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こうしょいざわ
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宇宙科学シンポジウム 2017-01-06 SPICA ミッション進捗報告芝井広 ( 阪大 /JAXA) 小川博之 (JAXA) 尾中敬 ( 東大 ) 金田英宏 ( 名大 ) 河野孝太郎 ( 東大 ) 中川貴雄 (JAXA) 松原英雄 (JAXA) 山田亨 (JAXA) 他 SPICA チームメンバー P-086: A SPICA

1 宇宙科学シンポジウム SPICA ミッション進捗報告芝井広 ( 阪大 /JAXA) 小川博之 (JAXA) 尾中敬 ( 東大 ) 金田英宏 ( 名大 ) 河野孝太郎 ( 東大 ) 中川貴雄 (JAXA) 松原英雄 (JAXA) 山田亨 (JAXA) 他 SPICA チームメンバー P-086: A SPICA far-ir instrument SAFARI 土井靖生 ( 東大 ) 他 P-087: SPICA Payload Module (PLM) 小川博之 (JAXA) 他 P-088: SPICA が目指すサイエンス尾中敬 ( 東大 ) 他 P-089: SPICA 搭載中間赤外線観測装置 (SMI) 金田英宏 ( 名大 ) 他 1

2 進捗状況 1.SPICA の再定義完了 - 科学目的目標を明確化した ( コアサイエンス + 先進的研究 ) - 望遠鏡 ( 口径 2.5m 冷却 8K) 望遠鏡横置き型の衛星設計を採用した - 観測装置仕様の変更 ( ミクロンの撮像分光機能 ) ( 機能追加検討中 ) - 国際役割分担を変更した (ESA 主導 +JAXA+ 欧米加の各機関 + 国内諸大学 +NAOJ) 2. 評価審査アドバイザリー - デルタ計画審査 ( 予備説明 6/17 本審査 7/8) 2015 年にフェーズ A1 に移行したがその後日欧役割分担案の一部変更と ESA の CV-M5 スケジュール変更を受けてデルタ計画審査が実施された移行は妥当であるとの判断がなされたプロジェクト総費用の最大値が戦略的中型ミッションで想定される枠を超えるため ESA 側と役割分担等の調整を行う必要があるとの指摘がなされた - 国際科学アドバイザリーボード設置 Y. Aikawa, P. Andre, M. Barlow, A. Blain, E. van Dishoeck, D. Elbaz, R. Genzel, G. Helou, M. Meixner, R. Maiolino, T. Takeuchi - 観測系アドバイザリーボード設置井口聖臼田知史高見英樹宮田隆志本原顕太郎 2

3 宇宙が重元素と星間塵により多様で豊かな世界になり生命居住可能な惑星世界をもたらした過程の解明銀河進化を通しての重元素とダストによる宇宙の豊穣化遠方銀河における星形成活動度星や銀河の誕生と宇宙最初の鉱物有機物生命居住可能な世界に至る惑星系形成惑星形成円盤におけるガスの散逸過程原始惑星系円盤におけるガス散逸過程塵に覆われた活動的銀河核と物質放出過程宇宙初期と類似した銀河や遺物銀河の詳細研究宇宙の星形成最盛期を含む銀河進化成長史近傍の銀河の星形成活動惑星形成円盤におけるダスト成長変成と太陽系ダストとの関係残骸円盤における鉱物や氷の変成

宇宙が重元素と星間塵により多様で豊かな世界になり生命居住可能な惑星世界をもたらした過程の解明銀河進化を通しての重元素とダストによる宇宙の豊穣化遠方銀河における星形成活動度星や銀河の誕生と宇宙最初の鉱物有機物生命居住可能な世界に至る惑星系形成

4 宇宙が重元素と星間塵により多様で豊かな世界になり生命居住可能な惑星世界をもたらした過程の解明銀河進化を通しての重元素とダストによる宇宙の豊穣化遠方銀河における星形成活動度星や銀河の誕生と宇宙最初の鉱物有機物生命居住可能な世界に至る惑星系形成惑星形成円盤におけるガスの散逸過程原始惑星系円盤におけるガス散逸過程塵に覆われた活動的銀河核と物質放出過程宇宙初期と類似した銀河や遺物銀河の詳細研究宇宙の星形成最盛期を含む銀河進化成長史近傍の銀河の星形成活動惑星形成円盤におけるダスト成長変成と太陽系ダストとの関係残骸円盤における鉱物や氷の変成

