SPICA（宇宙船）

スピカ
ミッションタイプ	赤外線天文学
オペレーター	欧州宇宙機関（ESA） /宇宙航空研究開発機構（ JAXA）
Webサイト	jaxa.jp/SPICA
ミッション期間	3年（科学ミッション）; 5年（設計目標）
宇宙船の特性
打ち上げ質量	3650キログラム
ペイロード質量	600キロ
寸法	5.9 x 4.5m
力	14m2の太陽光発電パネルから3kW
ミッション開始
発売日	2032年
ロケット	H3
発射場	種子島、LA-Y
請負業者	三菱重工業
軌道パラメータ
参照システム	太陽-地球 L 2
政権	ハロー軌道
エポック	計画中
メイン望遠鏡
タイプ	リッチー・クレティエン
直径	2.5メートル
収集エリア	4.6m2 ]
波長	12μm（中赤外線）から; 230μm（遠赤外線）まで
楽器
サファリ	SpicA 遠赤外線計測器
スミ	SPICA 中赤外線計測装置
ビーバップ	ボロメータと偏光子を備えた磁場探査機

宇宙赤外線望遠鏡（SPICA）は、成功を収めたあかり宇宙望遠鏡の後継機として提案された赤外線宇宙望遠鏡である。これは欧州と日本の科学者の共同研究であり、2018年5月に欧州宇宙機関（ESA）によって、2032年に打ち上げられるコズミックビジョン計画の次期中型ミッション5（M5）の最終候補に選ばれた^。[6]当時、最終候補に残っていた他の2つはTHESEUSとEnVisionで、後者が最終的にさらなる開発のために選ばれた。^{[7] SPICAは、以前のミッションである}スピッツァー宇宙望遠鏡とハーシェル宇宙望遠鏡の30〜230μmのスペクトル線感度を50〜100倍向上させる予定だった。 ^[8]

最終決定は2021年に予定されていたが^[4]、2020年10月にSPICAはM5ミッションの候補から外れたことが発表された。^[9]^[10]

歴史

日本では、SPICAは2007年に初めて提案され、当初は打ち上げロケットと軌道にちなんでHII-L2と呼ばれ、大型戦略Lクラスミッションとして提案されました^[11]^[12]^[13]。ヨーロッパでは、ESAのCosmic Visionプログラム（M1およびM2）に提案されました^[11]。しかし、2009年末のESAの内部レビューでは、ミッションの技術的準備が不十分であることが示唆されました。^[14]^[15]^[16]

2018年5月、 SPICAは2032年の打ち上げが提案されているコズミックビジョン中型クラスミッション5（M5）の最終候補3社のうちの1社に選ばれました。 ^[4] ESA内では、SPICAは中型クラス5（M5）ミッションの競争に参加しており、コスト上限は5億5000万ユーロでした。^[17]

2020年10月、財政的制約のためM5の候補から外れた。^[9]

概要

この構想は、欧州宇宙機関（ESA）と宇宙航空研究開発機構（JAXA）の共同作業だった。資金が調達されれば、この望遠鏡はJAXAのH3ロケットで打ち上げられる予定だった。

リッチー・クレティエン望遠鏡の2.5メートルの鏡（ハーシェル宇宙望遠鏡の鏡よりも小さい）はシリコンカーバイドで作られる予定だったが、おそらくハーシェル望遠鏡の経験を持つESAによって作られたものと思われる。宇宙船の主な任務は星と惑星の形成の研究だった。銀河内の恒星の育成場、若い星の周りの原始惑星系円盤、太陽系外惑星を検出できたはずで、後者2種類の天体については独自のコロナグラフの助けを借りていた。

説明

この観測所は遠赤外線分光計を搭載し、 L2点のハロー軌道上に設置されることが提案された。設計では、鏡を8 K（-265.15 °C）^{[2]以下に冷却するために}、液体ヘリウムではなくV溝ラジエーターと機械式クライオクーラーが採用された（この望遠鏡は、10～ 100μmの赤外線帯域（IR帯域）で大幅に高い感度を提供する、放射のみで冷却されるハーシェルの鏡の約80Kの温度制御が特徴で、ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡よりも長い波長の赤外線を観測することを目的としていた。その感度は、スピッツァー宇宙望遠鏡とハーシェル宇宙望遠鏡の両方よりも2桁以上高かっただろう。^[2]

大口径低温望遠鏡

SPICAは、30分角の視野を持つ直径2.5メートルのリッチー・クレティアン望遠鏡を採用する予定でした。 ^[18]

