X線画像分光ミッション

X線イメージングと分光ミッション（X線分光撮像衛星）
XRISM観測所の図
名前
  • XRISM
  • ASTRO-Hの後継機
  • アストロH2
  • XARM
ミッションタイプX線天文学
オペレーター宇宙航空研究開発機構
コスパーID2023-137A
SATCAT番号57800
Webサイトxrism .isas .jaxa .jp /en www .nasa .gov /content /goddard /xrism-x-ray-imaging-and-spectroscopy-mission
ミッション期間3年（計画）2年140日（経過）
宇宙船の特性
宇宙船の種類アストロ
バスアストロH
打ち上げ質量2,300 kg (5,100 ポンド)
ミッション開始
発売日2023 年 9 月 6 日、23:42:11 UTC [ 1 ]
ロケットH-IIA 202
発射場種子島、LA-Y1
請負業者三菱重工業
軌道パラメータ
参照システム地心軌道
政権低軌道
近地点高度550キロ
遠地点高度550キロ
傾斜31.0°
期間96.0分
主望遠鏡
名前軟X線望遠鏡
直径45センチメートル（18インチ）[ 2 ]
焦点距離5.6メートル（18フィート）
XRISM

X線撮像分光ミッション（XRISM、発音は「クリズム」[ 3 ]または「クリズム」[ 4 ] 、 Xをカイに見立てたもの）は、X線宇宙望遠鏡です。宇宙航空研究開発機構（JAXA）がNASAおよびESAと共同で実施するミッションで、銀河団、銀河核からの流出、暗黒物質の研究を目的としています。[ 5 ] [ 6 ]

XRISMは、チャンドラX線天文衛星とXMMニュートンの後継機となる次世代X線天文衛星です。[ 2 ] [ 7 ] XRISMは、これらの旧型X線望遠鏡の退役と、将来計画されている高エネルギー天体物理学先進望遠鏡（ATHENA）の打ち上げまでの観測能力のギャップを埋めることを目的としています。このギャップを埋めるために計画されていたのは「ひとみ」 X線望遠鏡でしたが、2016年の打ち上げから数週間後に自爆しました。[ 2 ] [ 7 ] XRISMは、「ひとみ」が期待されていた観測能力のギャップを埋める役割を引き継ぎます。

XRISMは設計初期段階では「ASTRO-H後継機」または「ASTRO-H2」と呼ばれていました。「ひとみ」喪失後、「X線天文復旧ミッション（XARM）」の名称が使用され、頭文字の「R」は「ひとみ」の能力復旧を意味します。2018年にJAXAが正式にプロジェクトチームを立ち上げた際に、名称はXRISMに変更されました。[ 8 ]

概要

XRISM宇宙船

2015年9月に「すざく」が退役し、チャンドラX線観測衛星とXMMニュートンに搭載されていた検出器は15年以上稼働し徐々に老朽化していたため、「ひとみ」の故障は、2035年にATHENAが打ち上げられるまで、X線天文学者が軟X線観測において13年間の空白期間を持つことを意味した。[ a ] [ 2 ] [ 7 ] [ 9 ]これは国際社会にとって大きな後退となるだろう。[ 10 ]なぜなら、ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡や30メートル望遠鏡など、他の波長での大規模観測所による研究は2020年代初頭に開始される予定であったのに対し、X線天文学の最も重要な部分をカバーする望遠鏡がなくなるからである。[ 2 ] [ 7 ]また、新しいミッションの不足は、若い天文学者がプロジェクトに参加して実践的な経験を積む機会を奪う可能性もある。[ 2 ] [ 7 ]これらの理由に加え、「ひとみ」の成果として期待される科学成果を回収したいという動機が、 XRISM計画開始の根拠となった。XRISMは、宇宙科学研究所の研究・運営諮問委員会、日本高エネルギー天体物理学協会、NASA天体物理学小委員会、NASA科学委員会、NASA諮問委員会によって推奨されている。[ 7 ] [ 11 ]

