中性子星内部組成探査機

ナイサー
	国際宇宙ステーションの統合トラス構造に搭載されたNICER望遠鏡
ミッションタイプ	中性子星天体物理学
オペレーター	NASA / GSFC / MIT
Webサイト	https://heasarc.gsfc.nasa.gov/docs/nicer/
ミッション期間	18か月（予定）; 7年6か月1日（進行中）
宇宙船の特性
打ち上げ質量	372 kg (820 ポンド)
ミッション開始
発売日	2017年6月3日 21:07:38 UTC
ロケット	ファルコン 9 フルスラスト、B1035.1
発射場	ケネディ宇宙センター、LC-39A
請負業者	スペースX
軌道パラメータ
参照システム	地球中心軌道
政権	低軌道
近地点高度	402 km (250 マイル)
遠地点高度	407 km (253 マイル)
傾斜	51.64°
期間	92.66分
楽器
	X線タイミング装置（XTI）
	; NICER * SEXTANT ミッションパッチエクスプローラープログラム

中性子星内部組成探査機（NICER）は、国際宇宙ステーションにあるNASAの望遠鏡で、中性子星が体現する異常な重力、電磁気、核物理学環境の研究を目的として設計され、原子核よりも密度と圧力が高い物質の異常な状態を探査する。NASAのエクスプローラー計画の一環として、NICERは、前例のない感度で軟X線（0.2～12 keV ）帯域の中性子星の熱放射と非熱放射の回転分解分光を可能にし、内部構造、動的現象の起源、および知られている最も強力な宇宙粒子加速器の基礎となるメカニズムを調査している。^[3]NICERは、X線タイミングおよび分光機器の展開、打ち上げ、および起動によってこれらの目標を達成した。NICERは、2013年4月にNASAによって策定段階に進むように選択された。^[4]

NICER-SEXTANTは、位置決めとナビゲーションのためのX線タイミングをテストするために同じ機器を使用し、^[5] MXSはX線タイミング通信のテストです。^[6] 2018年1月、ISSでNICERを使用したX線ナビゲーションが実証されました。^[7]

2023年5月、NICERの熱シールドに漏れが生じ、迷光が望遠鏡に入り込むようになった。特殊なパッチを含む修理キットは、 2024年8月にシグナスNG-21補給ミッションによってステーションに届けられ、将来の船外活動で宇宙飛行士がシールドにパッチを貼る予定である。^[8]

打ち上げ

2015年5月までに、NICERは重要な設計レビュー（CDR）に合格し、ISSから供給される電力の問題を解決し、2016年の打ち上げに向けて順調に進んでいました。^{[9] 2015年6月に}SpaceX CRS-7が紛失し、将来のミッションが数か月遅れた後、NICERは最終的に2017年6月3日に打ち上げられ、^[2]SpaceX CRS-11 ISS補給ミッションでファルコン9 v1.2ロケットに搭載されました。^[10]

科学機器

NICERの主要科学機器であるX線タイミング機器（XTI）は、56個のX線光子検出器のアレイです。これらの検出器は、収集された光子のエネルギーと到着時間を記録します。全地球測位システム（GPS）受信機により、正確なタイミングと位置測定が可能になります。X線光子には、300ナノ秒未満の精度で時間タグを付けることができます。^[11] 2022年8月には、X線現象の突然のバーストを検出するために、「OHMAN（MAXIとNICERの軌道上接続）」と呼ばれるMAXI機器を使用した高速X線追跡観測プログラムが開始されました。 ^[12]

ISSの各周回軌道上で、NICERは2～4個のターゲットを観測します。ジンバルとスタートラッカーにより、NICERは科学データを収集しながら特定のターゲットを追跡することができます。科学目標を達成するために、NICERは18か月間にわたって1500万秒以上の露出写真を撮影します。^[13]

X線ナビゲーションと通信実験

NICERミッションの強化版であるX線タイミング・ナビゲーション技術ステーションエクスプローラ（SEXTANT）は、将来深宇宙航行に使用される可能性のあるX線パルサーベースナビゲーション（XNAV）技術の技術デモンストレーターとして機能する。 ^[14]

