中性子星内部組成探査機(NICER)は、国際宇宙ステーションに搭載されたNASAの望遠鏡で、中性子星が持つ並外れた重力、電磁気、核物理環境の研究に特化して設計され、原子核よりも密度と圧力が高いエキゾチックな物質状態を探求しています。NASAのエクスプローラー計画の一環として、NICERは、軟X線(0.2~12 keV )帯における中性子星の熱放射と非熱放射の回転分解分光観測を前例のない感度で実現し、内部構造、動的現象の起源、既知の最も強力な宇宙粒子加速器の根底にあるメカニズムを探査しました。[ 3 ] NICERは、打ち上げ後にX線タイミングおよび分光観測装置を展開し、起動することでこれらの目標を達成しました。NICERは、2013年4月にNASAによって設計段階に進むことが決定されました。[ 4 ]
NICER-SEXTANTは、位置特定と航法のためのX線タイミングをテストするために同じ装置を使用し、[ 5 ] MXSはX線タイミング通信のテストです。[ 6 ] 2018年1月には、ISSでNICERを使用したX線航法が実証されました。[ 7 ]
2023年5月、NICERの熱シールドに漏れが発生し、迷光が望遠鏡に入り込んだ。特殊なパッチを含む修理キットが2024年8月のシグナスNG-21補給ミッションで宇宙ステーションに届けられ[ 8 ] 、 2025年1月16日の船外活動でニック・ヘイグによって取り付けられた[ 9 ]。
NICERチームは、望遠鏡の向きを変えるモーターに問題があったため、2025年6月17日に科学観測を中断した。[ 10 ]
2015年5月までに、NICERは重要な設計審査(CDR)を通過し、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た。[ 11 ] 2015年6月のSpaceX CRS-7の損失により、今後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て打ち上げられた。[ 2 ] [ 12 ]
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刻を記録します。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 線光子は、300 ns未満の精度でタイム タグを付けることができます。[ 13 ] 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、 MAXI機器を使用した「OHMAN (On-orbit Hookup of MAXI and NICER)」と呼ばれる高速 X 線追跡観測プログラムが開始されました。[ 14 ]
NICERはISSの各周回軌道で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できます。NICERは科学目標を達成するために、 18か月間で1500万秒以上の露光を行います。[ 15 ]
NICERミッションの強化版であるX線タイミングおよび航法技術ステーション探査機(SEXTANT)は、将来深宇宙航法に利用される可能性のあるX線パルサーベース航法(XNAV)技術の技術実証機として機能する。 [ 16 ]
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)の実証に使用されています。承認され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ります。[ 6 ] 2019年2月現在XCOMのテストは2019年春に予定されている。[ 17 ] XCOM(MXSを含む)は2019年5月にISSに届けられた。[ 18 ]テストが完了すると、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、シグナスNG-16で廃棄された。[ 19 ]
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上のX線パルサーを発見した。 [ 20 ]このパルサーとその伴星は38分ごとに互いの周りを公転していることがわかった。[ 20 ]
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。[ 21 ]それは、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から発せられたものである。
NICER を使用した天文学者たちは、NGC 6624の低質量 X 線連星の中性子星が716 Hz (毎秒 716 回)、つまり毎分 42,960 回転で自転している証拠を発見した。これは、既知の中性子星の中で最も速く自転しているPSR J1748−2446adと同じ速度であり、このような連星系では唯一のものである。[ 22 ] [ 23 ]

以前はSpaceX CRS-12で2016年12月に打ち上げられる予定だったNICERは、SpaceX Commercial Resupply Services (CRS)-11で他の2つのペイロードと共に、ドラゴン宇宙船の非加圧トランクに搭載され、国際宇宙ステーションへ飛行することになった。
によって検出された各光子は、300 ナノ秒をはるかに上回る絶対精度でタイムタグが付けられています。