ケネス・ジョン・フロスト

ケネス・J・フロスト
生まれる	ケネス・ジョン・フロスト ( 1934-10-03 )1934年10月3日 ブルックリン、ニューヨーク、アメリカ
死亡	2013年8月5日(2013-08-05)（享年78歳） 米国メリーランド州ボルチモア
教育	学士（1957）
母校	マンハッタンカレッジ ロチェスター大学
職業	天体物理学者
知られている	高エネルギー太陽物理学の研究。 X線およびガンマ線天文学用のアクティブ反同時計数シールド分光計。4 つの軌道上太陽観測衛星（OSO-1、2、5、8）および太陽極大期ミッション（SMM）に搭載されたX線分光計 SMMミッション科学者
科学者としてのキャリア
機関	NASAゴダード宇宙飛行センター

ケネス・ジョン・フロスト（1934年10月3日 - 2013年8月5日）^{[1]は、初期の宇宙計画の先駆者であり、宇宙空間で主に太陽からの}X線とガンマ線を検出および測定するための機器の設計と飛行を行った。彼は、宇宙線の相互作用によるバックグラウンドを減らすために、主検出器と電子的に逆同期して動作するアクティブシンチレーションシールドの使用を提案した最初の人物であり、この革新により、高感度の硬X線およびガンマ線天文学が可能になった。彼は、アメリカ航空宇宙局の公務員としてゴダード宇宙飛行センターに勤務したアメリカ人の天体物理学者であった。彼は、ソーラーマキシマムミッションのプロジェクト科学者、 6つの科学機器の主任研究員、太陽物理学部門の責任者、宇宙科学の副ディレクターを務めた。

フロストは、プロジェクト科学者として、またソーラー・マキシマム・ミッション（SMM）の主たる推進者の一人として、1982年にジョン・C・リンゼイ記念賞を受賞した。^[2] リンゼイ賞は、ゴダード宇宙望遠鏡の最高科学賞で、宇宙科学の分野で幅広い科学的業績を最も発揮したゴダード宇宙望遠鏡の従業員を表彰するために毎年授与される。この賞は、20年以上前にフロストを雇い、1960年代から70年代にかけて太陽物理学と天体物理学の多くの進歩をもたらした一連の軌道上太陽観測衛星（OSO）の立ち上げに尽力したジョン・リンゼイにちなんで名付けられた。^[3]

フロストは、1934 年 10 月 3 日にニューヨーク州ブルックリンで、カシミール フロストとエドナ フロストの子として生まれました。1952 年にホーリー トリニティ ディオセサン高校(当時はブルックリン、現在はニューヨーク州ヒックスビル) を卒業し、ニューヨーク市のマンハッタン カレッジで理学士号を取得しました。ニューヨーク州北部のロチェスター大学物理学部の大学院課程に1 年間在籍しましたが、1958 年に博士号取得前に退学し、NASA に就職しました。この新しい機関に初期に採用された人の 1 人で、最初は海軍研究所で働き、その後メリーランド州グリーンベルトに新しく開設されたゴダード宇宙飛行センターで働きました。彼は1997年に引退するまで、生涯を通じてゴダードで働き続けた。2013年8月5日、メリーランド州アナポリスの自宅で転倒し、その後の合併症により、 メリーランド大学医療センターのRアダムス・カウリー・ショック外傷センターで78歳で亡くなった。

フロストは当初、太陽を主な研究対象としていたが、宇宙のあらゆる場所から発生する高エネルギー X 線およびガンマ線光子のあらゆる発生源に関心を持ち続けた。フロストは、X 線およびガンマ線分光計を専門とする多数の飛行計器プロジェクトを主任研究者として率いた。また、フロストは数年間、太陽高エネルギー部門の責任者を務め、後に宇宙ステーションでの初期の科学的取り組みへのゴダードの関与を定義することに貢献した。最終的に、フロストが 1997 年に退職するまでディレクターを務めていたスティーブ ホルトの下で、宇宙科学の副ディレクターに就任した。

NASA ADS には、フロストが共著者として発表した論文と発表が合計 130 件掲載されており、そのうち 57 件は査読付き、7 件はフロストが筆頭著者となっている。^[4] 彼の論文のうち 2 件は、太陽フレアに関する理解を深める上で永続的な意義を持っている。最も有名な論文は 1971 年に発表されたもので、第 5軌道太陽観測衛星(OSO-5) のフロストの機器による太陽フレアの観測に基づいており、「太陽フレアにおける 2 段階粒子加速の硬 X 線による証拠」を提示している。^[5] この論文は今日でも引用されており、合計 154 回引用され、2013 年だけでも 5 回引用されている。1969 年に発表された「OSO-5 で観測された硬太陽 X 線バーストの急速な微細構造」と題された 2 番目の論文は、あまり知られていないが、それでも 116 回引用されている。^[6]