エックスコム

NICERの試験の一環として、変調X線源（MXS）と呼ばれる高速変調X線装置が開発され、X線通信システム（XCOM）のデモに使用されている。承認されてISSに設置されれば、XCOMはX線バーストにエンコードされたデータをNICERプラットフォームに送信し、太陽系全体でギガビット帯域幅の通信を可能にする技術の開発につながる可能性がある。^[6] 2019年2月現在、^[update]XCOMの試験は2019年春に予定されている。^[15] XCOM（MXSを含む）は2019年5月にISSに届けられた。^{[16]試験が完了すると、XCOMとSTP-H6ペイロードは2021年9月に故障した。2021年11月に取り外され、}Cygnus NG-16で廃棄された。^[17]

選択された結果

2018年5月、NICERはこれまで発見された中で最も速い恒星軌道にあるX線パルサーを発見した。 ^[18]パルサーとその伴星は38分ごとに互いの周りを回っていることがわかった。^[18]

2019年8月21日（UTC、米国時間8月20日）、NICERはこれまで観測された中で最も明るいX線バーストを発見した。^[19]このX線バーストは、地球から約11,000光年離れたいて座にある中性子星 SAX J1808.4−3658から発生した。

NICERを使用した天文学者は、 NGC 6624の低質量X線連星系にある中性子星が716Hz（毎秒回）、つまり毎分42,960回転で回転しているという証拠を発見した。これは、最も速く回転する中性子星として知られているPSR J1748−2446adと同じ速度であり、このような連星系では唯一の中性子星である。^[20]^[21]

ギャラリー

NICERを搭載したCRS-11の打ち上げ
ISSのドラゴンの胴体から抽出されたNICER
X線レンズの配列
完全な計器ビュー
NICER のラベル付き図

参照

エクスプローラープログラム
チャンドラX線観測衛星は、NASAの旗艦X線宇宙観測衛星であり、1999年から軌道上にある。
X線宇宙望遠鏡のリスト
国際宇宙ステーションにおける科学研究
2012年から軌道上にあるNASAのエクスプローラー級硬X線宇宙観測衛星NuSTAR
ロッシX線タイミングエクスプローラー、X線タイミング宇宙観測所、1995年から2012年まで稼働
X線望遠鏡
XMM-ニュートン、ESA X線宇宙観測衛星、1999年から軌道上にある

