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ギザの大ピラミッド建設の謎を解明か…古代の植物の花粉がカギを握っていた

古代エジプト人は、現在の砂漠地帯に壮大なギザのピラミッドを建設した。

何トンもの重い石のブロックをどうやってピラミッドの場所まで運んだのか、長い間謎だった。

古代の花粉を追跡することによって、科学者たちは数千年前に消滅したナイル川の支流を発見した。

約4500年前にはギザの大ピラミッド群のすぐ近くを通っていたが、今は干上がってしまっているナイル川の支流を研究者たちが発見した。

この発見は、2022年8月29日、学術雑誌『米国科学アカデミー紀要（Proceedings of the National Academy of Sciences）』に掲載、発表されたもので、現在は砂漠になっている4マイル（約6.4キロメートル）の道のりを、古代エジプト人たちがどうやって何トンもの重いブロックを運んだのかを説明するものだ。

「このナイル川の支流がなければ、ここにピラミッドを建てることは不可能だった」と、この研究の著者で地理学者のハダー・シーシャ（Hader Sheisha）はニューヨーク・タイムズ（NYT）に語っている。

今なお科学者を悩ませる4500年前の驚異の建築物

カイロ郊外にあるギザのピラミッドは、その大きさと完璧な幾何学模様、複雑な装飾でエジプトの黄金時代のファラオの権力を示す役割を担っていた。

この遺跡群は3つのピラミッドとスフィンクスから構成されており、紀元前2560年から紀元前2540年の間に建てられたクフ王（Khufu）、カフラー王（Khafre）、メンカウラー王（Menkaure）の豪華絢爛な霊廟だ。

「大ピラミッド（Great Pyramid）」と呼ばれているクフ王のピラミッドは最初に建設されたもので、3つのピラミッドの中で最も大きく、石灰岩と花崗岩の推定230万個のブロックから構成されている。ナショナルジオグラフィック（National Geographic）によると、各ブロックの重さは2.5トンから15トンあるという。

大ピラミッドは「古代の七不思議」の中で最も古く、ほぼ無傷で残っている唯一のものだ。当初は約481フィート（約146メートル）の高さがあり、約4000年間、人工建造物としては世界一の高さを誇っていた。

しかし、ナイル川はピラミッドから4マイル（約6.4キロメートル）ほど東にある。この巨大な石のブロックをどうやってピラミッドの建設現場まで運んだのか、科学者や考古学者は長い間その謎に悩まされてきた。

難問を解明する支流の発見

科学者たちは以前から、エジプト人はブロックを水路で運んだのではないかと考えていた。

2013年に発見されたパピルスには、紅海近くにブロックを積み込んだ古代の港の位置が示されており、エジプト人がブロックを川に沿って運ぶ方法を知っていたことを示唆している。

他の発掘調査では、ピラミッドの隣に港が作られていたこと、また港の近くには入り組んだな水路が掘られていたことが示唆されている。

ナイル川が別のルートを辿っていたかどうかを調べるため、科学者たちはピラミッド周辺の砂漠を掘り、パピルスやガマなど水辺に生育する植物の花粉を発見した。

その結果、約4500年前のクフ王、カフラー王、メンカウレ王の統治時代には、ナイル川の支流がピラミッドに向かって伸びていたことが判明したのだ。

この支流は今はもう消失している。ニューヨーク・タイムズによると、干ばつに強い数種の草の花粉から、この川の支流はツタンカーメン王が権力を握った紀元前1350年頃まで、何世紀もかけて次第になくなっていたことが分かったという。

「環境についてより多くのことを知ることで、ピラミッド建造の謎の一部を解くことができる」と、シーシャはニューヨークタイムズに話している。

ロケットクラウド実験中


中国の次世代宇宙ロケットは再利用型に？計画を軌道修正か

2016年に中国の国有ロケット開発会社である中国運載火箭技術研究院（CALT）は「長征9号」の設計開発をスタートした。この次世代大型ロケットはNASAのSpace Launch System（SLS）に似通ったデザインで、コアステージの脇をブースターが固める完全な使い捨て型のロケットになることを想定していた。

長征9号は推進剤にケロシンを用いるなど、SLSとはまったく違うところもあるが、基本的な考え方は共通するように見える。宇宙飛行士を月へ送り届けるための端末の超重量級ロケットとして、2030年までに完成、打ち上げを目指していた。

ところが、米国では民間のSpaceXが、完全に再利用可能なコンセプトのもとでStarshipの開発を押し進めて完成に近づきつつあるのを見て、中国も再利用可能ロケットの可能性に関する計画を立ち上げているようだ。

