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 LUVOIR-A 天文台コンセプトのレンダリング | |||||||||||
| ミッションタイプ | 宇宙望遠鏡 | ||||||||||
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| オペレーター | 米航空宇宙局（NASA） | ||||||||||
| Webサイト | ルボワールテレスコープ | ||||||||||
| ミッション期間 | 5年（主ミッション）（提案） 消耗品10年 非保守部品の寿命目標25年 | ||||||||||
| ミッション開始 | |||||||||||
| 発売日 | 2039年（予定） | ||||||||||
| ロケット | SLS ブロック 2 (提案)、 SpaceX スターシップ(提案) | ||||||||||
| 軌道パラメータ | |||||||||||
| 参照システム | 太陽地球L2 | ||||||||||
| 主要 | |||||||||||
| タイプ | 多波長宇宙望遠鏡 | ||||||||||
| 直径 | 8または15.1メートル（26または50フィート）[1] | ||||||||||
| 波長 | UV、可視光線、赤外線 | ||||||||||
| 楽器 | |||||||||||
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 ミッション提案記章 | |||||||||||
大型紫外線光学赤外線サーベイヤー（LUVOIR、/ l uː ˈ v w ɑːr / ）は、NASAの科学技術定義チームのリーダーシップの下、NASAが開発している多波長宇宙望遠鏡のコンセプトである。これは、米国科学アカデミーの2020年天文学および天体物理学10年調査に備えて研究されている4つの大型天体物理学宇宙ミッションコンセプトの1つである。[ 2] [3]
LUVOIR は汎用観測所のコンセプトですが、その主な科学的目標は、居住可能な可能性のあるものも含め、幅広い太陽系外惑星の特性を明らかにすることです。また、再電離期から銀河の形成と進化、恒星と惑星の形成まで、幅広い天体物理学を可能にすることも目標です。太陽系天体の強力な画像化と分光観測も可能になります。
LUVOIRは大型戦略科学ミッションであり、2020年代に開発を開始することが検討されていました。研究科学者Aki Robergeの指揮下にあるLUVOIR研究チームは、LUVOIRの2つの派生型の設計を作成しました。1つは直径15.1mの望遠鏡ミラー（LUVOIR-A）で、もう1つは直径8mのミラー（LUVOIR-B）です。[4] LUVOIRは、紫外線、可視光線、近赤外線 の波長の光を観測できます。5年間のLUVOIRミッションのコンセプト研究に関する最終報告書は、2019年8月26日に公開されました。[5]
2021年11月4日、2020年天体物理学10年計画調査では、太陽系外の惑星における生命の痕跡の探索と、幅広い変革的天体物理学の実現を科学的目標とする「大型（口径約6メートル）赤外線/光学/紫外線（IR/O/UV）宇宙望遠鏡」の開発が推奨された。このようなミッションは、LUVOIRとHabExの両方のミッションコンセプトを活用している。[6] [7] [8]
背景
2016年、NASAは将来の大型戦略科学ミッションのために4つの異なる宇宙望遠鏡のコンセプトを検討し始めました。 [9]これらは、居住可能な太陽系外惑星画像ミッション（HabEx）、大型紫外線可視赤外線サーベイヤー（LUVOIR）、リンクスX線天文台（lynx）、およびオリジンズ宇宙望遠鏡（OST）です。2019年、4つのチームは最終報告書を米国科学アカデミーに提出しました。同アカデミーの独立した10年調査委員会は、どのミッションを最優先にすべきかについてNASAに助言しています。資金が調達されれば、LUVOIRは大型ロケットを使用して2039年頃に打ち上げられ、太陽-地球ラグランジュ点2の周りの軌道に配置されます。[5]
ミッション
LUVOIRの主な目的は、太陽系外惑星、宇宙の起源、太陽系の調査です。[4] LUVOIRは太陽系外惑星の大気と表面の構造と組成を分析することができます。また、遠方の太陽系外惑星の大気中の生命から生じるバイオシグネチャーを検出することもできます。 [10]興味のある大気中のバイオシグネチャーには、CO
2、CO、分子状酸素( O
2）、オゾン（O
3）、水（H
2O）、メタン（CH
4)。LUVOIRの多波長機能は、主星の紫外線放射が居住可能な惑星の大気の光化学反応をどのように制御するかを理解するための重要な情報も提供します。LUVOIRはまた、太陽系をより広い惑星系の文脈に置くことを目的として、幅広い特性（質量、主星の種類、年齢など）にわたる多数の太陽系外惑星を観測します。5年間の主要ミッションで、LUVOIR-Aは54個の居住可能な太陽系外惑星を特定して研究すると予想され、LUVOIR-Bは28個を特定すると予想されています。[1]
天体物理学の研究範囲には、空間と時間の果ての宇宙構造の探究、銀河の形成と進化、恒星と惑星系の誕生などが含まれます。
