多重スリット太陽探査機
多重スリット太陽探査機（MUSE）
名前ミューズ
ミッションタイプ太陽物理学
オペレーター米航空宇宙局（NASA）
Webサイトhttps://muse.lmsal.com
ミッション期間2年以上の主要ミッション
宇宙船の特性
宇宙船ミューズ
宇宙船の種類マルチスリット分光器
メーカーロッキード・マーティン太陽天体物理学研究所（LMSAL）
打ち上げ質量291キロ
ミッション開始
発売日2027年以降
軌道パラメータ
政権極太陽同期軌道
高度640キロ
傾斜98度
期間97分
楽器
コンテキストイメージャーとマルチスリット分光器
エクスプローラープログラム

マルチスリット太陽探査機（MUSE）は、太陽コロナの加熱と、宇宙天気の根源となる太陽活動やフレアの影響を研究するための、 NASAの将来のミッションです。MUSEは、マルチスリット極端紫外線（EUV）分光器とEUVコンテキストイメージャーの2つの機器を搭載します。この衛星は2027年以降に打ち上げられる予定です。[ 1 ]

MUSEは、太陽物理学に焦点を当てたNASA初の中型探査ミッション（MIDEX）です。2022年2月10日、NASAはMUSEとHelioSwarmが同機関のMIDEXにおける次期ミッションの有力候補に選ばれたと発表しました。[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]

MUSEは、予備設計審査（PDR、2024年3月）、NASAの確認審査（2024年8月）、そして詳細設計審査（CDR、2025年4月）を無事に通過しました。このミッションは、カリフォルニア州パロアルトにあるロッキード・マーティン太陽・天体物理学研究所（LMSAL）のバート・デ・ポンティウ博士が指揮しています。[ 5 ] [ 3 ]

ミッション

MUSEは、太陽の数百万度の大気やコロナを加熱する基本的な物理メカニズムを理解するために必要な高い空間分解能と時間的リズムを提供するように設計されています。[ 6 ] [ 7 ]また、宇宙天気の基礎となるフレアや噴火などの太陽活動を駆動するメカニズムも理解するのに役立ちます。 [ 8 ]さらに、MUSEは、MUSE、EUVST [ 10 ]、DKISTの望遠鏡を組み合わせて太陽大気全体を観測する次世代太陽物理ミッション（NGSPM [ 9 ] ）の主要コンポーネントの一部です。

MUSE は、次の 3 つの主要な科学目標の達成を目指しています。

MUSEは、太陽コロナの分光と画像化を0.5秒角以上の非常に高い空間分解能（太陽表面350kmほどの微細構造を解像）で同時に行うとともに、従来型または計画中の分光器と比較して、面積と速度を30～100倍に向上させます。この革新的なマルチスリット分光器により、科学者は太陽からの光の特性を利用して、太陽大気中のプラズマ（または電離ガス）の温度、速度、乱流運動などの詳細な診断を、活動領域サイズの視野にわたって8～20秒以内に行うことができます。[ 13 ]

MUSE科学調査の重要な部分は、高度な数値モデリングと高解像度の観測との比較です。MUSEにより、太陽大気中の物理プロセスのマルチスケール結合の詳細な研究が可能になります。太陽大気中では、エネルギーは数百km以下の非常に小さな空間スケールで放出されることが多いものの、磁場が不安定になり、大規模な爆発（フレア）や噴出（コロナ質量放出、CME）を引き起こすなど、数十万kmに急速に影響を及ぼします。このようなイベントが太陽から太陽系に伝播すると、宇宙天気を引き起こし、衛星、通信、電力網など、地球上の宇宙ベースおよび地上ベースの技術リソースに影響を与えることがよくあります。[3] MUSEは、宇宙天気イベントがどのように引き起こされ、太陽圏に推進されるかを理解するための 重要なデータを提供します。

宇宙船

MUSE宇宙船は消耗品を搭載しておらず、コマンド送信用のSバンドトランスポンダとテレメトリダウンリンク用のKaバンド送信機を搭載しています。高解像度観測のための安定したプラットフォームを提供します。スタートラッカーとガイド望遠鏡からの入力は、姿勢制御システム（ACS）によって太陽の精密な指向に使用されます。スタートラッカーと磁力計の電子機器、リアクションホイール、太陽電池、その他の電子機器 を含む、厳選されたハードウェアの冗長性が実装されています。

MUSEは高度620km（またはそれ以上）の太陽同期軌道を周回するため、毎年7ヶ月間、中断なく観測を行うことができます。データはKaバンド送信機を介して、ノルウェーのスヴァールバル諸島地上局に1日9回、その他のNEN局に1日2回ダウンリンクされます。観測日の平均ダウンリンク速度は21Mbit/sで、1日あたりのデータ量は230GB/日です。