1950 年代後半から 1960 年代前半にかけて宇宙計画が始まったとき、地上からは検出できない X 線とガンマ線が宇宙を覗く新しい窓となることが認識されていました。これらの高エネルギー光子は、地上の光学天文学でこれまでに達成されたすべての成果に匹敵するか、それを上回る新しい科学的発見を可能にする可能性を秘めていました。そのため、太陽やこの放射線のより遠い宇宙源からの放射の強度とスペクトルを測定するために、常に改良された X 線とガンマ線の機器を飛行させることが強く求められていました。

太陽からのX線とガンマ線を検出しようとした最初の試みでは、宇宙空間の背景放射が一次放射の最大理論推定値と同じ桁の大きさであることが判明した。したがって、検出器はどれもこの背景放射を抑制できなければならなかった。この背景放射を遮断し、角度のコリメーションを提供する鉛シールドは、宇宙線との相互作用によって独自の背景放射を生成するため、うまくいかなかった。フロストは、X線/ガンマ線検出器の周囲にアクティブシンチレーションシールドを使用し、この2つを電子的に逆同時計数で接続して、不要な荷電粒子イベントを遮断し、必要な角度のコリメーションを提供することを初めて提案した。^{[7] [8] [9]}

提案された機器は右の図に示されています。

フロストは、当時ミネソタ大学に在籍し、同様のアイデアを独自に研究していたローレンス・E・ピーターソンと共同でこの設計を開発した。彼らはこのタイプの機器を共同で構築し、1962年6月10日にミネアポリス上空の大気圏上層近くまで高高度気球に乗せて飛ばした。彼らは機器の性能を実証し、静穏な太陽（フレアのない太陽）からのガンマ線の上限を160～800keVの範囲で確立した。これは「これまでの限界をはるかに下回る」ものだった。^[10]

このタイプのアクティブシールド X 線およびガンマ線分光計は、太陽や宇宙の源を高感度で観測するための標準となり、この基本技術のバリエーションは現在でも使用されています。

フロストは、8つの軌道上太陽観測衛星のうち4つ、すなわちOSO-1、2、5、8に搭載されたアクティブ反同時計数分光計の主任研究者であった。 ^{[11] [12] [13] [14]} これらの機器はすべて、フロストが当初提案したアクティブ反同時計数コリメータを備えた、同じ基本設計のX線およびガンマ線分光計であった。カリフォルニア大学サンディエゴ校（UCSD）のローレンス・E・ピーターソン、ニューハンプシャー大学（UNH）のエドワード・チャップらが同様の機器を開発し、OSO-1、3、7に搭載されたため、8つのOSOのほぼすべてにX線およびガンマ線分光計が搭載されていた。

フロストは、1980年2月14日に打ち上げられた太陽活動極大期ミッション（SMM）のNASAプロジェクト科学者でした。1984年、このプロジェクトには、スペースシャトルSTS-41Cを使用した最初の軌道上修理が含まれていました。SMMは、1989年12月2日に地球の大気圏に再突入するまで運用を続けました。SMMには、太陽活動、特に太陽フレアとコロナ質量放出（CME）の協調観測を提供するために特別に選ばれた7つの機器が含まれていました。フロストは、数千の太陽フレアの硬X線スペクトルを高時間分解能で測定した硬X線バースト分光計（HXRBS）のPIでした。 ^{[15] HXRBSの観測は、太陽フレアの高エネルギー}電子 の主な指標として広く使用されるようになりました。^[16] 直接のPIチーム外の科学者も含め、多くの科学者が関心のあるフレアのHXRBS X線時間履歴とスペクトルを使用しました。観測により、太陽フレアにおける加速電子のエネルギー的重要性が確認され、10年間にわたって太陽硬X線放射の標準測定法となりました。HXRBSデータへの自由なアクセスにより、この比較的単純な分光計の影響力と重要性が大幅に高まりました。この分光計は、実際には約10年前に打ち上げられたフロストのOSO-5分光計のバックアップユニットでした。

フロストの重要な功績は、宇宙からの太陽物理学の観測の初期段階への貢献である。文献には、フロストの機器のデータ分析に基づいた重要な科学的成果を記した論文が他にも多数あるが、彼の役割は必ずしも明確にされていない。フロストは、さまざまな OSO 宇宙船に追加される多数の科学機器の承認を獲得した。したがって、彼の最大の貢献の 1 つは、太陽物理学における擁護者としての役割であると一般に考えられている。彼は、政治プロセスによって首尾よく承認される可能性のある新しい機器と新しいミッションを考案し、擁護した。フロストの科学に対する最大の功績は、ソーラー マキシマム ミッションの推進と導入における役割である。このミッションは、太陽フレアの完全な解明という彼の希望の目標を達成しなかったものの、将来のすべての太陽宇宙ミッションの基盤を確立した。