参考文献

^ 「SpaceX CRS-11ミッション概要」(PDF) . NASA . 2017年6月3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 Clark, Stephen (2017年6月3日). 「再利用されたドラゴン貨物カプセルが宇宙ステーションへの旅に出発」. Spaceflight Now . 2017年6月3日閲覧。
^ Gendreau, Keith C.; Arzoumanian, Zaven; Okajima, Takashi (2012 年 9 月)。「中性子星内部組成 Explorer (NICER): 軟 X 線タイミング分光法のための探査ミッション」(PDF)。Takahashi, Tadayuki、Murray, Stephen S.、Den Herder, Jan-Willem A. (編)。宇宙望遠鏡と計測装置 2012: 紫外線からガンマ線まで。SPIE の議事録。第 8443 巻。p. 844313。Bibcode : 2012SPIE.8443E..13G。doi : 10.1117/12.926396。S2CID 119892783 。
^ Harrington, JD (2013年4月5日). 「NASAがExplorer Investigations for Formulationを選択」(プレスリリース). NASA . 2013年4月23日閲覧。
^ Garner, Rob (2017年7月17日). 「NASA Neutron Star Mission Begins Science Operations」NASA . 2018年1月26日閲覧。
^ ab Keesey, Lori (2016年11月4日). 「NASAのNavCubeは宇宙でのX線通信のデモンストレーションをサポートできる - NASA初」NASA . 2016年11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。
^ 「ISS Utilization: NICER/SEXTANT」。eoPortal。欧州宇宙機関。2021年2月8日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2018年1月26日閲覧。
^ Kazmierczak, Jeanette (2024年7月30日). 「NASAのNICERミッションの宇宙ステーションに向かう修理キット」NASA . 2024年7月30日閲覧。
^ Keesey, Lori (2015年5月12日). 「NASAの多目的NICER/SEXTANTミッション、2016年の打ち上げに向けて順調に進んでいます」NASA . 2015年10月27日閲覧。
^ 「NICER、SpaceX-11 ISS補給飛行で登場」。NICERニュース。NASA。2015年12月1日。 2017年6月14日閲覧。当初は2016年12月にSpaceX CRS-12で打ち上げられる予定だったNICERは、Dragon機の非加圧トランクに搭載され、他の2つのペイロードとともにSpaceX商業補給サービス(CRS)-11で国際宇宙ステーションへ飛行する。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。
^ Gendreau; et al. (2012). 「中性子星内部組成探査機 (NICER): 軟X線タイミング分光法のための探査ミッション」(PDF)。NICERで検出された各光子には、300ナノ秒よりもはるかに優れた絶対精度で時間タグが付けられます。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。
^ 「OHMAN（MAXIとNICERの軌道上接続）が開始されました！ - ISS上のJAXAとNASAの機器を組み合わせた即時X線フォローアッププログラム」。ISAS 。2023年1月13日閲覧。
^ 「NICER: 中性子星内部組成探査機」(PDF) . NASAFacts. NASA . 2017年6月14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。
^ ミッチェル、ジェイソン・W.ハスネ、ムンサー A.ウィンターニッツ、ルークMB;ヴァルディーズ、ジェニファー E.プライス、サミュエル R.他。（2015年1月）。 SEXTANT – X 線タイミングおよびナビゲーション技術用の Station Explorer。 AIAA ガイダンス、ナビゲーション、コントロール会議。 2015 年 1 月 5 ～ 9 日、フロリダ州キシミー。 GSFC-E-DAA-TN19095; 20150001327。
^ NASA、2019年2月に宇宙でのX線通信を実証予定
^ X線通信実験が2019年5月に宇宙ステーションに届けられた
^ “STP-H6”. Gunter's Space Page . 2022年7月30日閲覧。
^ ab Garner, Rob (2018年5月10日). 「記録的な高速軌道でX線パルサーが発見される」NASA . 2018年5月12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。
^ NICER望遠鏡がこれまで観測された中で最も明るいX線バーストを観測
^ Jaisawal, Gaurava K.; Bostancı, Z. Funda; Boztepe, Tuğba; Güver, Tolga; Strohmayer, Tod E.; Ballantyne, David R.; Beck, Jens H.; Göğüş, Ersin; Altamirano, Diego; Arzoumanian, Zaven; Chakrabarty, Deepto; Gendreau, Keith C.; Guillot, Sebastien; Ludlam, Renee M.; Ng, Mason (2024年11月1日). 「NICERによる4U 1820–30の熱核X線バーストの包括的研究：降着ディスク相互作用と候補バースト振動」.アストロフィジカルジャーナル. 975 (1): 67.書誌コード:2024ApJ...975...67J.土井：10.3847/1538-4357/ad794e。ISSN 0004-637X。
^ スター、ミシェル（2024年11月6日）。「1秒間に716回という驚異的な速度で回転する野生の星を発見」。サイエンスアラート。 2024年11月10日閲覧。

外部リンク

NASA ゴダード宇宙飛行センターの NICER ウェブサイト
NICER ウェブサイト (nasa.gov)
NICER インストールアニメーションとビデオ

[crs11.overview-1] 「SpaceX CRS-11ミッション概要」(PDF) . NASA . 2017年6月3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。

[sfnow20170603-2] Clark, Stephen (2017年6月3日). 「再利用されたドラゴン貨物カプセルが宇宙ステーションへの旅に出発」. Spaceflight Now . 2017年6月3日閲覧。

[nicerPdf1-3] Gendreau, Keith C.; Arzoumanian, Zaven; Okajima, Takashi (2012 年 9 月)。「中性子星内部組成 Explorer (NICER): 軟 X 線タイミング分光法のための探査ミッション」(PDF)。Takahashi, Tadayuki、Murray, Stephen S.、Den Herder, Jan-Willem A. (編)。宇宙望遠鏡と計測装置 2012: 紫外線からガンマ線まで。SPIE の議事録。第 8443 巻。p. 844313。Bibcode : 2012SPIE.8443E..13G。doi : 10.1117/12.926396。S2CID 119892783 。