MUSE の打ち上げは早くても 2027 年で、主なミッションは 2 年間となる予定です。

楽器

MUSE は、主に太陽コロナから放射されるEUV光で太陽を観測する 2 つの機器で構成されています。

  1. マルチスリット分光器（SG）：革新的な35スリット設計を備えたEUV積分視野分光器。3つのEUV通過帯域（108Å、171Å、284Å）における高スループット分光を実現します。これらの通過帯域は、コロナ条件下で70万K（Fe IX 171Å）、250万K（Fe XV 284Å）、1000万K（Fe XIX/Fe XXI 108Å）の温度で形成される、高度に電離した鉄（Fe）から放出される強いスペクトル線によって支配されています。この分光器は、25cmニュートン望遠鏡 と無収差式マルチスリットEUV分光器を組み合わせることで、 1回の露光で太陽活動領域を空間的にカバーし、3つの波長帯域での分光測定を可能にします。焦点面では、通常の単一スリットの代わりに35スリットマスクが使用され、主スリットと格子の狭帯域コーティングによって3つの波長領域が分離され、不要なスペクトル線の重なりが回避されます。光は、幅0.4秒角、長さ170秒角、間隔4.5秒角の35スリットに沿って同時に集光されます。隣接するスリット間の狭い距離を走査することで、151秒角×170秒角の領域を8秒間隔（フレア発生時）から20～60秒間隔（活動領域および静穏太陽時）で分光ラスタースキャンできます。[ 13 ]
  2. コンテキスト・イメージャー（CI）：195Åと304Åを中心とする2つの広い通過帯域で、高解像度（0.5秒角以上）の画像を取得する高解像度EUVイメージャーです。これらの通過帯域は、Fe XII（1.5 MK付近のプラズマに感度を持つ）とHe II（0.1 MK、つまりより低温の遷移領域）によって支配されています。CIは分光器に補完的なデータを提供し、温度範囲と視野（580秒角×290秒角）を拡大します。[ 13 ]

分光器と撮像装置は両方とも、ガイド望遠鏡を使用した画像安定化システムの恩恵を受けています。

MUSEには、学生共同プロジェクトであるASIO（学生によるActive Sun Irradiance Observer）も含まれています。ASIOは、軟X線（SXR）、硬X線（HXR）、極端紫外線（EUV）の太陽フレア放射をディスク積分で測定する高頻度放射計です。この放射計は、現在のGOES X線センサーの200倍の高速で太陽のX線およびEUV光度曲線を取得します。モンタナ州立大学の学生がASIOの開発と運用を主導します。

チーム

MUSEは、主任研究員（PI）であるバート・デ・ポンティウ博士の所属機関であるロッキード・マーティン太陽・天体物理学研究所（LMSAL）によって運営されます。LMSALはLM先端技術センター（ATC）の一部です。ATCは、探査機、分光器、誘導望遠鏡、そして観測機器の機構、架台、電子機器を開発しています。LMSALは、パロアルトの科学運用センター（SOC）において、科学運用と高レベルデータ処理を主導しています。[ 14 ]

ハーバード・スミソニアン天体物理観測所 (SAO)は、コンテキスト・イメージャー (CI) 望遠鏡の開発を担当し、スペクトログラフ (SG) の前面開口部とチューブアセンブリを提供します。

モンタナ州立大学 (MSU)は、太陽からのX 線放射を非常に高いリズム/周波数で 測定するように設計された別の機器である SG の設計サポートと ASIO 学生コラボレーションを提供します。

ユタ州立大学のSpace Dynamics Lab (SDL)は、SG と CI の両方にカメラ システムを提供しています。

カリフォルニア大学バークレー校宇宙科学研究所 (SSL) は、ミッション運用センター (MOC) で MUSE ミッション運用とレベル 0 データ処理を担当しています。

NASAゴダード宇宙飛行センター (GSFC)は、SG の設計サポートと光学地上支援機器を提供しています。

SETIがアウトリーチ プログラムを担当します。

MUSE サイエンス チームには、LMSAL、SAO、MSU、GSFC、NASAマーシャル宇宙飛行センター (MSFC)、高高度天文台 (HAO)、国立太陽観測所 (NSO ) 、UCB、UiO (ノルウェーのオスロ大学) 、ISP (スウェーデンのストックホルム大学太陽物理研究所)、セントアンドリュース大学(英国)、ノーサンブリア大学(英国)、グラスゴー大学(英国)、MPS (ドイツのマックス プランク太陽系研究所)、海軍研究所( NRL ) 、パレルモ大学(イタリア)、カターニア大学(イタリア) 、オーストラリア連邦科学産業研究機構 (CSIRO) からの機器、観測、モデリングの専門知識を持つ共同研究者が含まれています。

MUSE は、ノルウェー宇宙機関 (NOSA)がダウンリンクと科学サポートを提供し、イタリア宇宙機関 (ASI)がミラー(国立天体物理学研究所、INAF、ブレラ)、フィルターと較正サポート (パレルモ大学)、環境テスト (国立研究評議会大学、CNR、パドヴァ)、科学サポートを提供し、ドイツ航空宇宙センター (DLR) がグレーティング、較正および科学サポート ( MPS ) を提供する国際協力です。