太陽系の研究分野では、LUVOIR は木星で可視光で最大約 25 km の解像度の画像を提供でき、木星、土星、天王星、海王星の大気の動きを長期にわたって詳細に監視できます。近い将来に宇宙船が訪れることのない太陽系の彗星、小惑星、衛星、カイパーベルト天体の高感度で高解像度の画像と分光分析により、はるか昔に太陽系を形成したプロセスに関する重要な情報が得られます。さらに、LUVOIR は、特にエウロパとエンケラドゥスなどの太陽系の外洋衛星からの噴煙を長期にわたって研究するという重要な役割を果たします。
デザイン
LUVOIR には、地球のような太陽系外惑星を直接観測できるように、 ECLIPS ( Extreme Coronagraph for LIving Planetary Systems)と呼ばれるコロナグラフ装置が内蔵されます。より小型の LUVOIR 設計 (LUVOIR-B) では、外部スターシェードもオプションとして用意されています。
研究されている他の候補科学機器は、広視野近紫外線、光学、近赤外線カメラである高解像度イメージャー（HDI） 、LUVOIR紫外線多天体分光器であるLUMOS、および紫外線分光偏光計であるPOLLUXです。POLLUX（高解像度紫外線分光偏光計）は、フランスのCNESのリーダーシップとサポートを受けて、欧州のコンソーシアムによって研究されています。
この観測所は、遠紫外線から近赤外線までの波長の光を観測できる。地球のような太陽系外惑星のコロナグラフ観測に必要な極めて高い波面安定性を実現するために、[11] LUVOIRの設計には3つの原則が組み込まれている。第1に、観測所全体の振動と機械的擾乱が最小限に抑えられる。第2に、望遠鏡とコロナグラフの両方に、能動光学系による複数層の波面制御が組み込まれている。第3に、熱擾乱を制御するために、望遠鏡は正確に270 K (-3 °C、26 °F) まで能動的に加熱される。LUVOIRの技術開発計画は、NASAの天体物理学戦略ミッション概念研究プログラム、ゴダード宇宙飛行センター、マーシャル宇宙飛行センター、ジェット推進研究所、およびノースロップ・グラマン・エアロスペース・システムズとボール・エアロスペースの関連プログラムからの資金提供によってサポートされている。
ルヴォワール-A
LUVOIR-Aは、以前は高解像度宇宙望遠鏡（HDST）として知られており、2015年7月6日に天文学研究大学協会（AURA）によって提案されました。 [12]これは、直径15.1メートル（50フィート）の開口部を持つ36の鏡セグメントで構成され、ハッブル宇宙望遠鏡よりも最大24倍鮮明な画像を提供します。[13] LUVOIR-Aは、私たちの近くにある数十の地球のような惑星を見つけて研究するのに十分な大きさです。小さな銀河の核や、恒星と惑星に崩壊する途中のガス雲などの物体を解像できます。[12]
HDSTの根拠は、NASAと国立科学財団に代わってハッブル宇宙望遠鏡などの天文台を運営するAURAが委託した、天文学の将来に関する「宇宙の誕生から生命ある地球まで」と題する報告書の中で述べられている。[14]当初のHDST提案のアイデアには、内部コロナグラフ、中心星からの光を遮り暗い惑星を見えやすくするディスク、そして同じ機能を果たすために数キロメートル前方に浮かぶスターシェードなどが含まれていた。 [15] LUVOIR-Aは折りたためるので、幅8メートルのペイロードフェアリングのみを必要とする。[5]初期コストの見積もりは約100億ドルで、[15]生涯コストの見積もりは180億ドルから240億ドルである。[1]
ルヴォワールB
LUVOIR-Bは、以前は先端技術大型口径宇宙望遠鏡（ATLAST）として知られていました[16] [17] [18] [19] 、当初はハッブル宇宙望遠鏡（HST）とジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡（JWST）の科学運用センターである宇宙望遠鏡科学研究所[20]によって開発された8メートルのアーキテクチャです。LUVOIR-Aよりも小さいですが、JWSTの5〜10倍の角度分解能と、HSTの最大2,000倍の感度限界を実現するように設計されています。[16] [17] [20] LUVOIR研究チームは、この望遠鏡はHSTと同様に、無人宇宙船またはオリオンまたはスターシップに乗った宇宙飛行士によって修理できると予想しています。カメラなどの機器は、部品の分析や将来のアップグレードのために交換して地球に持ち帰ることができる可能性があります。[19]
当初のミッションコンセプトに使われた頭字語「ATLAST」は、HSTの後継機を決めるのにかかった時間を指す語呂合わせだった。ATLAST自体には、8メートル（26フィート）のモノリシックミラー望遠鏡、16.8メートル（55フィート）のセグメントミラー望遠鏡、9.2メートル（30フィート）のセグメントミラー望遠鏡という3つの異なるアーキテクチャが提案されていた。現在のLUVOIR-BアーキテクチャはJWSTの設計を受け継いでおり、基本的には6.5メートルのセグメント化された主鏡を持つJWSTの段階的に拡大した派生型である。太陽エネルギーで稼働し、内部コロナグラフまたは外部オカルターを使用して、最大140光年（43パーセク）の距離にある長寿命の恒星のハビタブルゾーンにある地球サイズの太陽系外惑星の大気と表面を、自転速度、気候、居住可能性を含めて特徴付けることができる。この望遠鏡により、研究者は主要な地表の特徴、雲量や気候の変化、そして潜在的には地表植生の季節的変化に関する情報も収集できるようになる。[21] LUVOIR-Bは、業界標準の直径5メートル（16フィート）の打ち上げフェアリングを備えた大型ロケットで打ち上げられるように設計された。生涯コストの見積もりは120億ドルから180億ドルの範囲である。[1]
