Roman Space Telescope
米国Decadal survey2010大型衛星1位

HST,JWSTにつづくNASA最優先の次期旗艦大型衛星
近赤外広視野サーベイ衛星(2026年打上)住（阪大） Romanプロジェクト•宇宙の加速膨張の起源を解明
暗黒エネルギー/修正重力•系外惑星の形成過程の解明
系外惑星（マイクロレンズ）•宇宙生命探査への技術実証
系外惑星（コロナグラフ）•幅広い科学研究
公募観測（25%,1.5年）
2022/9/20, 2022年度光赤天連シンポジウム＠online

RomanWFIRST-AFTA• 口径：2.4m (HSTと同じ)、NRO（国家偵察局）から譲渡• 軌道：L2• 広視野分光撮像カメラ(0.28deg2)
可視光・近赤外（0.6-2.3μm）270K• コロナグラフ装置• 寿命：5.3年(目標10年：サービス可能)
Solar Array
Figure 3-5: The telescope entrance pupil

Outer Barrel Assembly(OBA)

Sunshade
Figure 3-4: The telescope components without the outerbarrel assembly.

Spacecraft Busand thermal distortions whileCGI
providing superior stiff- WFIness and stability. The structure has active thermaland heaters. The telescope control electronics arelocated in an electronics box in the spacecraft andperform higher control functions such as commanding
actuators and managing thermal set-points. Thesehigher-level commands are sent through cabling tolocal boxes on the telescope where they are converted to low-level signals and sent to the devices themselves. Each subsystem has a similar functional content with heaters, thermal sensors, and actuators. The
exception to this overall architecture is control of telescope survival heaters. They are controlled directly by
the spacecraft avionics to ensure operation in theevent of an intermediate electronic failure.
The cost, schedule, and technical risk associated広視野カメラ• 視野：0.28deg2
4k x 4k H4RG-10検出器18個• 可視光・近赤外（0.6-2.3μm） 288 Mpixels, 0.11arcsec/pix

ハッブル望遠鏡の視野のSlitless spectroscopy with grism in filter wheel• 90倍（可視光）• 200倍（近赤外） 最遠方銀河等をハッブルの２００倍発見可能弱重力レンズによる暗黒物質分布

Romanで５億個の銀河の形を測定

Figure 2-12: Mass density contours around the cluster MACS J1206.2-0848 derived from a ground-based weaklensing survey with Subaru (red) vs. a weak lensing study with HST/ACS+WFC3 (white). The 10x higher surface density of lensed galaxies achieved from space yields ~3x higher spatial resolution maps. The HST data
shown here is representative of the WFIRST-2.4 HLS. WFIRST-2.4 will make a map of this quality over 2,000

宇宙の加速膨張の起源を解明(〜2.5年観測)u これまでにない深く、広い、銀河分布サーベイ
2000平方度、撮像(YJH, H<26.7)＋分光 (R~600)• 数十億個の銀河を発見• 遠方銀河の密集度を測定!"#$%&&#'#(%)*+,$#-.%+/*0+$01$)"#$2• ５億個の銀河の形を測定
à・弱い重力レンズ現象（WL）
・Red shift space distortion (RSD)・Baryon Acoustic Oscillation (BAO)

暗黒物質、構造進化

宇宙の加速膨張史

uこれまでになく深いIa型超新星探査• 遠方のIa型超新星を〜1500個検出

L0+'#H$#)$%'$6FDD$$456$789%$"/01'2*%31,+1'%+'4##1$1,4-%*5''4-'
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加速膨張の起源が暗黒エネルギーなのか？
アインシュタイン重力理論に修正が必要なのか？を解明

2022/9/20

重力マイクロレンズよる惑星分布解明（〜１年観測）惑星：14００個(3地球質量以下:約2百個）
地上より２桁軽い惑星検出

Roman

軌道半径（天文単位）

水星以外全ての太陽系惑星を検出可能
Keplerと合わせて全ての種類の惑星の分布を解明
ー＞
惑星形成過程の解明

AFTA Coronagraph Instrument

コロナグラフ装置による惑星直接観測

ExoPlanet Exploration Program

Telescope

Wide field
instrument

CoronagraphInstrument• 可視光(550-850nm)• コントラスト：5x10-8• 観測可能最小半径：
100ミリ秒角@400nm• 分光：R=50• 偏光観測機能あり
WFIRST final report May 23, 2013
• 技術実証観測〜0.3年
http://wfirst.gsfc.nasa.gov/

Exoplanet
Direct imaging

Exoplanet
Spectroscopy• 近傍巨大ガス惑星、氷惑星の撮像、分光• 残骸円盤・原始惑星系円盤

AFTA Coronagraph Instrument will:• Characterize the spectra of over a dozen
radial velocity planets.
• Discover and characterize up to a dozen
more ice and gas giants.
• Provide crucial information on the physics ofplanetary atmospheres and clues to planet
formation.
• Respond to decadal survey to maturecoronagraph technologies, leading to firstimages of a nearby Earth.