参照

参考文献

  1. ^ 「NASA​​ Launch Services Program」、Wikipedia、2024年12月9日、 2025年1月15日閲覧
  2. ^ 「MUSE - NASA Science」 . science.nasa.gov . 2025年1月15日閲覧。
  3. ^ a b c NASA、地球と太陽の環境をより深く理解するためのミッションを選択NASA、2022年2月10日この記事には、パブリックドメイン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。
  4. ^ 「NASA​​が地球と太陽の環境をより深く理解するための新たな太陽ミッション - NASA」 。 2025年1月15日閲覧。
  5. ^ 「NASA​​のMUSEミッションが重要なマイルストーンを達成 – MUSE」 blogs.nasa.gov 2024年8月27日2025年1月15日閲覧。
  6. ^ a b c De Pontieu, Bart; Testa, Paola; Martínez-Sykora, Juan; Antolin, Patrick; Karampelas, Konstantinos; Hansteen, Viggo; Rempel, Matthias; Cheung, Mark CM; Reale, Fabio; Danilovic, Sanja; Pagano, Paolo; Polito, Vanessa; De Moortel, Ineke; Nóbrega-Siverio, Daniel; Van Doorsselaere, Tom (2022-02-01). 「多重スリット太陽探査機（MUSE）による太陽大気の物理探査．I. コロナ加熱」．天体物理学ジャーナル．926 ( 1 ) : 52. arXiv : 2106.15584．Bibcode : 2022ApJ...926...52D．土井：10.3847/1538-4357/ac4222。ISSN 0004-637X。 
  7. ^ Breu, CA; De Moortel, I.; Testa, P. (2024年6月). 「MUSEによる小規模加熱イベントの観測」 . Monthly Notices of the Royal Astronomical Society . 531 (1): 1671. arXiv : 2405.01384 . Bibcode : 2024MNRAS.531.1671B . doi : 10.1093/mnras/stae1126 . ISSN 0035-8711 . 
  8. ^ a b c d Cheung, Mark CM; Martínez-Sykora, Juan; Testa, Paola; De Pontieu, Bart; Chintzoglou, Georgios; Rempel, Matthias; Polito, Vanessa; Kerr, Graham S.; Reeves, Katharine K.; Fletcher, Lyndsay; Jin, Meng; Nóbrega-Siverio, Daniel; Danilovic, Sanja; Antolin, Patrick; Allred, Joel (2022-02-01). 「多重スリット太陽探査機（MUSE）による太陽大気の物理探査．II. フレアと噴火」 .アストロフィジカル・ジャーナル. 926 (1): 53. arXiv : 2106.15591 . Bibcode : 2022ApJ...926...53C .土井：10.3847/1538-4357/ac4223。ISSN 0004-637X。 
  9. ^ 「次世代太陽物理ミッション（NGSPM）の主要構成要素」（PDF） NASA . 2025年9月15日閲覧。
  10. ^ 「EUVST - NASA Science」 . 2022年8月25日. 2025年9月15日閲覧。
  11. ^ Nóbrega-Siverio, Daniel; Martínez-Sykora, Juan; Moreno-Insertis, Fernando; Krikova, Kilian (2023-12-01). 「MUSEおよびSolar-C/EUVSTにおけるCBP診断観測量の特徴づけ」 AGU Fall Meeting Abstracts . 2023 : SH54A–05. Bibcode : 2023AGUFMSH54A..05N .
  12. ^コッツォ、ガブリエレ;パガーノ、パオロ。レアーレ、ファビオ。リード、ジャック。フッド、アラン。アルギロッフィ、コスタンツァ。ペトラリア、アントニーノ。アライモ、エドアルド。ダンカ、ファビオ。シオルティーノ、ルイーザ。トダロ、ミケーラ。バルベラ、マルコ。テスタ、パオラ。ド・ポンチュー、バール（2023-12-01）。「キンク不安定コロナルループ系の MUSE EUV 分光法」。AGU 秋季会議の要約。2023年：SH54A-06。Bibcode : 2023AGUFMSH54A..06C。
  13. ^ a b c De Pontieu, Bart; Martínez-Sykora, Juan; Testa, Paola; Winebarger, Amy R.; Daw, Adrian; Hansteen, Viggo; Cheung, Mark CM; Antolin, Patrick (2020-01-01). 「多重スリット太陽探査機（MUSE）によるコロナ分光法への多重スリットアプローチ」天体物理学ジャーナル888 ( 1): 3. arXiv : 1909.08818 . Bibcode : 2020ApJ...888....3D . doi : 10.3847/1538-4357/ab5b03 . ISSN 0004-637X . 
  14. ^ 「MUSEで太陽を直接見る」ロッキード・マーティン. 2025年1月15日閲覧。
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