焦点面計器

SMI（SPICA中赤外線装置）：12～36μm
- SMI-LRS（低解像度分光法）：17～36μm。その目的は、遠方の銀河の手がかりとなるPAHダストの放出と、恒星の周りの惑星形成領域からの鉱物の放出を検出することであった。
- SMI-MRS（中分解能分光法）：18～36μm。比較的高い波長分解能（R=2000）による線状放射に対する高い感度により、SMI-LRSで検出された遠方の銀河や惑星形成領域の特徴を明らかにすることが可能になった。
- SMI-HRS（高解像度分光法）：12～18μm。非常に高い波長分解能（R=28000）を持つSMI-HRSは、恒星の周りの惑星形成領域における分子ガスのダイナミクスを研究することができます。
SAFARI（SPICA遠赤外線装置）：35～230μm
B-BOP（B-BOPは「Bフィールドとボロメータと偏光子」の略）: ^[8] 100μm、200μm、350μmの3つの帯域で動作するイメージング偏光計。B-Bopは銀河のフィラメント構造の偏光マッピングを可能にし、フィラメントと星形成における磁場の役割を研究する。

目的

名前の通り、主な目的は宇宙論と天体物理学の研究を発展させることです。具体的な研究分野は次のとおりです。

銀河の誕生と進化
恒星と惑星系の誕生と進化
物質の進化

発見科学

第一世代（種族III）の恒星からの基底状態Н2放射_の放出に対する制約の設定
太陽系外惑星および/または原始惑星系円盤内の原始物質の中間赤外線スペクトルにおけるバイオマーカーの検出
局所宇宙の銀河の周囲にН2ハロー_の検出
コロナグラフ技術の十分な技術的発展により、最も近いいくつかの恒星のハビタブルゾーンにある惑星の画像化が可能になる。
星間物質中の多環芳香族炭化水素（PAH）の遠赤外線遷移の検出。PAHを構成すると考えられ、近赤外線で特徴的な特徴を引き起こす非常に大きな分子は、遠赤外線で広範囲かつ極めて弱い振動遷移を持っています。
外部銀河の超新星における塵形成の直接検出と高赤方偏移銀河における大量の塵の起源の特定

参照

参考文献

^ ab 「SPICA搭載機器」JAXA 2016年5月11日閲覧。
^ abcd SPICAミッション。SPICAホームページ。
^ abcd SPICA – 大型極低温赤外線宇宙望遠鏡隠された宇宙の姿を明らかに (PDF) PR Roelfsema 他 arXive; 2018 年 3 月 28 日doi :10.1017/pas.2018.xxx
^ abc 「ESAが3つの新しいミッションコンセプトを研究対象として選択」2018年5月7日。 2018年5月10日閲覧。
^ SPICA/SAFARI ファクトシート (PDF)
^ 「SPICA: 初期宇宙を振り返る赤外線望遠鏡」thespacereview.com 2020年5月4日2020年5月6日閲覧。
^ 「ESAが画期的な金星探査ミッションEnVisionを選択」2021年6月10日。 2022年1月22日閲覧。
^ アンドレ博士;ヒューズ、A.ギエ、V.ブーランジェ、F.ブラッコ、A.ノートルムーシ、E.アルズーマニアン、D.モーリー、AJ。バーナード博士。ボンタン、S.リストチェッリ、I.ジラート、JM。モット、F.タシス、Ｋ．パンタン、E.モンメルル、T.ジョンストン、D.ガビシ、S.エフスタティウ、A.バス、S.ベテルミン、M.ビューター、H.ブレイン、J.フランチェスコ、J. ディ;ファルガローネ、E.フェリエール、Ｋ．フレッチャー、A.ガラメッツ、M.ガード、M.他。（2019年5月9日）。「SPICA-POL (B-BOP) による冷磁化宇宙の探査」オーストラリア天文学会刊行物. 36 . arXiv : 1905.03520 . Bibcode :2019PASA...36...29A. doi :10.1017/pasa.2019.20 . S2CID 148571681。
^ ab 「SPICAはESAのM5ミッション選定候補から外れた」ESA、2020年10月15日。
^ 「SPICAはもはやESAのM5ミッション選定候補ではない」ISAS 。 2020年10月15日閲覧。
^ ab SPICA – 現在の状況。JAXA。
^ 「宇宙論と天体物理学のための宇宙赤外線望遠鏡：惑星と銀河の起源を明らかにする」。2011年7月16日時点のオリジナルよりアーカイブ。2009年5月17日閲覧。
^ Goicoechea, JR; Isaak, K.; Swinyard, B. (2009). 「SAFARI による太陽系外惑星研究: SPICA 用遠赤外線イメージング分光計」. arXiv : 0901.3240 [astro-ph.EP].
^ SPICA技術レビュー報告書。ESA。2009年12月8日。
^ 「SPICAのミッション」SPICAウェブサイトJAXA。2011年7月28日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2011年1月11日閲覧。
^ 「SPICAミッションの新たなスタート」（PDF）。JAXA。2014年2月。 2014年7月4日閲覧。
^ 「2029～2030年に打ち上げ予定の中型ミッション（M5）の公募計画の発表」2015年7月20日。 2022年1月22日閲覧。
^ 「SPICA搭載機器」www.ir.isas.jaxa.jp . 2016年5月2日閲覧。