2023年9月の打ち上げ成功により、[ 1 ] XRISMは、 「ひとみ」で失われた宇宙の構造形成、銀河/活動銀河核からのフィードバック、恒星から銀河団への物質循環の歴史などの科学をカバーすると期待されています。[ 6 ]この宇宙望遠鏡は、欧州高エネルギー天体物理学先端望遠鏡（ATHENA）望遠鏡の技術実証機としての「ひとみ」の役割も引き継ぎます。[ 9 ] [ 12 ] [ 13 ] NASAや欧州宇宙機関（ESA）など複数の宇宙機関がこのミッションに参加しています。[ 14 ]日本では、JAXA宇宙科学研究所（ISAS）部門がプロジェクトを主導し、米国の参加はNASAゴダード宇宙飛行センター（GSFC）が主導しています。米国の分担金は約8千万ドルと見込まれており、 「ひとみ」への分担金と同額です。[ 15 ] [ 16 ]

Hitomiからの変更点

X線ミラーアセンブリXMAに組み立てられた203枚のフォイル

X線撮像分光ミッションは、宇宙科学研究所（ISAS）がプロジェクトマネージャ（PM）と主任研究者（PI）を別々に任命した最初のプロジェクトの一つです。これは、「ひとみ」事故の再発防止に向けたISASのプロジェクトマネジメント改革の一環です。[ 7 ]従来のISASミッションでは、PMはNASAミッションでPIに割り当てられるようなタスクも担当していました。

「ひとみ」は軟X線から軟ガンマ線にわたる一連の観測装置を搭載していたが、 XRISMは「ひとみ」の軟X線分光計に相当するResolve観測装置を中心に据えている。 [ 17 ]また、Resolveと親和性の高いXtend (SXI)も搭載している。[ 18 ]硬X線望遠鏡の廃止は、2012年にNASAがNuSTAR衛星を打ち上げたことで正当化された。NuSTARは、「ひとみ」 (当時は新型X線望遠鏡NeXTと呼ばれていた)が最初に構想された時には存在していなかった。[ 19 ] [ b ] NuSTARの空間分解能とエネルギー分解能は、「ひとみ」の硬X線観測装置に類似している。[ 19 ] XRISMの運用が開始されれば、NuSTARとの共同観測が不可欠となるだろう。[ 6 ]一方、軟X線と硬X線のバンド幅境界の科学的価値が注目されている。そのため、 XRISMの観測装置を部分的に硬X線観測ができるようにアップグレードするオプションが検討されています。 [ 18 ] [ 19 ]

2017年には、「ひとみ」を上回る性能を持つ硬X線望遠鏡の計画が提案された。[20] FORCE （相対論的宇宙と宇宙進化に焦点を当てる）宇宙望遠鏡は、宇宙科学研究所の次期競争的中型ミッションの候補である。選定されれば、FORCEは2020年代半ば以降に打ち上げられ、ATHENAとの同時観測を視野に入れている。[ 20 ] [ 6 ]

歴史

ひとみミッションの早期終了を受けて、JAXAは2016年6月14日に衛星の再構築を提案した。[ 21 ] XARM事前プロジェクト準備チームは2016年10月に結成された。[ 22 ]米国側では、2017年夏に策定が始まった。[ 5 ] 2017年6月、ESAは機会ミッションとしてXARMに参加すると発表した。[ 14 ]

楽器

XRISMが機器の最適な機能を確保するために動作する温度を含む宇宙温度の範囲の図解[ 23 ]

XRISMは、軟X線エネルギー領域を研究するための2つの観測装置、ResolveとXtendを搭載しています。衛星には、それぞれの観測装置用にSXT-I（撮像用軟X線望遠鏡）とSXT-S（分光計用軟X線望遠鏡）という別々の望遠鏡が搭載されています。[ 7 ]どちらの望遠鏡も焦点距離は5.6メートル（18フィート）です。[ 2 ]

