ひとみ（衛星）

ひとみひとみ​​

ひとみ衛星のアーティストによる描写
名前	ASTRO-H 新型X線望遠鏡（NeXT）
ミッションタイプ	X線天文学
オペレーター	宇宙航空研究開発機構
コスパーID	2016-012A
SATCAT番号	41337
ミッション期間	3年（計画） ≒37日16時間（達成）
宇宙船の特性
打ち上げ質量	2,700 kg (6,000 ポンド) [1]
寸法	長さ: 14 m (46 フィート)
力	3500ワット
ミッション開始
発売日	2016年2月17日 08:45 UTC [2]
ロケット	H-IIA 202号機 30号機
発射場	種子島宇宙センター
ミッション終了
廃棄	軌道上で破壊
破壊された	2016年3月26日、約01:42 UTC [3]
軌道パラメータ
参照システム	地球中心軌道[4]
政権	低軌道
近地点高度	559.85 km (347.87 マイル)
遠地点高度	581.10 km (361.08 マイル)
傾斜	31.01°
期間	96.0分
楽器 SXS 軟X線分光計 HXI 硬X線イメージング装置 11/10 軟X線イメージング装置 シンガポールドル ソフトガンマ線検出器
日本のX線天文衛星

ひとみ（日本語：ひとみ）ASTRO-Hや新型エックス線望遠鏡（NeXT）としても知られ宇宙航空研究開発機構（JAXA宇宙における極めてエネルギーの高いプロセスを研究するためのX線天文keV以上の硬X線帯域を調査することにより、宇宙論・天体物理学先端衛星による研究を拡張するように設計された。この衛星はもともと新型エックス線望遠鏡と呼ばれていた。^[5]打ち上げ時はASTRO-Hと呼ばれていた。^[6]軌道に乗って太陽電池パネルがひとみに改名された。^[7]姿勢制御の複数の事故により制御不能な回転速度と構造的に弱い要素の破壊が起こり、2016年3月26日に通信が途絶えた。^[8]

新しい名前は、目の瞳孔と、4匹の龍の絵の伝説に由来しています。^[6]瞳という言葉は一般的に「目」を意味し、特に瞳孔、または目の入り口の窓、つまり開口部を意味します。瞳という名前の由来となった古い伝説もあります。「何年も前のある日、一人の画家が通りに4匹の白い龍を描いていました。龍は描き終えましたが、「瞳」がありませんでした。絵を見た人々は、「なぜ瞳を描かないのか、まだ完成していない」と言いました。画家は躊躇しましたが、人々は彼に圧力をかけました。画家は、4匹の龍のうち2匹に瞳を描きました。するとすぐに、これらの龍は生き返り、空に飛び立ちました。 「ひとみのいない二匹の龍は動かなかった」。この物語の着想は、ひとみが「最後の、しかし最も重要な部分」と見なされていることから、ASTRO-HがX線で宇宙の謎を解くための重要なミッションとなることを願っている。ひとみとは目の開口部、つまり入射光が吸収される部分を指す。このことから、ひとみはブラックホールを思い起こさせる。私たちはひとみ衛星を使って宇宙でひとみを観測する。^[9]

ひとみの目的は、宇宙の大規模構造と進化、銀河団内の暗黒物質の分布^[10]、銀河団の経時的進化^[6] 、強い重力場での物質の挙動^[10]（ブラックホールへの物質の巻き込みなど）^[6] 、宇宙線が加速される領域の物理的条件の探査^{[10] 、超新星の観測[ 6} ]などを探ることであった。これを実現するために、ひとみは以下のことができるように設計された。^[10]

• 硬X線望遠鏡による画像化と分光測定; ^[10]
• マイクロカロリメータを用いた極めて高いエネルギー分解能による分光観測^[10]
• 0.3～600keVのエネルギー範囲にわたる高感度広帯域観測。^[10]

これは、1979年に開始されたJAXAのX線衛星シリーズの6番目であり、^{[10 ]前身の}「すざく」よりも1桁暗い源を観測するように設計されました。^[6]計画されたミッション期間は3年でした。^[7]打ち上げ当時、他の2つの大型X線衛星が軌道上で観測を行っていました。チャンドラX線観測衛星とXMMニュートンで、どちらも1999年に打ち上げられました。^[6]

