NASA/ESAの現状と国際計画への参画/協力の枠組み

光赤天連・戦略的中型シンポジウム
2022/2/22
宇宙科学研究所
山田亨
1

JAXAミッションと国際協力
世界の潮流と JAXAミッション
米国 宇宙物理 Decadal Survey 2020 と NASA計画
欧州 ESA Voyage2050 と Cosmic Vision2

International Partnership and Collaboration
 JAXA リードのミッションへの国際協力（主に宇宙物理ミッション）
X-ray: Ginga / ASCA / Suzaku / ASTRO-H / XRISM
IR : Akari, Solar Phys: Yohko / Hinode
LiteBIRD, JASMINE
 海外リードのミッションにJAXA がメジャーな参加
Bepi Colombo[ESA, planetary], SPICA (canceled) 海外リードの大型計画に特徴やヘリテージを活かして部分参加“戦略的海外共同計画”
JUICE [ESA, planetary] Hera [ESA, planetary/exploration]/
Roman [NASA], WSO-UV [Rossia], Athena [ESA],
Dragonfly [NASA, planetary], Comet Interceptor [ESA, Planetary] PI-led Mission-of Opportunity contributions e.g., IXPE
3

SPICA中止を受けて「国際共同プロジェクトにおける概念設計_検討委員会報告書」
2021年8月
宇宙研執行部による今後の対応方針（2021年10月 2021年度第2回理学工学合同委員会資料＊）＊宇宙理学・工学メンバは、委員会資料から参照（メンバ外の方は、ご相談ください。）
4

「国際共同プロジェクトにおける概念設計_検討委員会報告書」

5.1 科学コミュニティ・提案チームに対する提言
5.2 組織論的観点
5.3 マネジメント体制の観点
5.4 技術的観点（野上さん講演）

5

JAXA科学ミッションにおける国際協力
国際協力の考え方
戦略的中型

公募型小型

戦略的海外共同(海外ミッション）
小規模計画

ミッション立案過程において、国際協力の可能性、利点、必須性、リスクを検討・評
価。ミッション立案時に国際貢献分に対する十分なリスクマージンを取ることが必要。
立案し推進するミッションについては初期段階から組織的に対応をすすめる。
300億円規模マネジメントリスクを低減し確実な実現をはかるため400億円以下。
WG、コンセプト公募提案、ミッション定義段階を通じて、提案チームの主体的な調整が必要。とくに提案時においては未確定の国際貢献分に100%リスクマージンを求める方針。プロプロジェクト候補選定審査以降に組織的な対応も行う。
150億円規模マネジメントリスクを低減し確実な実現をはかるため180億円以下。

日本の強みを生かし、国際優位性を高めると共に、開発リスクを持ち込まないようヘ
リテージのある機器又は衛星で実現できることを重視する。
プロジェクト総経費は概ね5〜15億円を想定するが、最大50億円とする。
JAXAで複数計画が併走し、年間では10億円以下程度。
宇宙科学研究所が提供できない飛翔機会を必要として国内外の飛翔体に搭載する小型衛星やサブペイロード，海外の観測ロケット・大気球，国際宇宙ステーションなどの有償の飛翔機会を利用することより優れた科学成果を期待できる研究計
画。外部資金とのマッチングファンド方式が基本。2億円/課題、数億円/年程度。 6戦略的海外共同計画

宇宙研プログラムディレクタ
理工学委員会資料(2020/5/07)

6. 戦略的海外共同計画
6.1. 戦略的海外共同計画とは海外ミッションへのマイナーパートナとしての参加や国際宇宙探査の観測機器の搭載機会等を活用するなど、多様な機会を最大に活用し、成果創出の最大化を図る枠組み。
日本の強みを生かし、国際優位性を高めると共に、開発リスクを持ち込まないようヘリテージのある機器又は衛星で実現できることを重視する。
プロジェクト総経費は概ね5〜15億円を想定するが、最大50億円とする。

7

戦略的海外共同計画

宇宙研プログラムディレクタ
理工学委員会資料(2020/5/07)

6.2. 要件
以下の要件をすべて満たすこと。
(a) 科学的意義• 日本主導のミッションでは獲得できない成果創出機会であること。
• メジャーパートナー機関から参加要請があっての参加であること。
• 日本からの参加があることで実現可能となる部分が、ミッション全体の科学的価値を高めること。
(b) 実現性• 日本担当分を実現するためのコスト、体制、スケジュールが合理的であること。
• ハードウェア提供を伴う場合には、有するヘリテージからの大きなジャンプがなく、コスト見積もり精度と開発見通しが十分に高いこと。
• 日本チームと全体ミッションチームとのコミュニケーションがスムーズにできていること。
• 輸出入管理等での問題がないことが示されていること。
(c) 日本のコミュニティにもたらされるもの• 十分に広い範囲の日本の科学者に成果創出機会をもたらすこと。
• ここに参加することが「日本の強みを伸ばす」ということに貢献し、その後の国際的優越性へとつながること、あるいは、この参加を契機として日本にとって新しく魅力的な分野が根付くことになること。
• これらのメリットが必要となるコストに見合ったものであること。
(d) ＪＡＸＡとしての意義価値• ここに参加することでJAXA宇宙科学の国際ブランドが向上すること。
(e) コスト制約• 戦略的海外共同計画全体で10億円/年を経費の制約とする。プロジェクト総経費は、概ね5〜15億円を想定するが、最大50億円とする。
8

