国際協⼒による宇宙科学ミッションの推進︓Astronomy& Astrophysics

山田亨（JAXA宇宙科学研究所）

2030年代の国際スペースミッション

Strategic L-classmissions with HIIA/H3#3 SPICA(ESA‐led)
Large‐size #2
Selection:
LiteBIRD, Solar‐
Power‐Sail Trojan

Strategic Large Missions(~300M$ class) for JAXAled flagship science
mission with HIIA/H3vehicle (~3 in ten years)

FY2024#1 Martian Moons
eXplorer (MMX)

X‐Ray Astronomy
Recovery Mission
3FY2020

Space Science Mission Roadmap
FY2020

XARM

2024
Strategic L
２０２０－１
Martian Moon eXplorer(MMX)

2026-272027-28:

Strategic L
２０２０－２Strategic L
２０２０－３LiteBIRD or
SPST or other

SPICA

Competitive M (Epsiｌon) under selection
SLIM
18-19

2022

JWST2018
TESS NICER
2018 2017
CHEOPS
2017

2024

~2026

~2028

~2030

WFIRST
2024-25
Euclid
2021

PLATO
2024

ARIEL
THOR
XIPE

ATHENA2028

■ SPICA 後を牽引する宇宙物理のスペース将来計画はなにか？どのような準備をするべきか？
■ 2030年代の大型計画を牽引する科学とは？
■ TMT 後にさらに地上の大型計画を目指すのか？
（SKA、Next Generation ALMA…?)■ 限られた予算規模で、日本主導の先鋭的なミッションと国際大型計画への参加をどのように両立させるのか？
あるいは、どちらを優先するのか？

宇宙研における Visionary Survey■ 宇宙物理学分野の工程表展望：現況
・各分野目標・戦略・工程表（RFI へのレスポンス）のとりまとめと理解
・宇宙研の視点におけるロードマップ（案）（宇宙物理・・満田研究総主幹、他とりまとめ）■ 2030年代にまたがるロードマップと戦略とは？
■ 理工学委員会の20年委員会による検討へ

天文・宇宙物理学分野における宇宙科学ミッションの目指すべき大目標

宇宙の物質と空間の起源
宇宙における生命の可能性「コミュニティからの目標・戦略・工程表 から，宇宙科学の実行戦略へ」

宇宙の物質と空間の起源■ インフレーション仮説の実証と宇宙構造の起源の解明■ 宇宙の基本構造を作る物質・エネルギーの解明（暗黒物質、暗黒エネルギー）■ 初期密度ゆらぎから現在の多様な宇宙構造の形成過程の解明
宇宙最初期における星・BH・銀河形成と宇宙最電離期
銀河形成・進化課程／銀河・巨大ブラックホール共進化
銀河団・大規模構造の形成課程

宇宙における生命の可能性■ 惑星系形成過程およびその多様性の理解■ 直接観測による生命の兆候（バイオマーカ）の検出

戦略的中型規模でまとめると：

宇宙研 理工学委員会
宇宙科学の今後20年の構想を検討する委員会（「通称20年委員会」）
9月の理工学委員会で一時報告の予定

2030: 観測天文学の行く先は？

From M. Mountain’s slide (2017 July)

“Cosmology has driven the construction of big telescopes
for the past 100 years. The search for life will drive theconstruction of big telescopes for the next 100 years” Chas Beichmann

From D. Spergel’s slide (2017 July)■ 光赤天連は必ずしも必要ではないかもしれない。将来計画を波長ごとにわけて論じる意味は残るのか？
■ 一方、光赤外波長は次世代の天文学を牽引する「地球型系外惑星のキャラクタリゼーション」「地球型系外惑星大気研究」
そして「生命活動の兆候 (Bio Signature)」を求める上で、中心となる波長帯だろう。

国際⼤型ミッションへの道のり

NASA Astrophysics STDT 活動への参加■ NASA Astrophysics Future Missions
Science Technology Definition Team の活動‐ Decadal Survey 2020 へのインプットを念頭‐ 活動の内容はコミュニティ主導‐ ISAS/JAXA から４つの STDTへオブザーバを派遣
公募による応募者から NASA に推薦

NASA Astrophysics STDT 活動への参加
https://science.nasa.gov/astrophysics/2020‐decadal‐survey‐planning

LUVOIR

HubEx（紫外・可視・赤外）（系外惑星）

OST（中間・遠赤外）

Lynx
(X線）

AURA HDST report(Dalcanton+ 2015)
For the first time in history, humans havereached the point where it is possible toconstruct a revolutionary space‐based
observatory that has the capability to finddozens of Earth‐like worlds, and possibly somewith signs of life. This general purpose, long‐
lived facility would be the prime tool for
generations of astronomers, producing
transformational scientific advances in every
area of astronomy and astrophysics from blackhole physics to galaxy formation, from star andplanet formation to the Solar System. The
associated inspirational public impact will likely
exceed that of all other current and past
astronomical endeavors.

2017.7.17‐19
Kavli IAU workshop on global coordinationof ground and space astrophysics: Future
space based optical/UV/IR telescopes~50名、米、欧、日、中、露、豪、南ア、ブラジル、イスラエル

2030年代の超大型国際スペースミッション（UVOIR) のSCIENCE DRIVER

Exoplanets: search for signs of life on
habitable planets around solar-type stars

From the workshop summary

OTHER SCIENCE CASES
Exoplanets formation, evolution
・Young embedded planets
・Non-habitable planets: origin/evolution

Far extragalactic
・Baryon cycle (UV)・First light

Nearby galaxies (z<2)
・Galactic archeology out to Coma
・IGM/CGM mapping / Cosmic web (UV)・Origin/evolution elements (UV)
Massive stars (UV)

GW counterparts / transients
Proper motions
From the workshop summary

2030年代の超大型宇宙望遠鏡
主鏡口径：10m以上（系外惑星観測）
基本波長帯域：100nm – 2.5μm (5μm)
・地球型系外惑星観測：基本は可視～近赤外・10μm 帯も重要だが、長波長では冷却が必要 おそらく倍のコストが必要？
・紫外線はこれまで達成されていないサイエンス・紫外線と冷却赤外との両立は可能か？
（コーティング）
宇宙飛行士によるサービス
・太陽地球-L2  地球月L2に飛行（イオンエンジン）Next steps
・Various countries need to get together
regularly
・Role of IAU → GA 2018 Focus Meeting
IAU brings people together, does not endose

From the workshop summary是非、光赤天連で活発な議論を！
■ SPICA 後を牽引する宇宙物理のスペース将来計画はなにか？どのような準備をするべきか？
■ 2030年代の大型計画を牽引する科学とは？
■ TMT 後にさらに地上の大型計画を目指すのか？
（SKA、Next Generation ALMA…?)■ 限られた予算規模で、日本主導の先鋭的なミッションと国際大型計画への参加をどのように両立させるのか？
あるいは、どちらを優先するのか？