月の地下の洞窟に最大100Vの静電気 神戸大学がスパコンで計算、探査の機器に影響

月の表面には、深い穴がいくつも見つかっています。「縦孔」と呼ばれ、その先が地下の空洞につながっているものもあるとみられます。放射線や隕石、激しい温度の変化から身を守れるため、将来の探査や住まいの候補として注目されています。

その空洞の床に、思わぬ静電気がたまることが分かりました。神戸大学の三宅洋平准教授と中園仁助教が、11月6日に米国の学術誌に発表しました。

日なたはプラス、日かげはマイナス

月には大気も、地球のような全体の磁場もほとんどありません。そのため太陽から吹く電気を帯びた粒の流れ「太陽風」が、地面に直接届きます。

研究グループは、直径と深さが50mの縦孔と、高さ20mの地下空洞をコンピューターの中に作りました。そこへ太陽風の粒を流して、動きを計算しました。

すると、穴から日の差す床はプラスに、壁の陰になる床はマイナスに帯電しました。太陽風のうちプラスの粒（主に陽子）は一方向に流れて底まで届きますが、軽い電子はあちこちに動き回り、多くが途中の壁に吸い込まれるためです。

床の電位の差は最大で約100Vになり、日なたと日かげの境目には、1mあたり数十Vの電場ができました。強さは月の砂粒のすき間の電場より弱いものの、数十mの広い範囲に広がるのが特徴です。洞窟の奥にも、壁から飛び出た電子や跳ね返った粒がわずかに入り込むことも分かりました。

月の探査への影響

静電気は、機器の故障や、月の細かな砂ぼこりが舞い上がって機器や宇宙服に付く原因になります。JAXAなどは縦孔を探る「UZUME」計画を検討し、NASAも縦孔を狙う「GIMLI」計画を発表しています。研究グループは、こうした計画の機器の設計や砂ぼこりの対策に役立つとしています。

関西の計算機が支えた

計算には、京都大学のスーパーコンピューター「Camphor 3」を使いました。粒の偏りが大きい計算を速く回すために、京都大学の中島浩教授らが考えた並列計算の方法「OhHelp」も使っています。

ただ、これは計算による結果で、実際の縦孔で測ったものではありません。今後は、太陽風の状態や穴の形を変えて調べるといいます。

神戸と京都の計算で、月の洞窟の中の様子が見えてきたんやな。