解決する

リゾルブは、 NASAとゴダード宇宙飛行センターによって開発されたX線マイクロカロリメータです。[ 24 ]この装置は、ひとみの前身であるSXSの複製版です。ひとみのSXSの製造時に残った宇宙仕様のハードウェアが使用されました。[ 25 ]

エクステンド

XtendはX線CCDカメラです。XtendはHitomiのSXIのエネルギー分解能を向上させています。[ 26 ]

打ち上げ

JAXAは、2023年9月6日23時42分（UTC、日本時間9月7日8時42分）に、H-IIAロケットを用いて種子島宇宙センターからXRISMを打ち上げました。XRISMは同日、軌道への投入に成功し、搭載ペイロードSLIMは数ヶ月に及ぶ月への旅を開始しました。[ 1 ]

リゾルブ装置の検出器を覆う保護シャッターが開かなくなった。装置の作動は妨げられないものの、エネルギーX線の観測のみが可能となる。1800  eV以上、計画されていた300 eV。[ 27 ] [ 28 ] Xtend上の同様のシャッターは正常に開いた。

参照

参考文献

注記

  1. ^宇宙科学研究所所長の常田佐久氏は、ATHENAを「スーパーASTRO-H」と表現している。
  2. ^ひとみ/ASTRO-Hは提案段階では新型X線望遠鏡（NeXT）として知られていました。