[4] Harrington, JD (2013年4月5日). 「NASAがExplorer Investigations for Formulationを選択」(プレスリリース). NASA . 2013年4月23日閲覧。

[5] Garner, Rob (2017年7月17日). 「NASA Neutron Star Mission Begins Science Operations」NASA . 2018年1月26日閲覧。

[nasa20161104-6] Keesey, Lori (2016年11月4日). 「NASAのNavCubeは宇宙でのX線通信のデモンストレーションをサポートできる - NASA初」NASA . 2016年11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。

[eop-iss-u-n-s-7] 「ISS Utilization: NICER/SEXTANT」。eoPortal。欧州宇宙機関。2021年2月8日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2018年1月26日閲覧。

[8] Kazmierczak, Jeanette (2024年7月30日). 「NASAのNICERミッションの宇宙ステーションに向かう修理キット」NASA . 2024年7月30日閲覧。

[9] Keesey, Lori (2015年5月12日). 「NASAの多目的NICER/SEXTANTミッション、2016年の打ち上げに向けて順調に進んでいます」NASA . 2015年10月27日閲覧。

[nasa-nicer-manifest-10] 「NICER、SpaceX-11 ISS補給飛行で登場」。NICERニュース。NASA。2015年12月1日。 2017年6月14日閲覧。当初は2016年12月にSpaceX CRS-12で打ち上げられる予定だったNICERは、Dragon機の非加圧トランクに搭載され、他の2つのペイロードとともにSpaceX商業補給サービス(CRS)-11で国際宇宙ステーションへ飛行する。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。

[Gendreau2012-11] Gendreau; et al. (2012). 「中性子星内部組成探査機 (NICER): 軟X線タイミング分光法のための探査ミッション」(PDF)。NICERで検出された各光子には、300ナノ秒よりもはるかに優れた絶対精度で時間タグが付けられます。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。

[12] 「OHMAN（MAXIとNICERの軌道上接続）が開始されました！ - ISS上のJAXAとNASAの機器を組み合わせた即時X線フォローアッププログラム」。ISAS 。2023年1月13日閲覧。

[NASA-NICER-Facts-13] 「NICER: 中性子星内部組成探査機」(PDF) . NASAFacts. NASA . 2017年6月14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。

[14] ミッチェル、ジェイソン・W.ハスネ、ムンサー A.ウィンターニッツ、ルークMB;ヴァルディーズ、ジェニファー E.プライス、サミュエル R.他。（2015年1月）。 SEXTANT – X 線タイミングおよびナビゲーション技術用の Station Explorer。 AIAA ガイダンス、ナビゲーション、コントロール会議。 2015 年 1 月 5 ～ 9 日、フロリダ州キシミー。 GSFC-E-DAA-TN19095; 20150001327。

[15] NASA、2019年2月に宇宙でのX線通信を実証予定

[XCOM-UT-16] X線通信実験が2019年5月に宇宙ステーションに届けられた

[17] “STP-H6”. Gunter's Space Page . 2022年7月30日閲覧。

[nasa2018-18] Garner, Rob (2018年5月10日). 「記録的な高速軌道でX線パルサーが発見される」NASA . 2018年5月12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。

[19] NICER望遠鏡がこれまで観測された中で最も明るいX線バーストを観測

[20] Jaisawal, Gaurava K.; Bostancı, Z. Funda; Boztepe, Tuğba; Güver, Tolga; Strohmayer, Tod E.; Ballantyne, David R.; Beck, Jens H.; Göğüş, Ersin; Altamirano, Diego; Arzoumanian, Zaven; Chakrabarty, Deepto; Gendreau, Keith C.; Guillot, Sebastien; Ludlam, Renee M.; Ng, Mason (2024年11月1日). 「NICERによる4U 1820–30の熱核X線バーストの包括的研究：降着ディスク相互作用と候補バースト振動」.アストロフィジカルジャーナル. 975 (1): 67.書誌コード:2024ApJ...975...67J.土井：10.3847/1538-4357/ad794e。ISSN 0004-637X。

[21] スター、ミシェル（2024年11月6日）。「1秒間に716回という驚異的な速度で回転する野生の星を発見」。サイエンスアラート。 2024年11月10日閲覧。