この探査機は4つの機器と6つの検出器を搭載し、軟X線からガンマ線までのエネルギーを持つ光子を高エネルギー分解能で観測した。^{[10] [7]} 「ひとみ」は、JAXAが主導し、日本、米国、カナダ、ヨーロッパの70を超える協力機関と160人を超える科学者による国際協力によって建造された。^[11]質量は2,700 kg (6,000 lb)で、^{[10] [ 7]}打ち上げ当時、「ひとみ」は日本のX線探査機の中で最も重いものだった。^[1]衛星の長さは約14 m (46 ft)である。^[7]

焦点距離5.6メートル（18フィート）の2つの軟X線望遠鏡（SXT-S、SXT-I）は、NASAが提供する、エネルギー範囲0.4〜12keVの軟X線分光計（SXS）に光を集光し、高解像度X線分光法を実現します。 ^[10]また、エネルギー範囲0.3〜12keVの軟X線イメージング装置（SXI）にも光を集光します。^[10]

焦点距離12m（39フィート）の硬X線望遠鏡（HXT）2台^{[10] [12]}が、エネルギー範囲5～80keVの硬X線撮像装置（HXI）2台^{[10]に光を集光します。 [12]}これらの撮像装置は、衛星が軌道に乗ると展開される6m（20フィート）の伸縮式光学ベンチ（EOB）の端にあるプレートに取り付けられています。^[10]カナダ宇宙庁（CSA）は、伸縮式光学ベンチの歪みを測定するために使用されるレーザーアライメントシステムであるカナダASTRO-H計測システム（CAMS）^{[13] [14]}を提供しました。

衛星の両側には、それぞれ3つのユニットを備えた2つのソフトガンマ線検出器（SGD）が搭載されており、非集束型検出器を使用して60～600 KeVのエネルギーのソフトガンマ線放射を観測しました。^{[1] [10]}

オランダ宇宙研究所（SRON）はジュネーブ大学と共同で分光計用のフィルターホイールと校正源を提供した。^{[15] [16]}

• 
  ウォルター1型光学系によるX線の集束
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  NASAが組み立てた軟X線ミラー
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  軟 X 線分光計のマイクロカロリメータ アレイ。5 ミリメートル四方で 36 ピクセルのアレイが形成されます。各ピクセルの辺は 0.824 ミリメートルです。検出器の視野は約 3 分角です。

衛星の打ち上げは2008年時点では2013年に計画されていたが^[17] 、 2013年には2015年に修正された。 ^[11] 2016年2月初旬の時点では2月12日に予定されていたが、悪天候の予報により延期された。^[18]

ひとみは2016年2月17日午前8時45分（UTC）^{[6] [7]}に、高度約575km（357マイル）の低軌道に打ち上げられた。 ^[10]円軌道の公転周期は約96分、軌道傾斜角は31.01°であった。^{[10]ひとみは}種子島宇宙センターからH-IIAロケットで打ち上げられた。 ^{[10] [6]}打ち上げから14分後、衛星はロケットから分離された。その後、太陽電池パネルが計画通りに展開され、軌道上での点検が始まった。^[6]

ひとみの測定により、科学者は初めてペルセウス座銀河団の中心にあるX線放射ガスの動きを追跡することができました。天文学者は軟X線分光計を使用して、銀河団内のX線放射ガスの動きをマッピングし、それが宇宙的に控えめな速度で動いていることを示しました。ひとみが観測した領域内で地球に向かう、または地球から離れるガスの速度範囲は、時速約365,000マイル（時速590,000キロメートル）であることがわかりました。観測された速度範囲は、乱流がガス圧全体の約4％を占めていることを示しています。^[19]

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  ペルセウス座銀河団内の高温X線放射ガスの運動の地図。銀河団からの距離で約195,000光年にわたる四角形のオーバーレイは、「ひとみ」によって観測された領域を示しています。
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  「ひとみ」の軟X線撮像分光計（SXS）で観測されたX線スペクトルは、ペルセウス銀河団を満たす100万度のガスの詳細を明らかにしています。

2016年3月27日、JAXAは、2016年3月26日7時40分（協定世界時）の「運用開始時からひとみとの通信が途絶えていた」と報告した。[20] 同日、米国統合宇宙運用センター（JSpOC）はツイッターで、2016年3月26日8時20分（協定世界時）に衛星が5つの破片に分裂するのを観測したと発表し、 [ ²¹ ]同日、^衛星の軌道が突然変わったことも発表した。^[22]その後のJSpOCの分析では、破片の分裂は協定世界時01時42分頃に発生した可能性が高いが、宇宙船が破片に衝突した証拠はないことが判明した。^[3] 2016年3月26日から28日の間に、JAXAは、ひとみから3回の短い信号を受信したと報告した。信号は、ひとみから予想されるものから200kHzずれていたが、発信方向と受信時刻から、正当な信号であることが示唆された。^[23]しかしその後の分析で、信号は「ひとみ」からのものではなく、国際電気通信連合に登録されていない未知の無線発信源からのものであることが判明した。^{[23] [24]}