CALTの総設計部長Liu Bing氏は、中国南部で開催中の珠海航空ショーで中国中央電視台（CCTV）のインタビューに応え、最新のロケットの計画について、使い捨てを想定した長征9号に対し、新しい方向性の計画があることを確認した。

そのうえで次世代ロケットがサイドブースターを持たない、高さ108m、直径10m、重量4180トンの3段式ロケットになり、地球低軌道には150トン、月遷移軌道（LTO）で50トン、火星遷移軌道には35トンの物資を輸送する能力を持つと説明した。またその最初の試験飛行は2030年ごろを予定しているという。

ただ、次世代ロケットはまだ最終的な設計を確定していないとも述べ、最適な開発パスを追求する中で設計に変更を生じる可能性も高いとした。また非公式ながらケロシン燃料でなくメタン燃料を採用したバージョンの計画もあり、こちらは2035年までに完成する可能性があるとした。

中国当局は最近、ケロシン燃料を使用する非常に強力なロケットエンジン「TF-130」の燃焼テストを実施した。これは当初、長征9号に搭載されると考えられていたものだが、再利用可能な方向に進路を変えたロケット開発の流れのなか、このエンジンが適用されるかどうかは不透明になりつつある。

珠海航空ショーでは、長征5号Dengyue（月面着陸）または長征5号Gなどと呼ばれる新しいロケットも展示されている。こちらは27トンのペイロードを月面に着陸させる能力を持ち、有人宇宙船と着陸用スタックを別々に月軌道に送り込む能力を持つという。これによって2人の宇宙飛行士が月面着陸できるようになるとのことだ。

ちなみに、NASAやその他の宇宙機関は通常、打ち上げたロケットが大気圏に再突入する際、再突入で燃え残った残骸が都市部に落ちたりするなどの被害をおよぼさないよう制御している。

しかし中国は現行の使い捨て型ロケット長征5号Bの運用において、これまでに複数回、軌道からロケットを無制御で大気圏に落下させている。先日も落下ルートの下にあたる欧州諸国が、万が一に備えて空域閉鎖などの対応を余儀なくされている。

米エネルギー省は13日、エネルギーをほぼ無限に供給できる可能性のある技術について、画期的な進歩があったと発表した。

核融合は化石燃料を使うことも、有害な温室効果ガスを排出することもない。そのため、気候変動対策としても期待されている。

核融合とは？

核融合は、太陽でエネルギーが作られている仕組みだ。

1960年代以降、50カ国以上の物理学者が、この仕組みを地球上で再現しようとしてきた。

核融合が実用化されれば、世界中に膨大な量のクリーンエネルギーを供給できるようになる可能性があるからだ。

核融合では、軽い原子核を強制的に結合させることで、より重い原子核を作り出す。その際、大量のエネルギーが放出される。

重い原子核を引きはがす核分裂とは逆の反応だ。現在の原子力発電所は、核分裂でエネルギーを作り出している。

なぜ核融合が重要なのか
核分裂では多くの放射性廃棄物が出る。これは危険なため安全に保管しなければならないが、その期間は数百年とも言われている。

一方、核融合で出る廃棄物は放射能が小さく、もっと早く減衰するという。

核融合では石油やガスといった化石燃料が必要ない。また、太陽の熱を閉じ込めて気候変動の原因となっている温室効果ガスも排出しない。

核融合実験のほとんどで水素が使われている。水素は海水やリチウムから安価で抽出できるため、向こう数百万年にわたって燃料を手に入れることが可能だ。

そのため、核融合はエネルギー生産の「聖杯」と言われている。

核融合の仕組み

水素などの軽い原子を熱して結合させると、ヘリウムなどの重い原子が生まれると共に、核反応によって膨大なエネルギーが放出される。

しかし、2つの物質を結合させるのは、実際にはとても難しい。

同じ正の電荷を持っているので、当然ながら互いに反発し合うためだ。

この反発を乗り超えるためには多くのエネルギーが必要になる。

太陽では、1000万度という非常に高温な環境と、地球の1000億倍以上の圧力がこれを可能にしている。

地球上で同じ条件を再現するため、科学者らはさまざまな方法を試してきた。

しかし、高温・高圧状態を長い間保つことは非常に難しい。

米カリフォルニア州のローレンス・リヴァモア国立研究所（LLNL）にある国立点火施設（NIF）は今回、192本の強力なレーザーを使って微量の水素を加熱・圧縮し、やかん15〜20個分の水を沸騰させるエネルギーを作り出した。