理工学委員会
宇宙科学の将来フレームワーク検討委員会（8/3 理工学委員会資料より、プログラムディレクタからの提案）
タスク：5~10年以降における宇宙科学のフレームワークの在り方についての議論と提言。 ］
その時期にリーダーシップを発揮するはずの若手を主体に、宇宙科学の現行のバウンダ
リーコンディションを覆すことまで踏み込んだ、ミッション創出・推進の枠組みの改善・改革の提言を、実現の方策（関係部署の説得ロジックの構築）まで踏み込んで、継続的に行う。
• 位置付け：理工委の下の常設委員会とする。広い視点に立って臨機に議論と提言を 行い、提言は理工委・執行部において共有され、適宜、宇宙科学の推進方策案に反映されるものとする。
• メンバ：各期の開始時において、若手45歳以下。理学４、工学4の計８名を目安とする。任期は理工委と同一とし、年齢の条件を満たせば再任可とする。メンバは理工委構成員に限定しない。人選は理工委委員長が行う。
• アドバイザならびにオブザーバ：必要に応じ宇宙科学ミッションカテゴリ設計TF長（最初の１年ないし２年）、PD、研究総主幹、副所長、理工両委員長が加わる。背景状況等の把握のため、
メンバ、アドバイザ、オブザーバ以外の者が、参考人として会議に出席することは妨げない。適宜、アドバイザ等からメンバに宇宙科学のフレームワークならびに、本委員会での検討課題等について、
9
チュートリアルを実施する。

JAXAミッションと国際協力
世界の潮流と JAXAミッション
米国 宇宙物理 Decadal Survey 2020 と NASA計画
欧州 ESA Voyage2050 と Cosmic Vision10

宇宙物理分野の展望
日本の展望

XRISM

LiteBIRDJASMINE
HiZ-G

次期中型

長期展望

大きな世界の流れ
2021
汎用・
大型宇宙望遠鏡
広視野サーベイ
系外惑星

地上望遠鏡

JWST
(NIR/MIR)eROSITA

専用 TESS
半専用

時間変動
マルチメッセンジャ

2025

2030

2035

Athena(X-ray)Euclid2040
NASA6m(UV/Opt/IR)

Roman

PLATO
ARIEL
Roman
NASA_TD

Subaru/8-10m
ELT
ALMA
CMB_S4SKA
Rubin
LIGOs/KAGRA
IceCube Gen2

NASA6mLISA
TMT/GMT:NGVLA:
11

世界の潮流におけるJAXAミッション (1/6)
 XRISM
カロリメータによる高エネルギーX線での高エネルギー分解能観測(軌道上 Chandra/XMM/NuSTARとの相補性、Athenaへの発展性）
2020年代で唯一の天文台型X線衛星(X線観測分野では日米欧の連携、露・欧は全天サーベイ、米は偏光・時間変動、
宇宙の構造形成・化学進化、宇宙プラズマ物理の新展開(JWST/Roman/Euclid は銀河、冷たいガスを通じて宇宙構造を観測） LiteBIRD
2020年代唯一の選定された CMB スペースミッション
インフレーション： LiteBIRD (スペース、大角度スケール）、CMB Stage IV （地上）ダークエネルギー： Roman, Euclid （スペース）、すばる、Rubin など（地上） JASMINE
近赤外線での位置天文学、天の川銀河中心領域（Gaia は可視光、全天、天の川銀河のより全貌）
近赤外線でのトランジット・モニタ系外惑星観測 (TESS/PLATO は可視光、広域、大サンプル）12

世界の潮流におけるJAXAミッション (2/6)
世界の宇宙物理学（系外惑星含む）ミッション (2015~2030 打上/打上予定)
機関・国
など

超大型
(>$1B)米国
NASA

JWST (2021)/ Roman

欧州
ESA(Athena/LISA~2032-34打上）

中国

大型(概ね $500-1000M)

小型(概ね~$200M)

SPHEREx, (MIDEX)(Time Domain)

TESS (2018)
IXPE (2021)
CHEOPS (2019)

DAMPE (2018),
HXMT (2016)

インド
ロシア
日本
JAXA

開発中

中型
(概ね $200-500M)

Euclid / PLATO / ARIEL
SST-Surveyor

軌道上/実施済

QUESS (2016),
Einstein Probe
ASTROSAT (2015)