外部リンク

宇宙航空研究開発機構のホームページ
欧州宇宙機関のホームページ
JPL の SPICA / SAFARI
YouTubeの SPICA.wmv 。 JAXA相模原

[jaxaFeatures-1] 「SPICA搭載機器」JAXA 2016年5月11日閲覧。

[SPICA_Home-2] SPICAミッション。SPICAホームページ。

[Roelfsema_2018-3] SPICA – 大型極低温赤外線宇宙望遠鏡隠された宇宙の姿を明らかに (PDF) PR Roelfsema 他 arXive; 2018 年 3 月 28 日doi :10.1017/pas.2018.xxx

[M5_Finalists-4] 「ESAが3つの新しいミッションコンセプトを研究対象として選択」2018年5月7日。 2018年5月10日閲覧。

[5] SPICA/SAFARI ファクトシート (PDF)

[6] 「SPICA: 初期宇宙を振り返る赤外線望遠鏡」thespacereview.com 2020年5月4日2020年5月6日閲覧。

[7] 「ESAが画期的な金星探査ミッションEnVisionを選択」2021年6月10日。 2022年1月22日閲覧。

[Probing_the_cold_magnetized_Univers-8] アンドレ博士;ヒューズ、A.ギエ、V.ブーランジェ、F.ブラッコ、A.ノートルムーシ、E.アルズーマニアン、D.モーリー、AJ。バーナード博士。ボンタン、S.リストチェッリ、I.ジラート、JM。モット、F.タシス、Ｋ．パンタン、E.モンメルル、T.ジョンストン、D.ガビシ、S.エフスタティウ、A.バス、S.ベテルミン、M.ビューター、H.ブレイン、J.フランチェスコ、J. ディ;ファルガローネ、E.フェリエール、Ｋ．フレッチャー、A.ガラメッツ、M.ガード、M.他。（2019年5月9日）。「SPICA-POL (B-BOP) による冷磁化宇宙の探査」オーストラリア天文学会刊行物. 36 . arXiv : 1905.03520 . Bibcode :2019PASA...36...29A. doi :10.1017/pasa.2019.20 . S2CID 148571681。

[m5_oct2020-9] 「SPICAはESAのM5ミッション選定候補から外れた」ESA、2020年10月15日。

[jaxa_oct2020-10] 「SPICAはもはやESAのM5ミッション選定候補ではない」ISAS 。 2020年10月15日閲覧。

[SPICA_start-11] SPICA – 現在の状況。JAXA。

[12] 「宇宙論と天体物理学のための宇宙赤外線望遠鏡：惑星と銀河の起源を明らかにする」。2011年7月16日時点のオリジナルよりアーカイブ。2009年5月17日閲覧。

[13] Goicoechea, JR; Isaak, K.; Swinyard, B. (2009). 「SAFARI による太陽系外惑星研究: SPICA 用遠赤外線イメージング分光計」. arXiv : 0901.3240 [astro-ph.EP].

[14] SPICA技術レビュー報告書。ESA。2009年12月8日。

[15] 「SPICAのミッション」SPICAウェブサイトJAXA。2011年7月28日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2011年1月11日閲覧。

[New_start-16] 「SPICAミッションの新たなスタート」（PDF）。JAXA。2014年2月。 2014年7月4日閲覧。

[17] 「2029～2030年に打ち上げ予定の中型ミッション（M5）の公募計画の発表」2015年7月20日。 2022年1月22日閲覧。

[jaxa-inst-18] 「SPICA搭載機器」www.ir.isas.jaxa.jp . 2016年5月2日閲覧。