• スペースで初の波面補償を用いた本格コロナグラフ• LUVOIR, HabExによる地球外生命探査への技術実証

8

NASA Roman Project Statusl Launch Vehicle selection process completed; SpaceX (falconheavy) awarded launch contractl Telescopel All optics coated, currently in integration, assembly and test of
optical telescope assemblyl Spacecraftl Procurement of flight subsystems underway (all contractsawarded)l Initial delivery of panels and portions of S/C structure, expect
receipt of flight hardware through end of CY
l First ESA contribution to Roman (star trackers) being shippedl Ground systeml Construction started (groundbreaking) for dedicated ESA
antenna at New Norcia, AU
l Requirement review passed for dedicated antenna at WhiteSands, NM

Telescopel All optics fabricated, coated, mounted,
testedl Most structural elements fabricatedl Thermo-electric hardware in midst ofinstallationl Primary and secondary mirror assemblies
completel Relay optics for WFI, CGI in various
stages of test

Forward Metering Shell (FMS)

Copyright © 2022
L3Harris
Technologies Inc.

Primary Mirror Assembly (PMA) in the Modal Test

Secondary Mirror Assembly in final optical testSpacecraft• Structural components beginning to arrive (central cylinder, avionics
panels, Comm deck - rest due in coming months)• Solar array substrate panels, Propulsion system components
beginning to arrive• Antenna pointing system components being assembled• Antenna, Ka transmitter undergoing environmental tests• Reaction wheels about to begin environmental testing
Central Cylinder• Avionics in various stages of assembly

Receiving

Central Cylinder in
B.5 high bay for Spacecraft
BusRoughly 1 ½ m tallby 2 ½ m acrossSpacecraft Bus
exploded view

Project Status – Wide Field Instrument
Wide-Field Instrumentl Optical bench through vibration
testing, Ball portion starting
assemblyl Element wheel through testing,flight filters to be installed soonl Flight detectors.18 selected.
characterized, installed, & aligned
in flight mosaic platel Flight electronics being
assembled, engineering test unit
electronics testing completedl Flight grism, prism completed;l relative calibration system infabrication & assembly

Flight EWA with Filters

Flight optical bench

Flight Grism assembly

Flight focal plane arrayRoman Coronagraph Instrument Status
FSM (fast steering mirror)

DM2

l Coronagraph Instrument passed its System
Integration review successfully on June 14 2022
l Most assembly-level hardware delivered. CGI
Flight Assemblies now in Final Assembly andTesting Phasel Both flight DMs are assembled. Vibe and TVAC
thermal cycling tests completed successfully.
Performance stability tests on-goingl Both flight cameras (ExCam and LoCam)
assembled and shielded. Completed
decontamination bake, thermal balance andwaveform optimization. Next are vibe andTVAC testsl All Precision Alignment Mechanisms (PAMs)
completed testing at MPIA and received at JPL.
Starting to bond componentsl All flight coronagraph masks completed andselected in May 2022l Flight optical bench coming together rapidly!
OAPs and other static optics have been installed.
Total wavefront error from these components is>2x better than the reqt (14.1nm vs 39.7nm)

ExCam and LoCam

SPC Masks

PAM

HLC Masks

Flight Opticalbench日本の貢献案および検討状況■ 宇宙研Romanプロジェクトで以下をひとつのパッケージとして推進

１．すばる望遠鏡によるRoman Synergy Survey(2026年ごろ〜100晩)
1. photo-zのキャリブレーション
2. 狭帯域フィルター etc...合意

Subaru 8.2m

２．Roman コロナグラフ装置における機能強化••偏光撮像機能の付加
EM、実機製作送付済
コロナグラフマスク基板製作 EM、実機製作送付済

３．地上局による貢献(Ka-band downlink)•Mask substrates

日本のタイムゾーンでの基地局運用は大きなメリット

実施の技術的検討段階
４．地上マイクロレンズデータ提供（MOA）提供済
地上赤外マイクロレンズ同時観測（阪大）建設中
GREAT:54m

コロナグラフ装置の機能強化
l 偏光撮像機能(高精度偏光分離素子)提供 EM、実機製作送付済•惑星反射光の偏光➡実効コントラストを1-2桁向上•惑星系円盤の偏光➡地球型惑星形成領域の円盤
コロナグラフ装置偏光ユニット

ウォラストンプリズム カメラレンズEMFM
製作済.(NASA/EMFM制作済.
(NASA/GSCFで試験) GSFCで試験)
問題なし

l コロナグラフマスク高面精度基板提供提供済•溶融石英基板：Hybrid-Lyot コロナグラフ用焦点面マスク
èJPLで製作成功。試験中•シリコン基板 ：Shaped Pupil コロナグラフ用瞳面マスク
èJPLで制作中

次世代スペース高コントラスト観測の基盤を作るLUVOIR/HabExの実現に不可欠な技術

Mask substrates

JAXA地上局によるデータ受信協力
l NASA White Sands局、ESA New Norcia局、JAXA 美笹局54mによる受信案
l Ka 26.5GHz帯で大容量受信 250Mbps, 4h/dayが要求500Mbpsがゴール。
White Sands 10deg (In View Time)
Minimum: 8.05 hours
Maximum: 13.01 hours
Average: 10.24 hours

