、バイキング1号ランダーは1982年に活動を停止しました。
Q: バイキング計画はどのように成功したのでしょうか?
A: バイキング計画は大成功でした。1990年代後半までの火星に関する知識のほとんどは、バイキング計画によるものです。
Q: バイキング計画にはどれくらいの費用がかかりましたか?
A: 総額10億ドルです。
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