5 宇宙が重元素と星間塵により多様で豊かな世界になり生命居住可能な惑星世界をもたらした過程の解明銀河進化を通しての重元素とダストによる宇宙の豊穣化遠方銀河における星形成活動度星や銀河の誕生と宇宙最初の鉱物有機物生命居住可能な世界に至る惑星系形成惑星形成円盤におけるガスの散逸過程原始惑星系円盤におけるガス散逸過程塵に覆われた活動的銀河核と物質放出過程宇宙初期と類似した銀河や遺物銀河の詳細研究宇宙の星形成最盛期を含む銀河進化成長史近傍の銀河の星形成活動惑星形成円盤におけるダスト成長変成と太陽系ダストとの関係残骸円盤における鉱物や氷の変成

6 宇宙が重元素と星間塵により多様で豊かな世界になり生命居住可能な惑星世界をもたらした過程の解明銀河進化を通しての重元素とダストによる宇宙の豊穣化遠方銀河における星形成活動度星や銀河の誕生と宇宙最初の鉱物有機物生命居住可能な世界に至る惑星系形成惑星形成円盤におけるガスの散逸過程原始惑星系円盤におけるガス散逸過程塵に覆われた活動的銀河核と物質放出過程宇宙初期と類似した銀河や遺物銀河の詳細研究宇宙の星形成最盛期を含む銀河進化成長史近傍の銀河の星形成活動惑星形成円盤におけるダスト成長変成と太陽系ダストとの関係残骸円盤における鉱物や氷の変成

7 SPICA と他の大型天文観測装置 ATHENA TMT 星間中性ガスが吸収 JWST SPICA 暖かいダスト ALMA 冷たいダストとガス星間電離ガスが吸収高温恒星熱いダスト冷たいダスト 10 4 ガス恒星多様な宇宙空間恒星現象の解明を目指す暖かいダストとガス SPICA Yellow Book (2009) 7

8 赤外線による星間物質の物理診断 P-088: SPICA が目指すサイエンス尾中敬 ( 東大 ) 他 8

9 進捗状況 (continued) 3. 国際協力推進 -ESA Cosmic Vision M5 プロポーザル提出 (2016 年 10 月 ) 日欧の研究者チームが共同で ESA Cosmic Vision M5 プロポーザルを提出賛同者は日本 155 名を含み全体で約 650 名 ESA による M5 第一次選抜 (2017 年 6 月 ) を経て国際チームでフェーズ A 活動を行い日欧双方で 2019 年にプロジェクト移行することを目指す -NASA MoO 提案 SPICA の欧州担当観測機器に米国から参加する目的 2018 年の機会を目指す 4. 国内の活動 - 光学赤外線天文連絡会の将来計画で最優先の位置づけ - 日本天文学会春期年会 SPICA 特別セッション (2016 年 3 月 16 日 ) - 日本学術会議第 23 期学術の大型施設計画大規模研究計画に関するマスタープランの重点大型研究計画候補 9

10 2020 年代の光赤外天文学将来計画検討報告書 ( ドラフト :Executive Summary)

11 日本天文学会 SPICA 特別セッション (2016 年 3 月 )

12 進捗状況 (continued) 5. 科学推進活動 - 各サブグループ ( 銀河形成近傍銀河惑星系形成 ) ごとに複数の論文化作業進行中 -SPICA サイエンスタスクフォース ( 日本側 ) 今西昌植田稔也 ( デンバー大 ) 江上英一 ( アリゾナ大 ) 塩谷圭吾大坪貴文尾中敬金田英宏左近樹河野孝太郎長尾透深川美里松浦美香子 (UCL) 松尾太郎百瀬宗武山田亨山本智和田武彦 6. 技術検討活動 - 日本担当のペイロードモジュール ( 冷却システムを含む ) 及び中間赤外線観測装置 SMI を中心に概念設計を進めている - 遠赤外線偏光撮像機能の追加を検討 - 冷凍機技術についてはミッション横断的冷凍機開発プロジェクト CC-CTP との協力のもと SPICA 冷凍機チェーン ( 日本担当の 4K および 1K 冷凍機 + フランス担当の sub-k 冷凍機 ) の end-to-end 試験を来年度実施する 7. 今後の予定計画 2017 年 6/7 月 ESA Cosmic Vision M5 の一次選考終了 2019 年日欧でプロジェクト承認スタート 2027/28 年打上ノミナル 3 年間ゴール 5 年間の運用 12

