NASAが地球外知的生命体が住む惑星探索のため、次世代望遠鏡の設計を開始

NASAは、2040年代初頭にジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡の後継機となる光学望遠鏡を打ち上げるための計画を次の段階に進める準備を進めている。

最近開催されたアメリカ天文学会（241回）のセッションで、NASA関係者は、現在NASAが「Habitable Worlds Observatory」と呼ぶ、紫外、可視、近赤外の波長で動作する6.5mの宇宙望遠鏡の開発アプローチについて概説した。この望遠鏡の任務は、宇宙から地球のような太陽系外惑星を探すことである。

NASAは昨年、次世代宇宙望遠鏡の技術開発をサポートするためのプログラム「Great Observatory Technology Maturation Program」（GOMAP）を立ち上げた。

1月9日に開催されたNASAのタウンホールセッションで、NASAの天体物理学部門のディレクターであるMark Clampin氏は、GOMAPの3段階のうち第1段階はほぼ完了したと述べている。そして、この宇宙観測所がまだ計画段階であることを会議の中で指摘した。次世代天文台の詳細は現在も検討中だが、天文学の未来を垣間見ることができる魅力的な内容となっている。

HWOはまだコンセプトの段階だが、この名称から、NASAの優先順位がどこにあるかが分かるだろう。ここ数年、NASAは地球外生命体の探索にますます力を注いでいる。ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡が最初の太陽系外惑星を発見したばかりだが、HWOはさらに一歩先を行くことになりそうだ。

また、アメリカ天文学会での議論により、ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡の後継機は、宇宙にいる間にロボットによってアップグレードできるように設計されることが分かっている。昨年運用が開始されたジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡は、地球から遠く離れたラグランジュポイント2の軌道を周回し、約10年の運用が見込まれるが、その間、基本的にはメンテナンスが行われない点を考えると、大きな進歩だろう。

NASAゴダード宇宙飛行センターのAki Roberge氏は、「サービス性は非常に重要です。L2の山頂に天文台を作ることになる。」と述べている。言い換えれば、この観測所では、必要なときに最先端の機器を交換することができるようになり、それはまさに「違いを生み出す機器」だとRoberge氏は語った。

この保守性という点が今後の宇宙望遠鏡では重要になる。ハッブル宇宙望遠鏡は、NASAのスペースシャトルで軌道上の天文台に飛んだ宇宙飛行士が修理することが可能だった。しかし、ラグランジュポイントに配置されたジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡ではそれが不可能だ。そこでHWOでは、現在NASAの月探査機「アルテミス」のために開発されている自律型ロボットを利用することになるのだ。

NASAは、ジェイムズ・ウェッブ計画が被ったコスト超過と遅延を避けるため、ウェッブから学んだことをHWOに反映させたいと述べている。また、HWOの整備性によって、議会での評価が上がる可能性があることも注目すべき点だ。100億ドル規模のジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡に何か問題が起きれば、その計画は実質的に時代遅れになってしまう。その点、HWOは保守性が高いので、そのようなことはなくなる。

Clampin氏は、HWOがジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡と同じように、地球から遠く離れたラグランジュポイントに設置される可能性があることも確認した。ちなみに、ウェッブは地球から約150万kmの距離にある。赤外線を扱うウェッブとは異なり、HWOは光学的な光をとらえる事になる。

HWOは、NASAが次に打ち上げる予定の天文台ではない。NASAが次に打ち上げるのは、2027年頃に打ち上げ予定の暗黒エネルギーと太陽系外惑星を探査するナンシー・グレース・ローマン宇宙望遠鏡となる。HWOはまだまだずっと先の話だ。

また、HWOに似たものは、これまでにもさまざまな提案がなされている。4メートル鏡の「HabEx」や15メートル鏡の「大型紫外可視近赤外線宇宙望遠鏡（LUVOIR）」などだ。LUVOIRはウェッブ望遠鏡と同じく、分割鏡の設計を採用し、より大きな鏡をロケットのフェアリングに詰め込むことができる。NASAは、LUVOIRとHabExのために構想された技術の多くは、HWOにも使用できると指摘している。

新しいレポートによると、HWOはLUVOIRよりは小さいが、HabExや6.5mの鏡を持つウェッブよりは大きい鏡を特徴とする可能性があるそうだ。また、宇宙で修理可能であるということは、鏡や主要な構造以外にも、打ち上げ時のデザインが必ずしも最終的なものになるとは限らないということを意味している。

ミッションの寿命を延ばすことは、資金提供者にとっても好ましい。その方が、議会にも納得してもらえる事だろう。実際、議会は、おそらくNASAにとって最初の大きな挑戦である。先月、国会議員は今年のNASAの天体物理学に15億1000万ドルを割り当てたが、これは前年比4％の減少である。天体物理学は、NASAの4つの科学部門の中で唯一、資金が減少した部門である。GOMAPを開始するための資金がないため、Clampin氏は既存の技術開発資金を再利用して、さまざまな設計のトレードオフに関する小規模な研究を支援することにしている。

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