宇宙での重力波観測 (1) 宇宙での重力波観測 宇宙で観測するメリット : 他にはないサイエンスがある ・ 宇宙では、1Hz以下の 低い周波数帯での観測ができる ・ 低周波数帯では、多様な重力波源が存在 ブラックホール連星など の観測 相対論の検証, 銀河形成 初期宇宙からの重力波 の観測 インフレーション, ダークエネルギー LCGT DECIGO 基線長 107 m, マス 100kg, レーザー光 10W, 波長 532nm テレスコープ径 1m 銀河系内連星 バックグラウンド雑音 重力崩壊型 超新星爆発 中性子星 連星合体 大質量 ブラックホール連星合体 ScoX-1 (1yr) パルサー (1yr) LISA 重力場変動雑音 (地上検出器) 初期宇宙 からの重力波 (Wgw=10-14) 研究室説明会資料 (2007年6月23日 東京大学, 東京)
宇宙での重力波観測 (2) 宇宙重力波検出器へ向けて 日本の計画: DECIGO (2025年頃) ただ, 宇宙に行くのは 大変 SDS-1イメージ図 JAXA総研広報誌「空と宙」より 日本の計画: DECIGO (2025年頃) ただ, 宇宙に行くのは 大変 小さなものから、段階的に進める ・SWIMmn 2008年 打ち上げの衛星 SDS-1 に搭載 小型重力波検出器 + データ処理装置 ・DPF (DECIGO Path Finder) 2012年 打ち上げを目指す小型衛星 JAXA 小型科学衛星ミッション候補の1つ DECIGO 概念図 ・DECIGO 2025年頃 の打ち上げを目指す 本格的な重力波望遠鏡 ほぼ宇宙全体からの重力波を観測 研究室説明会資料 (2007年6月23日 東京大学, 東京)
衛星搭載用 超小型重力波検出器 超小型重力波検出器 SWIMmn 技術実証衛星SDS-1に搭載 2008年打ち上げ : 衛星搭載品がほぼ完成 試験マス モジュール内部 超小型重力波検出器 SWIMmn 技術実証衛星SDS-1に搭載 2008年打ち上げ : 衛星搭載品がほぼ完成 長さ5cmの試験マス を衛星内に非接触支持 重力波による回転を検出 フォトセンサー 試験マス 縦制御用 アクチュエータ 宇宙に行くには試験が必須 無重力下での動作実験を行った 横制御用 アクチュエータ 大気球実験: 高度40kmから落下 (30秒 1回 中止) 航空機実験: 「パラボリック・フライト」 による無重力状態 (20秒 x 20回 成功) 実験モジュール 直径 28cm 重量 7.5kg 研究室説明会資料 (2007年6月23日 東京大学, 東京)
DECIGOパスファインダー DECIGOパスファインダー (DPF) 2012年頃の打上げ 目標 衛星 : 90x90x180 cm, 300kg, 1 機 地球周回軌道, 高度 500km 基線長10cmの干渉計型 重力波検出器 Local Sensor Actuator 目的 (1) DECIGOのための宇宙技術実証 Thruster (2) 重力波の観測 0.1-10Hzの重力波を観測 我々の銀河中心での イベントを検出できる 中間質量 ブラックホール合体 BH準固有振動 からの重力波 JAXA小型科学衛星の候補の1つ 東京大, JAXA, 国立天文台, 電気通信大 などで共同開発 研究室説明会資料 (2007年6月23日 東京大学, 東京)
気球落下実験 SWIMmn気球実験 SWIMmnを自由落下させ、 微小重力下での性能を検証 高高度気球を用いた微小重力実験装置 大気球の 放球の様子 JAXA 三陸大気球観測所 SWIMmnを自由落下させ、 微小重力下での性能を検証 高高度気球を用いた微小重力実験装置 大気球を用いて高度40kmまで上昇 切り離して自由落下させる 約30秒間の自由落下時間 大気球 2007年9月の落下実験 気候などの制約から中止 落下実験装置 4m ドラッグフリー制御用 ガスジェットスラスタ (圧縮空気) 16箇所 直径 28cm 無重力実験部 実験モジュール 重量 7.5kg 研究室説明会資料 (2007年6月23日 東京大学, 東京)
航空機実験 SWIMmn航空機実験 SWIMmnの 微小重力下での性能を検証 弾道飛行を用いた無重力実験 県営名古屋空港離陸 ダイアモンドエアサービス HPより SWIMmnの 微小重力下での性能を検証 弾道飛行を用いた無重力実験 県営名古屋空港離陸 日本海上空域で実施 2日間, 2フライトで 20秒間の無重力を20回実施 弾道飛行中に, 実験装置を手放し浮遊させる 機体振動のない良質な無重力 正常な動作を確認 衛星搭載への重要なステップ 研究室説明会資料 (2007年6月23日 東京大学, 東京)