(Origins)

1. Origins Space Telescope の科学推進と中間⾚外観測装置(MISC)開発の分担
2. 問い合わせ先

左近樹、東京⼤学、isakon@astron.s.u-tokyo.ac.jp

3. 想定される提案者（計画遂⾏の責任を担う⼤学・機関・部局の⻑等）JAXA・宇宙科学研究所・宇宙物理学研究系 教授 ⼭⽥ 亨
4. 計画規模：⼤型
5. マスタープラン 2017, 2020 への採否状況：未提案
6. 実施時期
Pre-Phase A

2020 Decadal report 発表[2021.6]から Mission Selection[2025.6]迄

Phase A

System Requirement Review (SRR) [2026.12] 迄Phase B

Preliminary Design Review (PDR) [2028.12] 迄Phase C

Critical Design Review(CDR)[2030.6]を経て System Integ. Review(SIR)[2032.1]迄

Phase D

Delta SIR [2033.4]及び Pre-Ship Review (PSR)[2034.6]を経て Launch [2035.6]迄

Phase E

10 years, serviceable ※終了予定年 2045 (TBD)

7. 必要経費および予算プロファイル
総予算 6.7BUSD[50% Confidence Level(CL)] ‒7.3BUSD[70% CL] (CY2020)(phases A̶E, ⽶国以外の海外負担は仮定しない、即ち MISC 開発費を含む)
MISC-T；437MUSD[50% CL] ‒ 516MUSD[70% CL] (CY2020) in Phase B-D
⽇本負担分は MISC-T の必要経費の⼀部(NASA/Ames の担当分を除いた物)。
8. 計画の概要
Origins Space Telescope（略称:Origins）は、⽶国 2020 Decadal Survey で検討される４つの⼤型ミッションコンセプトの１つである。Origins は 4.5K に冷却された主鏡直径 5.9m で JWST とほぼ同じ集光⾯積(25m2)をもつ冷却⾚外線宇宙望遠鏡で、３つのベースライン観測装置(OSS, FIP, MISC-T)で波⻑ 2.8̶588µm の分光、偏光撮像観測を⾏う。これにより、(1)宇宙再電離から現在まで、銀河がいかに星形成を⾏い、⾦属量を増やし、中⼼の超巨⼤質量ブラックホールを形成したか、(2)惑星形成の間にいかにハビタビリティの条件が育まれたか、(3)M 型矮星の惑星に⽣命がもたらされるか、の解決に挑む。本計画では、⽇本が STDT 活動で開発検討を担当した中間⾚外観測装置 MISC を基軸とするハードウェア貢献を通じて国際的分担を獲得し、Origins が扱う全ての最前線の科学的課題の解決に多くの⽇本⼈研究者が当事者として参画する道筋を構築する。
9. 学術的意義、当該分野・社会等での位置づけ
ハーシェル宇宙天⽂台以来、特に遠⾚外波⻑域において深宇宙探査でのconfusion を克服し、⼗分な空間分解能と従来の 1000 倍以上の感度の⾰新的改善を達成する中間〜遠⾚外線を扱う⾚外宇宙望遠鏡のミッションの必要性が、NASA の宇宙物理学ロードマップにおいて定義されている。これまで⽶国のDecadal Survey で推薦を受けたミッションは、全て実⾏に移され、⼈類が挑む

(Origins)

宇宙科学フロンティアの拡張に寄与してきた。その⼈類のミッションに⼀つのベースライン観測装置のハードウェア貢献を通じた国際的な分担を持つ事の社会的意義は⼤きく、また、我が国の研究者が極めて⾼い費⽤対効果でミッションの当事者として最前線の科学課題の遂⾏に挑戦できる点で、学術的価値は⾼い。
10. 実施内容
Origins は NASA 主導のミッションであり、⽶国内及び海外のパートナーとともに推進される。
「JAXA」及び「CNES 主導のヨーロッパコンソーシアム」は、ミッション概念検討における実働パートナーである。2020 Decadal Report でOrigins が⾼い推薦を得た場合には、Origins/MISC 装置チーム(参考⽂献[1]Decadal Report 内に定義)を中⼼に、チームの拡張と⽇本の活⽤可能な技術の集約を図り、Pre-Phase A 完了時点(2025 年３⽉)までに、競争的資⾦も利⽤し必要な技術開発項⽬ついて TRL 5 を達成する。同時に「初代銀河の形成」から「化学豊潤化の歴史」そして「ハビタブルな系外惑星」の研究に関わる我が国の科学コミュニティーが、Pre-Phase A の段階から、再構築される Origins のミッション科学⽬標の策定に関わることが本計画の狙いである。IRTS、あかり、SPICAで育った⾚外衛星に関わる技術ヘリテージを最⼤限に有効活⽤し、我が国の研究者が国際的に最前線の研究⽔準を維持するために本研究を推進する。
11. 現在までの準備状況
Origins Space Telescope (Origins)は、2016 年以降 Science and TechnologyDefinition Team (STDT) の枠組みで約 4 年間にわたって科学策定とミッションコンセプトの検討および技術検討が実施された。２段階の概念設計検討を経て、最終的に主鏡直径 5.9m の冷却遠⾚外線望遠鏡ミッションとしてデザインされるに⾄った。⽇本は JAXA を窓⼝として、STDT 発⾜時より Origins Space
Telescope の STDT 活 動 に 参 加 し 、 中 間 ⾚ 外 線 観 測 装 置 Mid-Infrared
Spectrometer and Camera (MISC)の概念検討を担当し、NASA/Ames と共同で最終コンセプトのベースライン装置の⼀つ MISC-Transit Spectrometer (MISCT)およびアップスコープ機能 MISC-Wide Field Imager (MISC-WFI)の概念設計及び技術検討を実施した(Sakon et al. 2021)。2021 年 6 ⽉に発表予定の 2020
Decadal Report において⾼い推薦を得た場合には、Phase A の開始時までに、⽇本国内での Origins サイエンスチームを組織し、同時に MISC を中⼼とするハードウェア貢献において現実的なリソースの集約と Origins の技術開発ロードマップに沿った開発項⽬の分担の獲得を⽬指す。なお、2020 Decadal Report で次期旗艦ミッションが決まり次第、LUVOIR・HabEx・Origins を含めた体制を統合・構築することを想定する。
【参考⽂献・資料】[1] Origins Space Telescope Mission Concept Study Report, August 2019https://asd.gsfc.nasa.gov/firs/docs/OriginsVolume1MissionConceptStudyReport25Aug2020.pdf[2] Sakon, I., Roellig, T. L., Ennico-Smith, K., et al. “Mid-infrared spectrometer and camera for
Origins Space Telescope”, JATIS, 7, 011013 (2021) https://doi.org/10.1117/1.JATIS.7.1.011013