Madrid 10deg (In View Time)
Minimum: 5.71 hours
Maximum: 12.93 hours
Average: 10.44 hours

JAXA 20deg (In View Time)
Minimum: 5.32 hours
Maximum: 11.49 hours
Average: 8.34 hours

SE-L2など、近地球周回ではない
天文衛星・計画におけるデータ生成率

Coverage for Launch Date Orbit
September 11, 2025

ESA 10deg (In View Time)
Minimum: 7.21 hours
Maximum: 12.18 hours
Average: 10.39 hours

DSN 10deg (In View Time)
Minimum: 8.21 hours
Maximum: 13.02 hours
Average: 10.03 hours

ミッション
WMAP

軌道
L2 リサージュ

通信帯
S (2GHZ)

データ通信率667kbps

PlanckHerschelGAIA
JWSTEuclid

L2 リサージュ
L2 リサージュ
L2 リサージュ
L2 ハロー
L2X
X
X
Ka
Ka

LiteBIRD
SPICA
KeplerTESS

L2 リサージュ
L2 ハローEarth Trailing
Inclined EarthX
X
Ka
Ka

1.5Mbps
1.5Mbps
8.7Mbps
16Mbps74Mbps,
850Gbpd~10Mbps TBD~10Mbps TBD
4.5Mbps
100Mbpsl ２０２０年７月NASA Roman Ground System PDRでJAXA案承認
l JAXA:フェーズA(概念検討＋概念設計) ー＞2022年度事項化

計画進捗
1.

2022/04 JAXA Roman システム要求審査/システム定義審査/JAXA 宇宙研（部門内）プロジェクト移行審査 -->正式に Roman プロジェクトが設置さ れた

2.
3.

2022/06 美笹局K帯受信システムを構成するサブシステムの調達を開始
2022/08 NASA と 衛星-地上局間、地上局データ伝送についての インターフェース文書を改訂
4. 2022/08 美笹局K帯受信システムの、冷却低雑音アンプ、受信サブシステムの契約企業とのキックオフ会 議実施
5. コロナグラフ装置の試験状況 (22年７月末）
・JAXAから供給した光学素子に問題は無い。
・マスク:フライト品および予備の製作完了。フライト品は、光学インターフェイスプレートへ接着。予備マスクは、今後の地上試験で使用される・偏光光学素子はホルダユニットへ組込み終了
・偏光素子について、ゴーストの問題は無い
6. Roman Science Investigation Team contracts ended in 2021
7.

NASA Roman サイエンスチーム公募準備が進行中
・公募案が公開された
・日本の研究者の公募への参加の準備を推奨
17・コロナグラフ技術実証・研究チーム立上げ予定（2023年初頭）

Three Opportunities
l Wide Field Instrument Science (WFS)• This opportunity provides support to prepare for and enhance thescience return of Roman that can be addressed with its Wide Field
Instrument (WFI).
• Multiple calls between now and launch (every two years)• Regular and Large categoriesl WFI Project Infrastructure Teams (PIT)• This opportunity provides sustained funding for teams to work inpartnership with the science centers to develop infrastructure neededto enable the community to pursue Roman’s ambitious science goals
in cosmology and exoplanet demographics that are part of Roman’s
mission success criteria.
• Additional science areas that require extensive and sustained
infrastructure development will also be considered.
l Coronagraph Community Participation Program (CPP)• This provides an opportunity for proposers to work with thecoronagraph instrument team to plan and execute its technology
demonstration observations.
• Multiple calls between now and launchGeneral Investigator Programl First General Investigator proposal opportunity one year
prior to launch, and annually thereafter which provides:
l funding to conduct Roman science investigations
l and/or new general astrophysics surveys
l No proprietary period for any Roman science dataschedule
Funding
opportunit
ies
SurveyDefinition
process

WFS/CPP/P
IT call

Consortia/joint
working group
kickoff

WFS/CPP
call

2023

2024

2022
Kickoff
Workshops

Community
Workshops
White Paperdeadline

FirstGeneral
Investigator
call
2025

GI-Cyc2

2026

GI-Cyc4

GI-Cyc3

2027

2028

GI-Cyc52029

Launch!
Final report

Panel deliberations &additional
information gathering

On-orbit Observation
review
Prelaunchobservationreview

l Roman progressing; remains within cost & schedule commitmentsl For more informationl https://roman.gsfc.nasa.gov/science/roses.html

Summaryl Romanは、広視野を利用した大統計量でせまる宇宙論／系外惑星の究極ミッション
l宇宙の加速膨張の起源(暗黒エネルギー/修正重力)l系外惑星の形成過程を解明
l幅広い宇宙科学(公募観測)
l系外生命探査のための技術実証
lNASAでの実機製作は順調（2026/10打上げ予定）
l新たなサイエンスチームの公募
プロジェクト移行審査 ->正式にRomanプロジェクト設置
l日本の貢献パッケージ 順調1) すばるシナジー観測
2) 地上マイクロレンズデータ提供、観測
3) コロナグラフ偏光機能の提供
4) 地上局合意
建設中
製作済み

事項化