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

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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。