銀河面(b=0)断面図 現代の天文学6 「星間物質と星生成」 太陽 pc pc 銀河系中心方向 グールド・ベルト(Gould Belt)は、銀河系内にある恒星が集まった不完全な環状の領域であり、直径は約3000(300?)光年で銀河面から約16°から20°傾いている。多くのO型主系列星、B型主系列星を含み、太陽が所属する局部的な渦状腕を表わしていると考えられている(太陽は現在、腕の中心から約325光年の位置にある)。この領域は3000万歳から5000万歳と考えられるが、起源は分かっていない。名前は、1879年に発見したベンジャミン・グールドにちなむ pc
木星ミッションでheliospheric SWCX観測? 三原建弘(理研) 米徳大輔(金沢大) 郡司修一(山形大) 太陽系ミッションのX線装置が意味があるかどうかを議論いただきたい。 ソーラー電力セイル 太陽電池帆+イオンエンジン ソーラー電力セイル探査機 ワーキンググループ
ソーラー電力セイル Solar Power Sail 木星経由トロヤ群へ、サンプル分析、お持ち帰り 世界初のトロヤ群小惑星探査 世界初のトロヤ群小惑星サンプル採取 世界初の外惑星領域往復 世界初のハイブリッド推進(光子と電気) 世界最高性能のイオンエンジン 世界最高速度の地球帰還カプセル 世界初の小惑星帯以遠での赤外線背景放射観測 世界初の小惑星帯以遠のダスト採取 1,500kg(打ち上げ時) 推進:イオンエンジン 発電 ソーラー電力セイル(大面積軽量薄膜太陽電池) 面積:約3000m2, 発生電力:5kW@5AU
木星Flyby後、外に出てゆっくりし、 L5群が来るのを待つ。 この間、イオンエンジンを全力噴射。 電力ゆとり無し。 地球Flybyで速度を得て、木星に向かう。 電力にゆとりあり。 スケジュール例 2022年 打ち上げ 2024年 地球Flyby 2026年 木星Flyby 2033年 トロヤ群到着 2042年 地球帰還
クルージングサイエンス ガンマ線バースト IPN: Inter Planetary network 位置決めは 赤外線背景放射の観測 黄道光の立体的観測 太陽系ダスト分布の実測 ガンマ線バーストの観測 小惑星帯フライバイ 木星磁気圏観測 クルージングサイエンス ガンマ線バースト IPN: Inter Planetary network ガンマ線バーストの到着時間差から、ガンマ線バーストの方向を決める。 時刻精度0.1~1s。 3台必要。 地球近傍と、 金星、火星、水星、木星ミッション 位置決めは Long GRBではSwift衛星(硬X線)で間に合っているが、 ショートバーストは? 重力波源としての重要性 X線GRBは? 遠方(赤方偏移)GRB。あるいは新種の天体。あるいは。 一般的なGRB衛星の視野は 1str、IPN はほぼ4π str (12倍の検出量) 重力波検出の頻度はそれほど多くないので、見逃してはならない 地球の影もない。 MAXIのように真上ばかり見ていれば地球に隠されることはないが、 HETE衛星のような反太陽方向指向の近地球衛星なら、1/3の時間は地球に隠される。 広視野の装置がよい。 衛星の2面に取り付ければ、2π ×2 = 4π str。
もしIPN機能だけであれば 小型のシンチレータ+MPPC (multi-pixel photon counter)でよい。 + + 70V 程度 + 結晶シンチレータ MPPC
マトリクス型偏光検出器 4×4モデル 平成25年度 金沢大学 14cm 2.6cm 6cm MPPC でも重すぎる(かも) 平成25年度 金沢大学 マトリクス型偏光検出器 4×4モデル 14cm 将来的には8×8だが、まずは基礎開発 として4×4モデルを製作 16素子が一体となったアレイタイプを使用 MPPC4素子を結合して1出力とした 中心の4本が散乱体(Plaシンチレータ) 周りに12本の吸収体(CsIシンチレータ)を配置 2.6cm 6cm MPPC でも重すぎる(かも)
