遠紫外線分光探査機

遠紫外線分光探査機

遠紫外線分光探査衛星
名前	エクスプローラー 77 MIDEX-0
ミッションタイプ	紫外線天文学
オペレーター	NASA  / CSA / CNES ジョンズ・ホプキンス大学応用物理学研究所
コスパーID	1999-035A
SATCAT番号	25791
Webサイト	翻訳：
ミッション期間	3.5年（計画） 8年3ヶ月23日（実績）[1]
宇宙船の特性
宇宙船	エクスプローラー LXXVII
宇宙船の種類	遠紫外線分光探査機
バス	ヒューズ
メーカー	オービタル・サイエンシズ・コーポレーション / JHUAPL
打ち上げ質量	1,400 kg (3,100 ポンド)
寸法	5.3 × 1.9 m (17.4 × 6.2 フィート)
力	520ワット
ミッション開始
発売日	1999年6月24日 15:44:00 UTC
ロケット	デルタ II 7320-10 (デルタ 271)
発射場	ケープカナベラル、LC-17A
請負業者	マクドネル・ダグラス
入隊	1999
ミッション終了
無効化	2007年10月18日
最後の連絡	2007年10月18日
軌道パラメータ
参照システム	地球中心軌道[2]
政権	低軌道
近地点高度	752 km (467 マイル)
遠地点高度	767 km (477 マイル)
傾斜	24.98°
期間	99.80分
楽器
100～1800オングストロームの遠紫外線分光法（A）
FUSEミッションパッチ エクスプローラープログラム

遠紫外線分光探査機（FUSE、Explorer 77、MIDEX-0 ）は、ジョンズ・ホプキンス大学応用物理学研究所が運用する、 NASAの90.5～119.5ナノメートル（nm）の波長範囲をカバーする次世代の高軌道紫外線宇宙観測衛星です。FUSEは、NASAのオリジンズ計画の一環として、1999年6月24日15:44:00 UTCにデルタIIロケットで打ち上げられました。FUSEは、他の望遠鏡ではほとんど観測できない電磁スペクトルの遠紫外線部分の光を検出しました。その主な使命は、ビッグバンから残った重水素の恒星での処理時間を知るために、宇宙の重水素を特徴付けることでした。 FUSEは高度約760km（470マイル）の低軌道上にあり、軌道傾斜角は24.98°、軌道周期は99.80分である。^[2]エクスプローラー計画での名称はエクスプローラー77である。^[3]

FUSEの主な目的は、遠紫外線波長での高解像度分光法を使用して、ビッグバン直後に生成された最も軽い元素（水素と重水素）の起源と進化、および銀河、恒星、惑星系の進化に関係する力とプロセスを研究することです。この宇宙船は、NASA、カナダ、フランスの共同プロジェクトとして打ち上げられました。これまでのミッションでは、コペルニクス（OAO-3）のみが、この電磁スペクトルの遠紫外線領域を観測しました。しかし、FUSEはコペルニクスの約1万倍の感度を提供します。^[3]

FUSE 運用の最初の 3 年半は、プライマリ ミッションと呼ばれました。この期間中、FUSE の観測時間は、FUSE 科学チームと、NASA が FUSE プログラムに参加するために世界中から選んだ多数のゲスト研究者の間で、ほぼ 50:50 で共有されました。2003 年 4 月 1 日から、FUSE プロジェクトは運用の延長フェーズに入り、2007 年半ばまで続きました。NASA からの資金提供により、FUSE 衛星は、NASA のピア レビューによって選択された軌道上観測時間の 100% で、幅広い天文学コミュニティのための観測所として運用され続けました。プライマリ ミッション フェーズでは、約 2,900 万秒の科学データが得られ、ミッション全体で合計約 6,500 万秒のデータがアーカイブされました。延長ミッション期間中は、特に衛星の運用に関して多くの課題がありました。多くの手順を自動化する必要があり、これによりプロジェクトは人員を削減し、運用コストを最小限に抑えることができました。一例として、衛星管制センターはプライムミッション中は24時間体制で人員配置されていたが、延長ミッションでは月曜から金曜までの1日16時間体制に移行した。冗長性を減らし、継続的なエンジニアリングサポートへのアクセスを減らすことは、より高いレベルのリスクが許容される延長フェーズのミッションに対するNASAの方針と一致していた。^[4]