つまり、科学者たちは初めて、実験に使われたレーザーよりも大きなエネルギーを生み出すことができた。

大規模な核融合はいつ可能になるのか

核融合技術ではここ数年、期待が持てる画期的進歩が続いているものの、大規模な核融合の実現はまだ数年先の話だ。

2月には欧州の科学者チームが、核融合の実用化をめぐる実験で、革新的な結果が出たと発表した。

イギリス・オックスフォード近郊にある「欧州トーラス共同研究施設（JET）」での実験では、2種類の水素を融合した時に発生するエネルギー量が5秒間で59メガジュ―ル（約11メガワット）と、過去最大を更新。1997年に行われた実験結果と比べると、2倍以上だという。

しかし、今回NIFで成功した実験でさえも、そもそもレーザーの作動に必要な分を超えるエネルギーを生み出すことはできなかった。やかん15〜20個ほどを沸騰させる程度のエネルギーを生成するという段階に至るまでに、数十億ドルが投じられた。

物理学者たちは、真の画期的進歩の瞬間が訪れたとして、アメリカでの実験結果を歓迎している。ただ、核融合が一般家庭や企業用の電力を供給できるようになるにはまだ多くの課題があるとしている。

科学者たちは今後、より速いペースでより安価な核融合の実現に注力していくこととなる。

核融合の安全性は

国際原子力機関（IAEA）は核融合について、「本質的には安全」なものだとしている。

核融合反応の開始と維持には非常に極端な条件が必要なことから、制御不能に陥る可能性はあり得ない。

「核融合のプロセスは自己制限的なもので、反応を制御できなければ機械が自ら電源を落とす仕組みになっている」と、IAEAのセヒラ・ゴンザレス・デ・ビセンテ氏は説明する。

また、重い原子核が分裂する核分裂よりも発生する放射性廃棄物が少ないため、取り扱いや保管がはるかに簡単だ。

核融合は地球温暖化対策となるのか

核融合には、石油やガスなどの化石燃料に依存せず、地球温暖化の原因となる温室効果ガスを全く発生させないという特徴がある。

太陽エネルギーや風力エネルギーとは異なり天候に左右されることもない。

また、核融合にはリチウムと水素という地球上に比較的豊富に存在する物質を使用する。

核融合の利用が広がれば、世界各国が2050年までに炭素排出量を差し引きゼロにする「ネットゼロ」を実現するという目標を達成するのに役立つだろう。

しかし、最近の実験における成功が、意味のある規模にまで拡大するには何年もかかるだろう。

太陽光発電EVの先駆けになれるか。オランダ発の電気自動車登場　従来型の充電器に接続しなくても最大で7カ月、走行可能

オランダの自動車系スタートアップであるライトイヤー社が、量産準備が整ったとして「ライトイヤー・ゼロ（Lightyear 0）」を公式発表しました。これは太陽光発電で充電する電気自動車（EV）で、従来型の充電器に接続しなくても最大で7カ月、走行可能とされています。

6年におよぶ研究開発の成果であるこの自動車には、60kWhの小型バッテリーパックが搭載され、ルーフとボンネットには曲面の太陽光パネルが複数枚取り付けられています。この組み合わせによって航続可能距離は388マイル（625キロメートル）にもなり、そのうち44マイル（70キロメートル）は太陽光発電の電力のみでまかなえるということです。

ライトフライヤー・ゼロは、太陽光を浴びている間に自動的に充電されます。そのため、例えば44マイル（70キロメートル）未満の走行であれば、電源に接続することなく数カ月間続けて走行することができます。

もちろん太陽光パネルで発電される電力量は利用する地域の日射量に依存しますが、ライトイヤー社によれば「一度の充電でオランダのような気候でも2カ月、スペインやポルトガルであれば7カ月は持つ」とのことです。

さらに、同社が特許を取得している「ダブルカーブ・ソーラーアレイ」は、年間1万1000キロメートル相当の電力を生み出すように設計されているとも説明しています。

ただ、バッテリーの大きさが限られているので、ライトフライヤー・ゼロはまだ十分な車とは言えません。前述した60kWhのバッテリーパックにより、174馬力と1,269ポンドフィート（約1,720.5ニュートンメートル）のトルクが得られますが、これによる0-62マイル加速（1-100キロメートル加速）には約10秒必要となり、やや物足りない印象ではあります。スピードメーターも、最高で時速100マイル（約160キロメートル）まで設定されています。

とはいえ、この車は性能で業界を変えることを目指してはいません。ライトイヤー社が望むのは、優れた走行可能距離を約束することで、メルセデスやアウディ、テスラのような高級EVの「先にあるもの」に期待してもらうことなのです。

同社は、25万ユーロ（約3,440万円）で946台を生産する計画だと述べています。公式Webサイトからすぐにでも注文可能ですが、最上級クラスのEVである「メルセデスEQS」が2台、あるいはEVスポーツカーの「ポルシェ タイカン4S」を3台買ってもまだお金が余るほど高額です。