ガンマ線バーストだけ? 木星(トロヤ群)まで行くからこそできる 世界初のサイエンスはないのか? 木星のX線撮像 地球から見た月 230Rm 木星(トロヤ群)まで行くからこそできる 世界初のサイエンスはないのか? 木星のX線撮像 1次元のスキャナーカメラ? 木星は強い放射線帯を持つので、接近できない。100Rj 木星を通り過ぎるのは一瞬(1日弱) カメラの方向制御も必要(大変) チャンドラ衛星でよい。 トロヤ群小惑星の蛍光X線による元素分析 イトカワと違って5倍遠いので、励起源としての太陽X線は当てにできない? 着陸は、ランダーが行う。GRB検出器は探査機本体に取付。 全天X線の観測 ジオコロナからは脱出 自転軸は、黄道面上、反太陽方向。 軸上を見れば、常に反太陽方向をモニタ。 角度を持たせれば、ある角度範囲をスキャン。 太陽系コロナからのX線の時間変化、場所変化。 観測可能性は? 意味があるのか? 木星のX線画像
全天X線観測のGRB装置 X線でショートGRB検出。 酸素輝線を検出できれば役立つ 地球もなく、太陽から遠く、常に夜側に設置。 0.1s以上(できれば10ms)の時間分解能 セールは基本的に反太陽指向(GRBフォローアップに適した方向) 酸素輝線を検出できれば役立つ 現状0.5keV輝線を検出できるのは、薄膜PCとCCD(とSoI-pixとCMOS-CCD)とマイクロカロリメータしかない。 地球もなく、太陽から遠く、常に夜側に設置。 視野に迷光(太陽散乱光、月)も原子状酸素も入らない。 容易に冷却できる。ペルチエも機械式クーラーも要らない。 10(~20)年におよぶ長期稼働 CCDは放射線損傷がある。酸素輝線はすぐに検出不能になる。 地球近傍のバンアレン帯やSAA(南大西洋異常帯)に比べたら少ないが。 SoI-pixでは、時間分解能もあり、素子自身は放射線に強い。 電荷転送が無い分、同じ損傷による影響が1/pix数で済む。 しかし読み出しエレキ(FET)は放射線損傷を受けるので、ウェーファー上のFET形成における対策が必要だろう。 まだ大フォーマットはできてない。数年後には間に合わないか? 本当に意味があることができるなら、やればできる。 もうじき木星行きの船が出る。乗り遅れていいのか? 乗らないでいいのか?
SoI pixを探査機夜側に置くだけ 上空に行って取り外すカバー 軽量: 2kg? エネルギー範囲: 0.5-10keV 時間分解能: 10ms 大面積: 10cm x 10cm 帆が入らないように 低いフードを付ける。 あるいは落とし込む。 探査機本体
みなさんのプレゼン、大変参考になりました。 Geo SWCXの観測は月まで行けば十分。 Helio SWCX は、 OVIIやOVIIIの強度 : 2 LU 広がり100au : 木星まで行っても同じ。 ISMの中性水素は3-4auまで入ってきて電離 しかし、Ulyseesですでに測定されている。 木星ミッションに載せるX線検出器、 良いサイエンスがありますでしょうか?
木星のX線撮像を行うために 木星のX線画像 ・最接近距離 ・木星方向を向いてくれるか ・滞在時間 Chandra 衛星の角分解能 : 0.5 arcsec @ 1 keV NuSTAR 衛星の角分解能 : ~ 1 arcmin @ 20 keV XMM-Newton 衛星の有効面積 : ~ 2000 cm2 @ 1 keV 木星のX線画像 100 RJ で上記スペックを達成するには、 4arcmin @ 1 keV 0.1 mm の検出器に 10cm のコリメータを つけることに相当 1.3 deg @ 20 keV 0.2 cm2 @ 1 keV 4.5mm x 4.5mm の検出器面積に相当 ・最接近距離 ・木星方向を向いてくれるか ・滞在時間
探査機デザイン
トロヤ群 外に出てゆっくりし、L5群が来るのを待つ。 この間、イオンエンジンを全力噴射。