引用

  1. ^ a b c J. Davenport (2023年9月6日). 「日本のH-IIAロケット、X線望遠鏡と月着陸船を打ち上げる」 NASASpaceflight.com . 2023年9月7日閲覧。
  2. ^ a b c d e f g S. 常田 (2016 年 7 月 14 日)。「Ｘ線天文衛星ASTRO‐H「ひとみ」の後継機の検討について」（PDF）（プレスリリース）JAXA 。2017 年7 月 1 日に取得。
  3. ^ J. Kazmierczak (2023年8月15日). 「XRISM宇宙船はX線宇宙への新たな窓を開く」 . www.nasa.gov . NASA / GSFC . 2025年2月7日閲覧。
  4. ^ 「XRISMファクトシート」 .欧州宇宙機関. 2025年2月7日閲覧。
  5. ^ a b P. L. Hertz (2017年6月22日). 「天体物理学」(PDF) . NASA . p. 50. 2017年7月1日閲覧。パブリックドメインこの記事には、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。
  6. ^ a b c d R. フジモト;田代正人 (2017 年 1 月 5 日) 「ASTRO-Hに対する高エネルギーコミュニティの総括と今後の方向性について」（PDF）。JAXA 。2017 年7 月 1 日に取得。
  7. ^ a b c d e f g h「Ｘ線天文衛星代替機の検討状況について」（PDF）。文部科学省。 2016 年 9 月 29 日。2017 年7 月 1 日に取得。
  8. ^ 「X線画像・分光ミッション：最新情報」heasarc.gsfc.nasa.gov.NASA / GSFC . 2024年1月22日閲覧。
  9. ^ a b「ISASニュース 2017.1 No.430」（PDF）宇宙科学研究所。 2017 年 1 月 22 日。2016 年3 月 23 日に取得。
  10. ^ 「Ｘ線天文衛星「ひとみ」の異常事象への対応と代替機の開発について」(PDF ).宇宙開発政策委員会2016 年 8 月 18 日。2017 年7 月 1 日に取得。
  11. ^ Craft, R.; Bautz, M.; Tomsick, J. (2017年1月29日). 「高温で高エネルギーの宇宙を探る：X線と天体物理学」（PDF） NASA. 2023年4月5日時点のオリジナル（PDF）からアーカイブ。 2017年6月28日閲覧。パブリックドメインこの記事には、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. ^ 『X線天文衛星 ASTRO-Hの衛星概要』 [X線天文衛星 ASTRO-Hの概要] (PDF) . JAXA / ISAS。 2015 年 11 月 27 日。p. １４．2017 年7 月 13 日に取得。
  13. ^ T. Dotani (2011 年 6 月 15 日). 「第1回アテナサイエンスワークショップ JAXA寄稿」（PDF）。JAXA / ISAS。 p. ９．2017 年6 月 24 日に取得。
  14. ^ a b「重力波ミッションが選定され、惑星探査ミッションが前進」 ESA、2017年6月20日。 2017年6月24日閲覧。
  15. ^ J. Foust (2016年7月21日). 「NASA​​、日本の天文ミッションの代替機器を開発か」 SpaceNews.com . 2017年6月30日閲覧。
  16. ^ 「第９回宇宙科学・探査小委員会議事要旨」(PDF) .宇宙開発政策委員会2016 年 11 月 1 日。2023年 4 月 6 日のオリジナル(PDF)からアーカイブ。2017 年6 月 30 日に取得。
  17. ^ M. Tashiro; R. Kelley (2017年6月8日). 「X線天文学回復ミッションXARM」(PDF) .欧州宇宙機関. 2017年10月5日閲覧。
  18. ^ a b「宇宙開発利用部会（第30回）議事録」 .文部科学省。 2016 年 9 月 29 日。2017年 7 月 9 日のオリジナルからアーカイブ。2017 年7 月 1 日に取得。
  19. ^ a b c「宇宙開発利用部会（第29回）議事録」。文部科学省。 2016 年 7 月 14 日。2017年 7 月 9 日のオリジナルからアーカイブ。2017 年7 月 1 日に取得。
  20. ^ a b 中ザワK. K. モリ (2017 年 1 月 6 日)。 「軟Ｘ線から硬Ｘ線の広帯域を高感性で撮像分光する小型衛星計画」 [FORCE - Focusing On Relativistic Universe and Cosmic Evolution] (PDF ) JAXA 。2017 年7 月 1 日に取得。
  21. ^ 「天体物理学実施計画：2016年更新版」（PDF） NASA、2017年12月15日。2023年4月5日時点のオリジナル（PDF）からアーカイブ。 2017年7月1日閲覧。
  22. ^ 『ISASニュース 2017.6 No.435』(PDF) . JAXA / ISAS。 2017 年 6 月 23 日。p. ６．2017 年7 月 4 日に取得。
  23. ^ 「NASA​​ Scientific Visualization Studio | 宇宙温度ガイド」 . svc.gsfc.nasa.gov . NASA / GSFC . 2023年8月3日. 2023年8月6日閲覧。
  24. ^ 「開発中のミッション・オブ・オポチュニティ（MO） - X線画像分光ミッション（XRISM） - Resolve」 explorers.gsfc.nasa.gov.NASA / GSFC . 2019年7月9日閲覧。パブリックドメインこの記事には、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。
  25. ^ J. Foust (2016年6月13日). 「NASA​​とJAXA、ひとみの失敗後の対応について協議開始」 SpaceNews.com . 2017年6月28日閲覧。
  26. ^ 「X線天文衛星ASTRO-Hのプロジェクト終了について」(PDF) .文部科学省。 2017 年 5 月 30 日。2017 年7 月 1 日に取得。
  27. ^ 「XRISMの初観測と運用アップデート」（プレスリリース）。JAXA 。 2024年1月5日。…Resolveのスペクトルは、高感度検出器を保護するデュワー絞り扉がまだ開かれていないため、依然として1,800 eV以上に制限されています。…
  28. ^ J. Kazmierczak (2024年1月5日). 「NASA​​/JAXA XRISMミッション、X線宇宙の初観測を公開」 . science.nasa.gov (プレスリリース). NASA / GSFC .打ち上げ前に検出器を保護するために設計されたドアは、数回の試行にもかかわらず、計画通りに開かなかった。このドアは低エネルギーX線を遮断し、計画されていた300電子ボルトではなく、1,700電子ボルトでミッションを事実上停止させている。
「 https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=X-Ray_Imaging_and_Spectroscopy_Mission&oldid=1333696053」より取得