JAXAは、宇宙船との通信と制御の回復に取り組んでいると述べたが^[20]、「回復には数日ではなく数か月かかるだろう」と述べた。^[25]当初、通信途絶の原因として、壊滅的な故障ではなく、ヘリウムガスの漏れ、バッテリーの爆発、または開いたままのスラスタによって衛星が回転し始めた可能性が示唆された。^{[22] [26] [27]} JAXAは2016年4月1日、ひとみが2016年3月25日19時10分頃に姿勢制御を失ったと発表した。しかし、通信途絶直前のエンジニアリングデータを分析したところ、ヘリウムタンクにもバッテリーにも問題は見られなかった。^[28]

同日、JSpOCは、当初報告された数より5個多い10個のデブリの軌道データを発表した。そのうち1個は、当初は探査機本体と混同されるほどの大きさだった。^{[29] [30]アマチュア追跡者は、}ひとみと思われるものが軌道上で回転するのを観測し、探査機本体（物体A）は1.3秒または2.6秒ごとに1回転し、次に大きい破片（物体L）は10秒ごとに回転していると報告された。^[30]

JAXAは2016年4月28日に衛星の回収作業を中止し、異常の調査に焦点を切り替えた。^{[24] [31]}宇宙船の喪失につながった一連の出来事は、2016年3月25日19:10 UTCに慣性基準装置（IRU）が1時間あたり21.7度の回転を報告したことから始まったと判明したが、実際には宇宙船は安定していた。姿勢制御システムは、存在しないスピンを打ち消すためにひとみの リアクションホイールを使用しようとし、その結果、宇宙船は逆方向に回転した。IRUが誤ったデータを報告し続けたため、リアクションホイールは過剰な運動量を蓄積し始め、宇宙船のコンピューターが機体を「安全保持」モードに切り替えた。その後、姿勢制御はスラスタを使用して宇宙船を安定させようとしたが、太陽センサーは太陽の位置にロックオンできず、スラスタの継続的な噴射により、誤ったソフトウェア設定のためにひとみはさらに速く回転した。この過度の回転速度のため、2016年3月26日の早朝、太陽電池パネルと拡張光学ベンチの両方を含む宇宙船のいくつかの部分が分離したと思われます。^{[8] [23]}

「ひとみ」の後継ミッションの報道が最初に浮上したのは2016年6月21日だった。 ^[32]共同通信の記事によると、JAXAは2020年代初頭に日本の新型H3ロケットで「ひとみ2号」の打ち上げを検討しているという。^{[ 32]この宇宙船は}「ひとみ」のほぼコピーになる予定だ。 [32]しかし、2016年6月27日の日本経済新聞の記事によると、文部科学省の中には「ひとみ」の後継機に資金を提供するのは時期尚早だと考えている者もいるという。^[33]記事ではまた、NASAが日本主導の後継ミッションへの支持を表明していることにも触れている。

2016年7月14日、JAXAは後継機の検討が進行中であることに関するプレスリリースを発表した。^[34]プレスリリースによると、宇宙船は「ひとみ」の損失を考慮した対策を施した再製造となり、2020年にH-IIAロケットで打ち上げられる予定である。「ASTRO-H後継機」の科学ミッションはSXS機器を中心に行われる予定である。^[34]馳浩文部科学大臣は2016年7月15日の記者会見で、 「ひとみ」後継機の予算は2017年度概算要求に計上される予定であり、^[35] 「ひとみ」の破壊に関する調査が完了し、再発防止策が講じられることを条件に後継機ミッションを受け入れる意向であると述べた。^[36] X線撮像分光ミッション（XRISM）は2017年4月にJAXAとNASAによって承認され、2023年9月に打ち上げられました。^[37]

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ウィキメディア・コモンズには、 ASTRO-Hに関連するメディアがあります。

• JAXAの「ひとみ」ウェブサイト
• JAXA宇宙科学研究所「ひとみ」ウェブサイト
• NASAのHitomiウェブサイト