惑星探査機搭載望遠鏡を用いた深宇宙における光赤外線天文学の創成

使用安装在行星探测器上的望远镜在深空创建光学和红外天文学

基本信息

批准号：
21H01125
负责人：
佐野圭
金额：
$ 10.98万
依托单位：
Kyushu Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H01125/
关键词：
光赤外線天文学深宇宙探査機望遠鏡黄道光宇宙背景放射

项目摘要

宇宙背景放射の高精度観測は、宇宙創成以来の天体形成史を明らかにするために重要である。今年度は、宇宙背景放射を観測するための宇宙機搭載観測装置の開発と、宇宙背景放射の前景放射成分である黄道光を精度良く測定するために、はやぶさ2搭載望遠鏡による深宇宙からの黄道光観測を中心に実施した。観測装置の開発においては、宇宙背景放射観測に要求される結像性能が得られることを実証するために、製作した非球面望遠鏡の結像性能試験を実施した。光学試験における既存の望遠鏡支持構造の剛性が不足しており、その影響で望遠鏡に歪みが生じるという問題が生じた。そこで、歪みを低減する望遠鏡の支持構造を新たに設計製作して光学試験を実施した。その結果、製作した望遠鏡は要求される結像性能を満たすことを実証した。並行して、観測装置の熱構造を検討した。観測時に宇宙機からの熱流入を低減し、堅牢な構造の支持脚および検出器の支持構造を設計した。今年度から、可視光における宇宙背景放射観測を目的とする6Uサイズの超小型衛星の開発を開始した。これは将来の深宇宙探査機に搭載する観測装置の実証機のひとつとなるものであり、重要度が高い。今年度中に観測装置の光学系および検出器部分の設計の大部分を完了した。黄道光の観測においては、はやぶさ2搭載の可視光望遠鏡によって、日心距離が約0.8-1.1天文単位となる様々な位置から観測を行った。それによって黄道光輝度および惑星間塵密度の日心距離依存性を導出することに成功した。さらに、惑星間塵の性質を詳細に調べるために、COBE衛星によって得られた全天の近赤外線偏光観測データを解析した。その結果、偏光度の黄緯、太陽離角依存性を導出し、惑星間塵の特性に制約を与えた。

对宇宙背景辐射的高精度观测对于阐明宇宙诞生以来天文形成的历史非常重要。本财年，我们将研制一种搭载在航天器上的观测装置来观测宇宙背景辐射，并且我们将使用隼鸟二号望远镜来测量来自深空的黄道光，以便准确测量黄道光，即前景辐射成分该研究的重点是光学观测。在观测装置的研制过程中，我们对制作的非球面望远镜进行了成像性能测试，以证明能够获得宇宙背景辐射观测所需的成像性能。在光学测试过程中，现有望远镜支撑结构缺乏刚性，导致望远镜变形。因此，我们为望远镜设计并制造了一种新的支撑结构，以减少畸变，并进行了光学测试。结果表明，所制造的望远镜满足所需的成像性能。与此同时，我们研究了观测装置的热结构。我们设计了坚固的支撑腿和探测器支撑结构，以减少观测期间航天器的热量流入。从本财年开始，我们开始研制一颗6U大小的微型卫星，用于观测可见光下的宇宙背景辐射。这是未来深空探测器安装观测设备的示范装置之一，具有重要意义。观测装置的光学系统和探测器部分的大部分设计已在本财年完成。在观测黄道光时，我们利用隼鸟二号上的可见光望远镜，从多个位置进行观测，日心距离约为0.8-1.1天文单位。结果，我们成功地推导出黄道光度和行星际尘埃密度的昼夜距离依赖性。此外，为了详细研究行星际尘埃的特性，我们分析了COBE卫星获得的全天近红外偏振观测数据。由此，我们推导了偏振度对日食纬度和太阳距角的依赖性，并为行星际尘埃的特征提供了约束。

项目成果

期刊论文数量（11）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

超小型衛星による天文学：宇宙可視光背景放射観測

利用微型卫星进行天文学：宇宙可见光背景辐射观测

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
佐野圭
通讯作者：
佐野圭

Near-infrared Polarization Characteristics of the Zodiacal Light Observed with DIRBE/COBE

DIRBE/COBE观测黄道光的近红外偏振特性

DOI：
10.3847/1538-4357/acb937
发表时间：
2023
期刊：
The Astrophysical Journal
影响因子：
0
作者：
Kohji Takimoto;Shuji Matsuura;Kei Sano;Richard M. Feder
通讯作者：
Richard M. Feder

高精度姿勢制御6U衛星による宇宙可視光背景放射観測で探る天体形成史

利用高精度姿态控制6U卫星观测宇宙可见光背景辐射探索天体形成历史

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
佐野圭
通讯作者：
佐野圭

宇宙可視光背景放射観測6U衛星VERTECS: ミッション概要

太空可见背景辐射观测 6U 卫星 VERTECS：任务概述

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
Kasuga Tomoaki;Vink Jacco;Katsuda Satoru;Uchida Hiroyuki;Bamba Aya;Sato Toshiki;Hughes John P.;Hajime SOTANI;瀧本幸司
通讯作者：
瀧本幸司

超小型衛星による宇宙可視光背景放射ミッションVERTECS

使用微型卫星的空间可见光背景辐射任务 VERTECS

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
G. C. MacLeod;Y. Yonekura;Y. Tanabe;W. A. Baan;C. L. Brogan;R. A. Burns;J. O. Chibueze;M. Houde;T. R. Hunter;S. E. Kurtz;F. Rajabi;D. P. Smits;B. Stecklum;and K. Sugiyama;佐野圭
通讯作者：
佐野圭