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大型紫外線光学赤外線サーベイヤー（LUVOIR 、/ luːˈvwɑːr / ）は、 NASAが科学技術定義チームの主導で開発している多波長宇宙望遠鏡のコンセプトです。これは、米国科学アカデミーの2020年天文学・天体物理学10年調査の準備として研究された4つの大型天体物理学宇宙ミッションコンセプトの1つでした。[ 2 ] [ 3 ]
LUVOIRは汎用天文台の構想ではあるものの、居住可能な可能性のある惑星を含む、幅広い種類の系外惑星の特性を明らかにすることを主要な科学目標としている。さらに、再電離期から銀河の形成と進化、恒星や惑星の形成に至るまで、幅広い天体物理学の研究を可能にすることも目標の一つである。太陽系天体の強力な画像観測や分光観測も可能となるだろう。
LUVOIRは大規模戦略科学ミッションであり、2020年代のある時期に開発を開始することが検討されていました。研究科学者アキ・ロベルジュ率いるLUVOIR研究チームは、直径15.1mの望遠鏡ミラーを備えたもの（LUVOIR-A）と直径8mのミラーを備えたもの（LUVOIR-B）の2つのLUVOIRバリアントの設計を作成しました。[ 4 ] LUVOIRは紫外線、可視光、近赤外線の波長の光を観測することができます。5年間のLUVOIRミッションコンセプト研究の最終報告書は、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、幅広い革新的な天体物理学の実現を科学目標とする「大型（口径約6m）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ミッションの両方のコンセプトに基づいている。[ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]
2016年、NASAは将来の大規模戦略科学ミッションのための4つの異なる宇宙望遠鏡のコンセプトを検討し始めた。 [ 9 ]それらは、居住可能な系外惑星撮像ミッション（HabEx）、大型紫外線光学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）である。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すべきかについてNASAに助言する。資金が確保されれば、LUVOIRは2039年頃に大型ロケットで打ち上げられ、太陽と地球のラグランジュ点2の周回軌道に投入される予定である。[ 5 ]
LUVOIRの主な目的は、系外惑星、宇宙の起源、そして太陽系を調査することです。[ 4 ] LUVOIRは、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、遠方の系外惑星の大気中の生命に由来するバイオシグネチャーを検出することも可能です。 [ 10 ]大気中のバイオシグネチャーとして注目すべきものには、CO2などがあります。2、CO、分子状酸素（O2 )、オゾン（O3 )水(H2 O)、およびメタン(CH )4 ) LUVOIRの多波長観測能力は、主星の紫外線放射が居住可能な惑星の光化学。LUVOIRはまた、太陽系をより広い惑星系の文脈に位置づけることを目的として、さまざまな特性（質量、主星の種類、年齢など）を持つ多数の系外惑星を観測する。LUVOIR-Aは5年間の主要ミッション中に、潜在的に居住可能な系外惑星をており、LUVOIR-Bは28個特定することが期待されている。 [ 1 ]
天体物理学の研究範囲には、宇宙と時間の遥か彼方における宇宙構造の探査、銀河の形成と進化、そして恒星や惑星系の誕生などが含まれる。
太陽系研究の分野において、LUVOIRは木星で可視光において最大約25km の解像度の画像を提供でき、木星、土星、天王星、海王星の大気力学を長期間にわたって詳細に監視することが可能です。近い将来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高解像度画像および分光観測は、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を提供します。さらに、LUVOIRは、太陽系外縁部の海洋衛星、特にエウロパとエンケラドゥスからの噴煙を長期間にわたって研究することで、重要な役割を担っています。
LUVOIRには、地球型系外惑星の直接観測を可能にするため、 ECLIPS（Extreme Coronagraph for LIving Planetary Systems：生命惑星系向け極限コロナグラフ）と呼ばれる内部コロナグラフ装置が搭載される予定である。小型のLUVOIR設計（LUVOIR-B）には、外部スターシェードもオプションとして用意されている。
他に研究対象となっている科学機器としては、高解像度イメージャー（HDI）（広視野近紫外線、光学、近赤外線カメラ） 、 LUMOS（LUVOIR紫外線多天体分光器）、POLLUX（紫外線分光偏光計）などがある。POLLUX（高解像度紫外線分光偏光計）は、フランスのCNESが主導・支援する欧州コンソーシアムによって研究されている。
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ます。地球型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ます。まず、観測所全体の振動と機械的擾乱を最小限に抑えます。次に、望遠鏡とコロナグラフの両方に、アクティブ オプティクスによる複数の波面制御層が組み込まれています。3 番目に、熱擾乱を制御するために、望遠鏡は正確に270 K (-3 °C; 26 °F)に能動的に加熱されます。LUVOIR 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によって支援されています。
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連合（AURA）によって提案されました。 [ 12 ]直径15.1メートル（50フィート）の開口部を持つ36枚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、私たちの近隣にある数十個の地球型惑星を発見して研究するのに十分な大きさです。小さな銀河の核や、星と惑星に崩壊する途中のガス雲などの天体を分解することができます。[ 12 ]
HDSTの提案は、 NASAと国立科学財団の委託を受けてハッブル宇宙望遠鏡やその他の天文台を運営するAURAが委託した天文学の未来に関する「宇宙の誕生から生命の地球へ」と題された報告書の中でなされた。[ 14 ]当初のHDSTの提案には、中心星からの光を遮断して暗い惑星をより見やすくする内部コロナグラフ、および同じ機能を果たすためにその前方数キロメートルに浮かぶスターシェードが含まれていた。 [ 15 ] LUVOIR-Aは折り畳めるため、幅8メートルのペイロードフェアリングのみが必要である。[ 5 ]初期費用の見積もりは約100億米ドルで、[ 15 ]生涯費用の見積もりは180億から240億米ドルである。[ 1 ]
LUVOIR-B（以前はAdvanced Technology Large-Aperture Space Telescope（ATLAST）として知られていた） [ 16 ] [ 17 ] [ 18 ] [ 19 ]は、ハッブル宇宙望遠鏡（HST）とジェームズ・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 ]によって最初に開発された8メートルのアーキテクチャである。LUVOIR-Aより小さいが、JWSTより5～10倍優れた角度分解能と、HSTより最大2,000倍優れた感度限界を実現するように設計されている。[ 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やスターシップを介して宇宙飛行士によって保守できると予想している。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され、地球に返送される可能性がある。[ 19 ]
当初のミッション構想「ATLAST」に使われたバクロニムは、HSTの後継機を決定するのに要した時間を指す言葉遊びだった。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の設計遺産を受け継いでおり、基本的に6.5メートルのセグメント主鏡を持つJWSTの段階的に大型化されたバリアントである。太陽光発電で稼働し、内部コロナグラフまたは外部オクルターを使用して、最大140光年（43 pc）の距離にある長寿命恒星のハビタブルゾーンにある地球サイズの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。この望遠鏡によって、研究者は主要な地表の特徴の性質、雲量と気候の変化、そして場合によっては地表植生の季節変動に関する情報も得ることができるだろう。[ 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ている。生涯コストの見積もりは120億ドルから180億ドルである。[ 1 ]
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