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

2023 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 21H01125
• 研究機関: 九州工業大学
• 研究代表者: 佐野 圭 九州工業大学, 大学院工学研究院, 助教 (70802908)
• 研究分担者: 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)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: 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

研究実績の概要

本年度は、宇宙背景放射を観測するための宇宙機搭載用観測装置のエンジニアリングモデルの開発と、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実施した。
観測装置の開発においては、将来の深宇宙探査機への搭載に向けて、現在進行中の6Uサイズの超小型衛星に搭載する望遠鏡観測装置の開発を進めた。光学系部分については、宇宙背景放射の観測要求を満たすレンズ光学系および迷光を除去するためのバッフル構造の設計を完了し、製作に移行した。また、検出器部分については、センサー基板とFPGA基板を製作するとともに、それらを支持する構造を設計、製作した。センサーの性能評価を実施し、宇宙背景放射を検出するために要求されるノイズ性能であることを確認した。また、衛星バス側からのコマンドを受信し、センサーが画像を取得可能であること、センサーから衛星バス側の送信機にデータを転送可能であることを確認した。
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データ解析を継続して実施した。前年度と今年度の観測結果を統合し、黄道光輝度の日心距離依存性をより精度よく測定した。また、望遠鏡が広視野であることを利用し、宇宙背景放射の前景光のひとつである銀河拡散光の測定を銀河中心方向の領域について実施した。
深宇宙空間からの観測に加えて、黄道光の偏光観測や分光観測による研究を並行して行った。前年度には、COBE衛星によって得られた近赤外線における全天の偏光観測データを解析し、全天における偏光度を導出することに成功した。その結果に基づき、惑星間塵の形状、サイズを制約するために、種々の惑星間塵のモデルと観測値を比較することによって惑星間塵の特性を制約した。

現在までの達成度 (段落)

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Measurement of the zodiacal light absolute intensity through Fraunhofer line spectroscopy of the night sky with the Hale telescope (2024)
  • 著者名/発表者名: Hanzawa Masaki、Matsuura Shuji、Takahashi Aoi、Chary Ranga-Ram、Sano Kei、Takimoto Kohji、Tome Yuto
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: - ページ: -
  • DOI: 10.1093/pasj/psae016
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Heliocentric distance dependence of zodiacal light observed by Hayabusa2# (2023)
  • 著者名/発表者名: Tsumura, K., Matsuura, S., Sano, K., Iwata, T., Yano, H., Kitazato, K., Takimoto, K., Yamada, M., Morota, T., Kouyama, T., Hayakawa, M., Yokota, Y., Tatsumi, E., Matsuoka, M., Sakatani, N., Honda, R., Kameda, S., Suzuki, H., Cho, Y., Yoshioka, K., Ogawa, K., Shirai, K., Sawada, H., Sugita, S.
  • 雑誌名: Earth, Planets and Space 巻: 75 ページ: -
  • DOI: 10.1186/s40623-023-01856-x
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 宇宙可視光背景放射観測6U衛星VERTECS：全体状況 (2024)
  • 著者名/発表者名: 佐野圭
  • 学会等名: 日本天文学会春季年会
• [学会発表] 高精度姿勢制御6U衛星による宇宙可視光背景放射観測で探る天体形成史 (2024)
  • 著者名/発表者名: 佐野圭
  • 学会等名: 超小型衛星利用シンポジウム2024
  • 招待講演
• [学会発表] Mission overview of Visible Extragalactic background RadiaTion Exploration by CubeSat (VERTECS) (2023)
  • 著者名/発表者名: Kei Sano
  • 学会等名: 5th COSPAR Symposium, Space Science with Small Satellites
  • 国際学会
• [学会発表] Astronomical 6U CubeSat Mission VERTECS (2023)
  • 著者名/発表者名: Kei Sano
  • 学会等名: Small Satellite Conference
  • 国際学会
• [学会発表] VERTECS: 6U satellite for astrophysical science (2023)
  • 著者名/発表者名: Kei Sano
  • 学会等名: 6th International Workshop on Lean Satellite
  • 国際学会
• [学会発表] 宇宙可視光背景放射観測6U衛星VERTECS：全体進捗状況 (2023)
  • 著者名/発表者名: 佐野圭
  • 学会等名: 日本天文学会秋季年会
• [学会発表] 超小型衛星VERTECS搭載の可視光望遠鏡の開発進捗状況 (2023)
  • 著者名/発表者名: 瀧本幸司, 佐野圭, 當銘優斗, 川崎悠貴, 中川俊輔, Eyoas Ergetu Areda, Ezra Fielding, Keenan Alexsei Aamir Chatar(九州工業大), 松浦周二, 廣瀬優樹, 小鹿哲雅, 津本明音 (関西学院大), 津村耕司 (東京都市大), 中川貴雄, 松原英雄, 磯部直樹, 榎木谷海, 田中颯 (ISAS/JAXA), 高橋葵 (ABC)
  • 学会等名: 日本天文学会秋季年会
• [備考] VERTECS
  • URL: https://vertecs-project.com/ja/home-jp/
• [備考] 研究者情報
  • URL: https://hyokadb02.jimu.kyutech.ac.jp/html/100001400_ja.html