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土星探査

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美しい輪をもつ土星は、水に浮くほど軽い天体

望遠鏡で見ると円盤のように見える土星は、太陽系のなかでは、木星の次に大きな惑星で、大小30個の衛星をもっています。赤道にそった直径は、地球の約9倍です。密度が小さく、重さは地球の95倍しかありません。水に浮くほど軽い天体です。木星よりも外側の軌道を、約10.5時間で自転しながら、29.5年の周期で公転しています。美しく見える土星の輪は氷のつぶでできていて、その幅は23万kmを超えます。輪の層は大きく7つに分かれていて、ところどころにすき間があります。

パイオニア11号により数々の土星の「輪」を発見

パイオニア11号は、1979年9月1日に土星に2万900kmまで接近し、史上初の近接撮影を行ないました。その結果、土星にはA環と呼ばれる輪の外側にF環、さらにE環、G環の存在を確認しました。その後は太陽系の外に向かって飛行を続け、83年6月13日に太陽から、約45億2,100万kmのところで海王星の軌道を越えました。

コンピューターで画像処理した土星の輪
コンピューターで画像処理した土星の輪

土星の衛星やリングの正体を執に解明したボイジャー1号ボイジャー2号

木星土星を探査するボイジャー1号ボイジャー2号はそれぞれ木星を探査したあと、1号が1980年11月13日に、2号が1981年8月25日に土星に近づいて観測しました。1号によって土星の環から電波が出ていてオーロラがあることや、タイタンの大気がメタンではなく窒素(ちっそ)であり、生物のいる可能性が低いこと、衛星のミマス、ディオネ、レアにはクレーターがあることなどがわかりました。また、新しい衛星8個(2009年1月時点では地上からの観測とあわせて63個確認)を観測や撮影から発見し、2号の観測では、土星の環の厚さが150mくらいで、環の中にはねじれているものもあることや、細い環の集合であることなどがわかりました。

ボイジャー1号・ボイジャー2号
ボイジャー1号・ボイジャー2号

大気圏内に突入して探査するカッシーニ土星周回探査機

NASAは、ESAは共同で土星を探査するカッシーニ探査機計画を行っています。カッシーニ探査機は1997年10月15日に、ケープカナベラルから打ち上げられました。金星地球の重力を利用して加速するスイングバイ航法土星へ向かい、2004年7月1日に到着して土星の周回軌道にのりました。土星に関するさまざまな観測をし、さらにはカッシーニに搭載されていた小型探査機ホイヘンス土星の衛星タイタンにパラシュート降下で着陸させ、液体メタンの海や地球によく似た地形などの興味深い発見に貢献しました。

土星探査機カッシーニが2010年に撮影した土星の衛星ミマス(画像提供:NASA/JPL/Space Science Institute)
土星探査機カッシーニが2010年に撮影した土星の衛星ミマス(画像提供:NASA/JPL/Space Science Institute)