これを踏まえると、ライトフライヤー・ゼロが現在のEV市場に破壊的な変革を起こすとは考えにくいかもしれません。ただ、太陽電池を搭載するEVの未来の可能性を示唆する、紛れもなく躍動的なイノベーションであることは間違いないでしょう。

「太陽光発電EV」時代の到来か？
ここ数年間は人々を引きつけるための取り組みが中心だったように見えたものの、自動車業界はいよいよ太陽光発電の実用化に向けて動き出しています。ライトイヤー社に加えて数社が現在、間もなく路上に登場するであろう、量産可能な太陽光発電EVの生産を始めようとしています。メルセデス、ヒョンデ（現代自動車）、テスラ、トヨタなどの大手ブランド数社が、太陽光で発電するモデルやハイブリッド型の自動車開発に積極的に取り組んでいるのです。

こうした新しいEVの開発において課題はたくさんあります。悪天候やその他の障壁（ルーフの太陽光パネルに日光が当たるのを遮る多くの建物や橋、樹木、トンネルなど）による発電量の低下だけでなく、車両の安全性や信頼性を高めながら費用効率の良いモジュールを製造する難しさも含まれます。

ライトイヤー社は、性能よりも効率を重視してきました。ライトフライヤー・ゼロは日常的な使用を想定した車であり、理想的な条件下であれば、継続的なトリクル充電（二次電池の自然放電を補うため、微小電流により絶えず充電する方法）に相当する約1.05キロワットを、太陽光パネルから得られるとされています。

同社のこうした取り組みの価値を判断するには、ライトフライヤー・ゼロが実際に路上を走り始めるまで待つ必要があるでしょう。ライトフライヤー・ゼロの初回注文分の引き渡しは、早ければ2022年11月になるとのこと。今後の動向にも注目です。

米科学者、核融合反応で画期的成果　情報筋　水素燃料を含むペレットをレーザーの層に撃ち込み、核融合反応を閉じ込めるという

米カリフォルニア州ローレンスリバモア国立研究所にある国立点火施設（ＮＩＦ）の科学者がエネルギーの純増をもたらす核融合反応に成功した。プロジェクトに詳しい人物がＣＮＮに確認した。

エネルギー省は１３日にもこの画期的進歩を公表するとみられる。英紙フィナンシャル・タイムズが最初にこの成果を報じた。

化石燃料への依存を終わらせる無限のクリーンエネルギー源実現に向けた取り組みは数十年間にわたる。研究者は太陽のエネルギー源である核融合を再現しようと試みてきた。

核融合反応は２つ以上の原子が１つのより大きな原子に融合するときに発生、巨大なエネルギーを熱として生み出す。現在電力源となっている核分裂反応と異なり、長期間残存する放射性廃棄物を出さない特徴がある。

世界中で様々な方法を使った取り組みが続けられてきた。

ＮＩＦのプロジェクトでは「熱核慣性融合」と呼ばれる核融合反応でエネルギーを取り出した。水素燃料を含むペレットを２００近いレーザーの層に撃ち込むと、１秒間に５０回という極めて高速の連続した爆発が発生。中性子やアルファ粒子から集められたエネルギーが熱として抽出され、エネルギー生産に使われる。

ケンブリッジ大学工学部の核融合の専門家トニー・ロールストーン氏は「レーザーで外側を撃ち核融合反応を閉じ込める。外側を熱して、衝撃波を生み出す」と説明する。

核融合反応からのエネルギー純増は達成したが、現在の規模では電力源や暖房の熱源になるにはあまりに小さい。

インペリアル・カレッジ・ロンドンの慣性融合研究センターの共同ディレクター、ジェレミー・チッテンデン氏は「やかん１０個分の水を沸かすぐらいだ。これを発電所に変えるには、より大きなエネルギーを生み出す必要がある」と指摘する。

英国ではトカマクと呼ばれる巨大な磁石がついたドーナツ型の装置で実験が進んでいる。質量が欠損すると膨大なエネルギーに変換される。中性子がトカマクの壁に並ぶ「ブランケット」と呼ばれる部分にぶつかると、その運動エネルギーが熱に変わる。これで水を温め蒸気を発生させ、タービンを回して電力を生み出す仕組みとなる。

この反応を生み出す装置は極めて高い温度にさらされ、内部のプラズマの温度は太陽の中心部分より１０倍高い１億５０００万度に達する必要がある。

研究者らは昨年、オックスフォード近郊で５秒間だけエネルギーを持続的に作りだすことに成功した。

いずれの方式を取る場合でも、エネルギー源となるには核融合から持続的に熱を取り出すことが重要だ。ロールストーン、チッテンデン両氏はともに、研究規模を大幅に拡大してコストダウンを図る必要性も指摘する。商用化の実現までは何年もかかるとみられる。