参照
参考文献
- ^ abcd Kaufman, Marc (2021年3月23日). 「第二の地球を見つけることができる宇宙望遠鏡」. Air & Space Magazine . 2021年5月24日閲覧。
- ^ Foust, Jeff (2019年1月21日). 「次なる偉大な宇宙観測所の選択」. The Space Review . 2020年9月20日閲覧。
- ^ 「天文学と天体物理学に関する10年調査2020（Astro2020）」。米国科学・工学・医学アカデミー。2021年3月23日。 2021年5月24日閲覧。
- ^ ab Myers, JD「NASAのLUVOIR公式ウェブサイト」NASA。
この記事には、パブリック ドメインであるこのソースからのテキストが組み込まれています。
- ^ abc 「LUVOIRミッションコンセプト研究最終報告書」。luvoirtelescope.org。NASA。2019年8月26日。 2021年5月24日閲覧。
- ^ Foust, Jeff (2021年11月4日). 「天体物理学の10年計画調査で主力宇宙望遠鏡の計画が推奨される」. SpaceNews . 2022年4月12日閲覧。
- ^ オーバーバイ、デニス（2021年11月4日）。「宇宙のための新たな10年計画 - 天文学者の次の10年の希望リスト：地球外生命と居住可能な惑星を探すための2つの巨大望遠鏡と宇宙望遠鏡」ニューヨークタイムズ。 2022年4月12日閲覧。
- ^ スタッフ（2021年11月4日）。「新しい報告書は天文学と天体物理学の次の10年の道筋を示し、将来の地上および宇宙望遠鏡、科学的優先事項、科学コミュニティへの投資を推奨」。米国科学、工学、医学アカデミー。2022年4月12日閲覧。
- ^ Scoles, Sarah (2016年3月30日). 「NASA、次期主力宇宙望遠鏡を検討中」. Scientific American . 2017年8月15日閲覧。
- ^ Trager, Rebecca (2018年3月7日). 「太陽系外惑星の生命の化学を探る」. Chemistry World . 2021年5月24日閲覧。
- ^ 「NASA 太陽系外惑星探査プログラム技術概要」。 この記事には、パブリック ドメインであるこのソースからのテキストが組み込まれています。
- ^ ab 「AURAが将来の宇宙望遠鏡の研究を発表」AURA 2015年7月6日。2017年2月1日時点のオリジナルよりアーカイブ。2015年7月24日閲覧。
- ^ ディキンソン、デイビッド（2015年7月21日）。「高解像度宇宙望遠鏡 - ハッブルの後継機か？」スカイ＆テレスコープ。 2015年7月24日閲覧。
- ^ 「AURAレポート」。宇宙の誕生から生きている地球まで。 2015年7月24日閲覧。
- ^ ab オーバーバイ、デニス（2015年7月13日）。「2030年代の望遠鏡」ニューヨークタイムズ。ISSN 0362-4331 。 2015年7 月24日閲覧。
- ^ ab 「NASAチーム、新天地観測の計画を立てる」NASA 2014年7月23日2017年12月5日閲覧。 この記事には、パブリック ドメインであるこのソースからのテキストが組み込まれています。
- ^ ab Postman, Marc; et al. (2009 年4 月 6 日). 「先進技術大型口径宇宙望遠鏡 (ATLAST): 次の 10 年間の技術ロードマップ」。Astro2010 10年計画委員会に提出された RFI。arXiv : 0904.0941。Bibcode : 2009arXiv0904.0941P。
- ^ Reddy, Francis (2008 年 8 月)。「35 年後、天文学はどうなるのか?」天文学。
- ^ ab 「LUVOIR – デザイン」NASA 2020年4月1日閲覧。 この記事には、パブリック ドメインであるこのソースからのテキストが組み込まれています。
- ^ ab 「ATLAST – 先進技術大型口径宇宙望遠鏡」。宇宙望遠鏡科学研究所。 2023年3月4日閲覧。
- ^ Postman, M.; Traub, WA; Krist, J.; et al. (2009 年 11 月 19 日).先進技術大型口径宇宙望遠鏡 (ATLAST): 居住可能な惑星の特性評価. 居住可能な惑星への道筋シンポジウム . 2009 年 9 月 14 ～ 18 日 . バルセロナ、スペインarXiv : 0911.3841 . Bibcode :2010ASPC..430..361P.
外部リンク
- 大型紫外線赤外線望遠鏡プロジェクトウェブサイト
- ゴダード宇宙飛行センターの大型 UV/光学/IR サーベイヤー
- ゴダード宇宙飛行センターの先進技術大型口径宇宙望遠鏡
- STScIの先進技術大型口径宇宙望遠鏡
- AURAの高解像度宇宙望遠鏡