FUSE衛星は、宇宙船と科学機器の2つの主要な部分で構成されています。宇宙船には、姿勢制御システム、太陽電池パネル、通信電子機器、アンテナなど、衛星の電源と方向付けに必要なすべての要素が含まれています。観測装置は、バッフルを完全に展開した状態で約7.6メートル（25フィート）の長さです。^[3]

FUSE科学機器は、ローランドサークル設計に基づいた、4つの共位置合わせされた望遠鏡ミラー（約39 × 35 cm（15 × 14インチ）の開口）で構成されています。4つの光学チャネルからの光は、4つの球面収差補正ホログラフィック回折格子によって分散され、2つの遅延線マイクロチャネルプレート検出器によって記録されます。シリコンカーバイド（SiC）コーティングされた2つのチャネルは90.5〜110 nmの範囲をカバーし、フッ化リチウム（LiF）コーティングされた2つのチャネルは100〜119.5 nmの範囲をカバーします。ミラーマウントのアクチュエーターは、1.5インチ以内の90％の円周エネルギーに焦点を維持しました。21フィートの正方形フィールドを持つファインエラーセンサー（FES）は、宇宙船の指向安定性を0.5秒角に維持しました。^[3]

各ミラーには、対応する非点収差補正されたホログラフィック回折格子が付いており、それぞれが湾曲した基板上にあり、4つの1.65 m（5フィート5インチ）ローランドサークル分光器を生成します。分散された紫外線は、焦点面の曲率に合わせて表面が湾曲した2つのマイクロチャネルプレート検出器強化型二重遅延線検出器によって検出されます。^[5]

FUSE観測所は3年間の運用寿命を想定して設計されたが、10年ほど運用が続けられると期待されていた。NASAはその後、主任務の2年後の延長を推奨した。FUSEは、プエルトリコ大学マヤグエス校にある主地上局アンテナを通じて制御された。FUSEは、1回あたり10分未満（平均）で、連続して6～7周し、その後、約7～8周を非接触で周回した。そのため、衛星はほとんどの時間、ターゲットからターゲットへと移動し、星域を特定し、分光器の開口部に物体を中心に配置し、観測を行うという自力で動作しなければならなかった。デジタル形式で保存された科学データは、地上局との通信中に地上に無線で送信された。^[4]

FUSEの科学運用は、指向システムの問題により、2001年12月10日から2002年1月末頃まで停止していた。FUSEの最後の運用可能なリアクションホイールは2007年7月12日に停止した。リアクションホイールのいずれかを再起動する試みは失敗に終わった。望遠鏡自体は良好な状態を保っていたが、衛星はその後、有用な科学データを取得するのに必要な微調整が不可能となり、ミッションは終了した。^[3]

FUSEのデータを使用して書かれた科学論文は400本を超え、^[6]冷たい星から銀河間物質まで多岐にわたります。FUSEの主な科学的目標の1つは、水素の同位体である重水素の存在量を研究することでした。遠紫外線には多数の原子吸収線と輝線があるため、FUSEは銀河、銀河系外、銀河間化学と化学進化に関する多くの研究を可能にしました。

カナダは、FUSEの研究がジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡の精密誘導センサー装置の製造準備に役立ったと評価している。^[7]カナダの貢献はFGS/NIRISSと呼ばれ、精密誘導センサー、分光器、遠紫外線カメラ/分光器を組み合わせたものである。^[7]

• 宇宙起源分光器、 2009年からハッブル宇宙望遠鏡に搭載され、90nmまで動作する装置

• ジョンズ・ホプキンス大学のFUSEウェブサイト
• パリ天体物理学研究所の FUSE ウェブサイト
• STScI (MAST) の Multimission アーカイブの FUSE アーカイブ