NASAの「ローマン宇宙望遠鏡」、打ち上げ成功

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日本時間8月30日20時26分、NASAの「ナンシー・グレース・ローマン宇宙望遠鏡」が米・フロリダ州のケネディ宇宙センターから打ち上げられた。

【2026年8月31日 NASA Blogs(1)(2)

日本時間8月30日20時26分、NASAの可視光線・近赤外線宇宙望遠鏡「ナンシー・グレース・ローマン宇宙望遠鏡」(以下、ローマン宇宙望遠鏡)が、米・フロリダ州のケネディ宇宙センターから、スペースX社のファルコンヘビーロケットにより打ち上げられた。ロケットは正常に飛行し、打ち上げの31分後に分離されたローマン宇宙望遠鏡は所定の軌道へ投入され、打ち上げは成功した。

ローマン宇宙望遠鏡の打ち上げ
ローマン宇宙望遠鏡の打ち上げ(提供:NASA

ローマン宇宙望遠鏡は今後約3か月かけて、地球から約150万km離れた第2ラグランジュ点(L2)に飛行しながら搭載機器の調整を行う。L2は地球を挟んで太陽と反対側にある、宇宙機が安定して留まれるポイントで、ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡(JWST)もL2を周回する軌道(ハロー軌道)上から観測を行っている。ローマン宇宙望遠鏡のL2ハロー軌道への投入後、約5年間(延長の可能性あり)にわたる科学観測が始まる。

ロケットから切り離されたローマン宇宙望遠鏡と同望遠鏡の想像図
(左)ファルコンヘビーロケットから切り離されたローマン宇宙望遠鏡、(右)ローマン宇宙望遠鏡の想像図(提供:(左)NASA、(右)NASA's Goddard Space Flight Center

ローマン宇宙望遠鏡の大きさは、展開時の全長が12.7m超、幅が4.4m超。主鏡はハッブル宇宙望遠鏡(HST)と同じ直径2.4mだが、視野はHSTの可視光線カメラの100倍、広域観測カメラ3(WFC3)の赤外線チャンネルの200倍に及ぶ。近赤外線では世界最大の広視野を誇り、HSTが1回で取得する画像約100枚分の広大な視野を一度に撮影できる。

ローマン宇宙望遠鏡の科学目的は主に3つある。1つ目は、宇宙の膨張史を調べ、ダークエネルギーの性質に迫ることだ。約100億年前まで遡って数千個の遠方銀河のIa型超新星の赤方偏移と明るさを観測し、宇宙の膨張率などを高精度で求める。さらに、「弱い重力レンズ効果」による銀河の形のゆがみから、ダークマターの分布を明らかにする。

宇宙の加速膨張史とダークエネルギー解明のための広視野観測の概念図
宇宙の加速膨張史とダークエネルギー解明のための広視野観測の概念図。画像クリックで表示拡大(提供:NASA、JAXA

2つ目は、天の川銀河の系外惑星の全体像を解明して、「生命を育めるような惑星はいくつあるのか」「太陽系や地球は特異なのか」などの問いに迫ることだ。そのために銀河中心方向を反復観測し、数億個の恒星の明るさの変化を追って、恒星の手前を「偶然」通り過ぎる惑星の重力による背景星の明るさの変化をとらえること(重力マイクロレンズ法)で、火星程度から幅広い質量の惑星を1000個以上検出する。主星を持たず銀河を漂う自由浮遊惑星も同じ手法で数百個検出できると期待されている。

これまでに発見された系外惑星とローマン宇宙望遠鏡による発見が期待される惑星の分布の比較
これまでに系外惑星探査衛星「ケプラー」によりトランジット法を用いて発見された系外惑星と、視線速度法などにより発見された系外惑星、ローマン宇宙望遠鏡による発見が期待される系外惑星の、分布の比較(提供:JAXA