13 宇宙機 Parameter Description Telescope 2.5 m aperture, cooled below 8 K Core Wavelength μm Orbit Halo around S-E L2 Launcher JAXA H3 Launch Year

14 Importance of a cryogically-cooled IR telescope 望遠鏡熱放射量 ( バックグラウンド量 ) の比較 Herschel 宇宙望遠鏡 80K K JWST 45K 太陽系惑星間ダスト 10 万分の 1 に低減! SPICA 8K 銀河系星間ダスト SPICA 観測波長宇宙背景放射 2.7K 14

15 冷却システム P-087: SPICA Payload Module (PLM) 小川博之 (JAXA) 他 15

16 P-086: A SPICA far-ir instrument SAFARI 土井靖生 ( 東大 ) 他 16

17 SMI SPICA Mid-Infrared Instrument P-089: SPICA 搭載中間赤外線観測装置 (SMI) 金田英宏 ( 名大 ) 他 17

18 Comparison of Spectroscopic Sensitivities Circinus Galaxy (10 12 太陽光度 ) 18

19 サーベイ観測速度の比較 ( 左 )

20 観測運用全てのデータは 1 年後に公開 20

21 ESA プロジェクト全体のとりまとめ欧州宇宙機関 (ESA) JAXA JAXA ESA 日本国内とりまとめ JAXA 宇宙研 ESA SRON ( オランダ ) フランススペインドイツイギリス他欧州 10 カ国 USA カナダ他名古屋大学 JAXA 宇宙研大阪大学東京大学東北大学京都大学他 JAXA JAXA ESA 国立天文台日欧米加台韓実施体制 ( 案 ) 21

22 地上運用体制 ( 案 ) 22

24 プロジェクト全体の実行体制 ( 案 ) SPICA Executives Science Advisory Committee Executive Board Agencies ESA JAXA Institutes SAFARI (SRON) Universities Institutes Chair ESA PM Joint Project Board JAXA PI/PM Instrument PI Project Scientist(s) SPICA Project Joint Systems Engineering Team AIVT Manager SVM Manager Instrument Manager PLM Manager Instrument PM Operation Manager AIVT Team SVM Team STA Team PLM Team Instrument Team Operation Team 24

まとめ SPICA は史上最大の極低温冷却望遠鏡スペースからの超高感度赤外線観測を行う銀河などの天体形成と並行して炭素酸素窒素や有機物質

プロジェクトの枠組み日欧協力を軸とする国際共同スペース天文台ミッション JAXA においては宇宙科学の戦略的中型ミッションとして計画が再検討され

欧州研究者を中心に提案される (2016 年 10 月 ) SPICA の基本仕様望遠鏡 : 有効口径 2.

25 まとめ SPICA は史上最大の極低温冷却望遠鏡スペースからの超高感度赤外線観測を行う銀河などの天体形成と並行して炭素酸素窒素や有機物質固体物質の増加により宇宙が多様で豊かな現象に満ち最終的には生命居住可能な惑星世界をもたらした鍵となる過程を解明するプロジェクトの枠組み日欧協力を軸とする国際共同スペース天文台ミッション JAXA においては宇宙科学の戦略的中型ミッションとして計画が再検討されミッション定義審査に 2015 年 11 月に合格ミッション目的欧州においては ESA の M クラスミッションの一つとして欧州研究者を中心に提案される (2016 年 10 月 ) SPICA の基本仕様望遠鏡 : 有効口径 2.5 m 冷凍機で 8 K 以下に冷却波長範囲 : mm ( mm 帯の高分散分光 ) 軌道 : 太陽 - 地球系 L 2 ハロー軌道打上 : JAXA H3 ロケット打上年 : 年 25

光赤外将来計画検討書：改訂の進捗

光赤外将来計画検討書：改訂の進捗セッション 3: スペース班報告および関連状況 ~ 概要 2015 年度光学赤外線天文連絡会シンポジウム光赤外将来計画 : 報告書の最終取りまとめと長期戦略への布石 2015 年 9 月 14 日 ( 月 ) ー 16 日 ( 水 ) 松原英雄 (ISAS, JAXA) セッション3: スペース班報告および関連状況座長: 川端弘治 10:00 概要松原英雄 (JAXA) 10:15 SPICAの進行状況報告