惑星探査機搭載望遠鏡を用いた深宇宙における光赤外線天文学の創成
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21H01125
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 16010:Astronomy-related
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| Research Institution | Kyushu Institute of Technology |
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Principal Investigator |
佐野 圭 九州工業大学, 大学院工学研究院, 助教 (70802908)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松浦 周二 関西学院大学, 理学部, 教授 (10321572)
岩田 隆浩 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 准教授 (20201949)
和田 武彦 国立天文台, JASMINEプロジェクト, 准教授 (50312202)
津村 耕司 東京都市大学, 理工学部, 准教授 (60579960)
高橋 葵 大学共同利用機関法人自然科学研究機構(機構直轄研究施設), アストロバイオロジーセンター, 特任研究員 (70851848)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥17,160,000 (Direct Cost: ¥13,200,000、Indirect Cost: ¥3,960,000)
Fiscal Year 2023: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000)
Fiscal Year 2022: ¥7,930,000 (Direct Cost: ¥6,100,000、Indirect Cost: ¥1,830,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
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| Keywords | 光赤外線天文学 / 深宇宙探査機 / 望遠鏡 / 黄道光 / 宇宙背景放射 |
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| Outline of Research at the Start |
地球近傍における従来の光赤外線天文観測では、惑星間空間に漂う塵による太陽光の散乱および熱放射成分である黄道光の影響で天体検出感度が制限される。そこで本研究では、地球を離れた深宇宙空間における光赤外線観測の有用性を検証するため、将来の深宇宙探査機への搭載を想定した天文観測用望遠鏡を開発するとともに、稼働中の探査機はやぶさ2に搭載された観測装置による黄道光観測を実施する。望遠鏡の開発では、観測装置全体を設計製作し、光学的な性能を評価するとともに、打ち上げ時の振動耐性を実証する。黄道光観測では、地球を離れた様々な場所から黄道光を測定することにより、高い精度で惑星間塵の密度分布を決定する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
宇宙背景放射の高精度観測は、宇宙創成以来の天体形成史を明らかにするために重要である。今年度は、宇宙背景放射を観測するための宇宙機搭載観測装置の開発と、宇宙背景放射の前景放射成分である黄道光を精度良く測定するために、はやぶさ2搭載望遠鏡による深宇宙からの黄道光観測を中心に実施した。
観測装置の開発においては、宇宙背景放射観測に要求される結像性能が得られることを実証するために、製作した非球面望遠鏡の結像性能試験を実施した。光学試験における既存の望遠鏡支持構造の剛性が不足しており、その影響で望遠鏡に歪みが生じるという問題が生じた。そこで、歪みを低減する望遠鏡の支持構造を新たに設計製作して光学試験を実施した。その結果、製作した望遠鏡は要求される結像性能を満たすことを実証した。並行して、観測装置の熱構造を検討した。観測時に宇宙機からの熱流入を低減し、堅牢な構造の支持脚および検出器の支持構造を設計した。
今年度から、可視光における宇宙背景放射観測を目的とする6Uサイズの超小型衛星の開発を開始した。これは将来の深宇宙探査機に搭載する観測装置の実証機のひとつとなるものであり、重要度が高い。今年度中に観測装置の光学系および検出器部分の設計の大部分を完了した。
黄道光の観測においては、はやぶさ2搭載の可視光望遠鏡によって、日心距離が約0.8-1.1天文単位となる様々な位置から観測を行った。それによって黄道光輝度および惑星間塵密度の日心距離依存性を導出することに成功した。
さらに、惑星間塵の性質を詳細に調べるために、COBE衛星によって得られた全天の近赤外線偏光観測データを解析した。その結果、偏光度の黄緯、太陽離角依存性を導出し、惑星間塵の特性に制約を与えた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
宇宙背景放射観測装置の開発においては、光学試験によって要求される結像性能を満たすことを実証し、その成果を国際学会で発表した。
はやぶさ2による黄道光の観測研究においては、黄道光輝度おとび惑星間塵密度の日心距離依存性の導出という重要な成果を得、論文を執筆した。
偏光観測で得られた惑星間塵に関する科学成果については、査読有りの学術誌に論文を投稿し、掲載に至った。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、可視光における宇宙背景放射観測を目的とする6Uサイズの超小型衛星の開発と、はやぶさ2搭載望遠鏡による深宇宙からの黄道光観測を中心に行う。
6Uの超小型衛星は、JAXA-SMASH（JAXA-Small Satellite Rush）Programに採択されており、2025年に打ち上げ、観測を実施する計画である。衛星によって宇宙背景放射観測装置を実証することは、将来的に深宇宙での宇宙観測を実現するために重要であるため、本超小型衛星の開発にフォーカスした研究を推進する。2023年度中に衛星のエンジニアリングモデルの開発を完了するスケジュールで研究を進める。
黄道光の観測においては、はやぶさ2搭載の望遠鏡によって、日心距離が約0.8-1.1天文単位となる様々な位置から可視光波長での観測を継続する。2023年度はより広い領域を観測することによって、惑星間塵の空間分布を明らかにする計画である。
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Report
(2 results)
Research Products
(11 results)