3つ目は、明るい中心星の光を遮りその周囲の暗い惑星を直接とらえるコロナグラフ装置の技術実証である。主星から約0.3秒角の距離にある、主星の1000万分の1以上暗い天体の直接観測に挑み、将来の地球型惑星の直接撮像につなげる。ローマン宇宙望遠鏡のコロナグラフは、宇宙空間では初の本格的な波面補償(アクティブ制御)を行う高精度なもので、JAXAがマスクと偏光光学素子を提供した

ローマン宇宙望遠鏡の想像図と搭載機器などの構成
(上段)ローマン宇宙望遠鏡のイラスト、(下段)ローマン宇宙望遠鏡の搭載機器などの構成。画像クリックで表示拡大(提供:(上段)NASA、(下段)NASA、JAXA

JAXAは前述の機器提供に加えて、美笹宇宙探査用地上局(長野県佐久市)にローマン宇宙望遠鏡のデータ受信系とNASAへの伝送系を増設し、1日最大1.4TBのデータ受信を担う。また、来年には、すばる望遠鏡(米・ハワイ島)や大阪大学のPRIME望遠鏡(南アフリカ)とローマン宇宙望遠鏡との協調観測も計画されている。


ローマン宇宙望遠鏡は当初「WFIRST(Wide Field Infrared Survey Telescope)」と呼ばれたが、2020年5月にNASA初代主任天文学者ナンシー・グレース・ローマン(1925-2018)を記念して命名された。ローマンは望遠鏡を宇宙に打ち上げて観測を行う必要性を早くから認識し、「宇宙からの天文学」というNASAの新分野をつくり、HST計画の道を切り拓いたことから「ハッブルの母」とも呼ばれる。氏の名を冠した望遠鏡は、宇宙の加速膨張を引き起こしているダークエネルギーの性質や地球のような惑星の存在といった、人類が持つ根本的かつ重要な問いに迫る手がかりをもたらし、ローマンと同様に天文学の進展とその歴史に欠かせない存在となるだろう。

ハッブル宇宙望遠鏡の模型とローマン
ハッブル宇宙望遠鏡の模型とローマン(2017年3月NASAゴダード宇宙飛行センターにて)(提供:NASA

ローマン宇宙望遠鏡 ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡 ハッブル宇宙望遠鏡
打ち上げ 2026年8月30日(スペースX社・ファルコンヘビー) 2021年12月25日(アリアンスペース社・アリアン5) 1990年4月24日(スペースシャトル)
主鏡 口径2.4m(HSTと同じサイズ) 口径6.5m(集光面積はHSTの6倍以上) 口径2.4m(単一鏡)
軌道 L2周回軌道(地球から約150万km) L2周回軌道 地球周回軌道(地上約483km)
波長範囲 可視光線・近赤外線(0.48~2.3μm) 近赤外線・中間赤外線(0.6~28.5μm) 紫外線+可視光線+近赤外線(0.1~2.5μm)
視野・サーベイ能力 広視野観測装置(WFI)で天域はHSTの100倍以上(WFC3/IRの約200倍)、3億画素の画像(1回の撮像でHSTが取得する画像約100枚分の情報量) HSTと同程度、ローマンの約100分の1の天域 狭い視野(WFC3/IRは約0.07平方度)
主な科学目標 ダークエネルギー・ダークマター、重力マイクロレンズによる系外惑星センサス(1000個以上)、コロナグラフによる系外惑星の直接撮像、約10億個の銀河のサーベイ ビッグバン直後に生まれた最初の銀河(135億年以上前を観測)、銀河進化、塵に隠れた星形成・惑星系形成、系外惑星の大気 銀河・恒星・星雲・彗星・外惑星の進化、銀河中心のブラックホール確認、系外惑星の大気測定、宇宙の加速膨張の検証
寿命・保守 5年の見込み(延長ミッションの可能性あり、打ち上げ後の修理は不可) 設計寿命5~10年(打ち上げ後の修理は不可) 1990年から運用中(修理・機器交換で性能をアップグレード済み)

(参照:NASA Science Hubble vs. Webb / About Roman / James Webb Key Fact / Hubble vs. Roman

〈参照〉

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