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CLASP2 打ち上げ成功

自然科学研究機構 国立天文台

宇宙航空研究開発機構 宇宙科学研究所

clasp2_01_launch.png写真: ロケット打ち上げの瞬間 (Credit: US Army Photo, White Sands Missile Range)

 2019年4月11日アメリカ山岳夏時間10時51分 (日本時間 12日01時 51分)、 アメリカ・ホワイトサンズにあるミサイル実験場にて太陽観測ロケットCLASP2 が打ち上げられました。最高高度は 274 km に達し、飛行時間 6 分に渡って観測データの取得に成功しました。CLASP2 は太陽彩層が出す紫外線の偏光を測定することで、太陽大気の磁場測定を行います。将来の太陽観測衛星計画につながる技術実証でもあり、今後の成果にご注目ください。

ロケット実験 CLASP2への軌跡

 太陽大気は表面 (6,000 度) よりも上層コロナ (100 万度) の方が温度がはるかに高く、如何なる仕組みによってこのような高温大気が作られるのかわかっていません。これをコロナ加熱問題と呼び、これまで様々な研究がなされてきました。そして、太陽表面とコロナの間に位置する「彩層」が重要な役割を果たしていると示唆されています。ここで鍵となるのが、彩層の磁場です。磁場は太陽大気の運動やエネルギーの輸送に常に関与しており、彩層の磁場を正確に把握することがコロナ加熱の謎解明に近づく道筋であると考えています。

 そこで、国立天文台を中心とした日米欧共同チームは 20159月、彩層の磁場情報を得る新たな手法の検証を目的とした太陽観測ロケット実験 CLASP 計画 (CLASP2 の前身: Chromospheric Lyman-Alpha Spectro-Polarimeter; 以下、CLASP1 と呼ぶ) を実施しました。CLASP1 は彩層の中性水素が出す紫外線 (ライマンアルファ線) を観測し、理論的にしか予言されていなかった太陽大気における散乱偏光、及び磁場による散乱偏光の変化 (ハンレ効果による変調) を検出することに成功しました。これによって、太陽観測に新たな扉が開かれ、 観測手法の幅が格段に広がりました。

 しかし、CLASP1 によるライマンアルファ線のみでは彩層の磁場を精度よく決定するには至らず、コロナ加熱問題に取り組むにはまだ不十分です。そこで次は、彩層磁場の向きや強度を得ることを目的とした計画を立ち上げました。それが CLASP2 (Chromospheric LAyer Spectro-Polarimeter 2) です。CLASP2は彩層中にある電離マグネシウムが出す紫外線を観測し、電離マグネシウム線における散乱偏光、ハンレ効果の有無に加え、ゼーマン効果を検出することで、磁場情報の取得を目指します。

 CLASP1 同様、CLASP2 も国際協力の下進められました。回折格子や CCDカメラについてはフランスとアメリカから提供を受け、日本が主導して国立天文台の先端技術センターにて装置開発や各種試験を実施しました。また、CLASP2の大きな特徴として、CLASP1 で使用した構体や光学素子の大部分を再利用したことが挙げられます。飛翔を終えた CLASP1 は、光学系が破損することなく地上に帰還しました。そのため、回収した装置を日本に運び、CLASP2 計画に沿った改造を施すことにより開発期間を短縮し、同時に開発費用も抑制することができました。

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写真:CLASP2 開発現場。国立天文台先端技術センター内のクリーンルームに て。

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画像:CLASP2 光学系の外観。黒字は CLASP1 からの再使用部分。赤字が CLASP2 のために追加、または改造を施した箇所。

そしてCLASP2打ち上げへ

 アメリカ・ニューメキシコ州ホワイトサンズのミサイル実験場から現地時間4月11日 10時51分 (日本時間 4月12日 01時51分)、CLASP2 を載せたロケッ トが打ち上げられました。打ち上げ後まもなくロケットから分離された CLASP2 は大気圏外を弾道飛行し、地上から 160 km 以上の高度において約 6 分間、太陽観測を実施しました。観測後、装置はパラシュートを開いて落下、無 事回収され、データの取得にも成功しました。

 この計画では打ち上げ前に予め 3 つの観測対象を選定しており、計画通りのデータ取得を行うことができました。この 3 つの対象とそれぞれの観測時間の内訳は、(1)データ較正のため、太陽面中心で 18 秒間、(2)ハンレ効果とゼーマン効果を検出し彩層磁場計測を行うため、強い磁場を持つプラージュにて 155 秒間、(3)散乱偏光取得のため、磁場が弱い静穏領域で 134 秒間、です。プラージュ観測データの初期解析では強い偏光信号が検出されており、紫外線観測における初の磁場測定が期待されます。また、静穏領域の観測は、CLASP1 の結果と比較することで、中性水素による観測と電離マグネシウムによる観測の長所・短所を知ることができ、将来の太陽観測衛星計画を検討する上での重要な判断材料になります。

clasp2_rocket_withmembers.jpg写真: 現地での集合写真 (Credit: US Army Photo, White Sands Missile Range)

[CLASP2 について]

CLASP2は ISAS/JAXA の小規模計画「太陽小規模観測プロジェクト」として 承認されています。

[CLASP2 の共同研究機関]

国立天文台、総合研究大学院大学、名古屋大学、宇宙航空研究開発機構 (JAXA) 宇宙科学研究所、アメリカ航空宇宙局 (NASA) マーシャル宇宙飛行センター、 カナリー天体物理学研究所、パリ天体物理学研究所

[関連リンク]

CLASP1 に関する研究成果 https://hinode.nao.ac.jp/KakenS/CLASP.shtml

[謝辞]

本研究は以下の助成を受けて行われました。

  • JSPS 科研費 JP25220703 (基盤研究(S)、研究代表者:常田佐久)
  • JSPS 科研費 16H03963 (基盤研究(B)、研究代表者:石川遼子)
  • 平成 27 年度 宇宙科学研究所国際共同ミッション推進経費 (研究代表者:石川 遼子)
  • 平成 28 年度 国立天文台共同開発研究 (研究代表者:石川真之介)

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