Spektr-RG (2019)
Spektr-UF(WSO-UV)XRISM
LiteBIRDJASMINE13世界の潮流におけるJAXAミッション (2/6)
世界の宇宙物理学（系外惑星含む）ミッション (2015~2030 打上/打上予定)
機関・国
など

超大型
(>$1B)米国
NASA

JWST (2021)/ RomanESA(Athena/LISA~2032-34打上）

中国

大型(概ね $500-1000M)

小型(概ね~$200M)

SPHERExTESS (2018)
IXPE (2021)
CHEOPS (2019)

DAMPE (2018),
HXMT (2016)

インド
ロシア
日本
JAXA

~半専用

中型
(概ね $200-500M)

Euclid / PLATO / ARIEL
SST-Surveyor

専用

QUESS (2016),
Einstein Probe
ASTROSAT (2015)

Spektr-RG (2019)
Spektr-UF(WSO-UV)XRISM
LiteBIRDJASMINE14世界の潮流におけるJAXAミッション (2/6)
世界の宇宙物理学（系外惑星含む）ミッション (2015~2030 打上/打上予定)
機関・国
など

超大型
(>$1B)米国
NASA

JWST (2021)/ RomanESA(Athena/LISA~2032-34打上）

中国

大型(概ね $500-1000M)

小型(概ね~$200M)

SPHERExTESS (2018)
IXPE (2021)

Euclid / PLATO / ARIEL
SST-Surveyor

日本
JAXA

公募観測主体型

中型(概ね $200-500M)

CHEOPS (2019)
DAMPE (2018),
HXMT (2016)

インド
ロシア

特化計画主体型QUESS (2016),
Einstein Probe
ASTROSAT (2015)

Spektr-RG (2019)
Spektr-UF(WSO-UV)XRISM
LiteBIRDJASMINE15

世界の潮流におけるJAXAミッション (3/6)
X線

可視・近中間赤外

宇宙のなりたちについての主要な課題

JAXA将来ミッション

宇宙のインフレーション

LiteBIRD

遠赤外

世界の将来ミッション

電波

重力波

ビッグバン理論を越えた宇宙の時空の起源
Roman Euclid

宇宙の加速膨張とダークエネルギー

宇宙の構造の形成と進化
ダークマター／大規模構造形成

XRISM

Roman Euclid WSO-UV Athena

初代星／初代銀河／初代BH

HiZ-Gundam (SPICA)JWST Roman Athena SPHEREx

銀河内部・周辺構造の形成・進化とその物理

JASMINE (SPICA)JWST WSO-UV LISA

惑星形成

(SPICA)

JWST

物質循環、固体・有機物深化

XRISM, (SPICA)JWST Athena

JASMINE

PLATO Roman

宇宙における生命の可能性
系外惑星探査JWST ARIEL Roman WSO-UV

系外惑星キャラクタリゼーション

極限物理現象の解明
SMBH・BH・中性子星合体、強重力

HiZ-Gundam

LISA IXPE

高エネルギープラズマ物理

XRISM

IXPE

Athena16

JAXAミッションと国際協力
世界の潮流と JAXAミッション
米国 宇宙物理 Decadal Survey 2020 と NASA計画
欧州 ESA Voyage2050 と Cosmic Vision17

Pathways to Discovery in Astronomy and Astrophysics for the 2020s
米国の天文・宇宙物理分野の Decadal Survey のレポートが、2021年11月4日（現地時間）公開された。
目指すべき主要科学目的として、以下の３課題が挙げられている。
［１］ Worlds and Suns in Context（ハビタブル系外惑星へのとりくみ）［２］ New Messengers and New Physiscs（地上CMB、時間変動天体（タイム・ドメイン）、重力波、高エネルギー ニュートリノ）［３］ Cosmic Ecosystem（銀河形成と進化の物理、銀河周辺ガス・銀河間ガスとの相互作用）18

提言の区分け

科学目的
最先端を切り開く計画
成立性の検討
持続的発展
基盤の充実
基本方針
19

2章

科学目的

[1] Worlds and Suns in Context

Priority Area: Pathways to Habitable
Worlds
多様な惑星系について、恒星とその活動性、
惑星形成過程、惑星の性質などを相互関係の中で理解する。
最優先課題として、地球類似型惑星の発見への挑戦は “ Are
We Alone?”という根本的な問いに答える科学目的である。今後の数十年に進めるべきは、そのような地球類似惑星のうち、最も観測可能が高いものについて、キャラクタリゼーション（大気や惑星の性質の詳細観測）および生命の兆候を調べることである。
 地上超大型望遠鏡と極限補償光学による高コントラスト観測 100億分の1の高コントラスト観測を実現するスペースの高安定・大型（紫外線/可視光/赤外線）宇宙望遠鏡
 生命が存在可能な条件を解明するため、様々なタイプの恒星の活動性を明らかにする高空間分解能・高エネルギー分解能を持つX線宇宙望遠鏡
 惑星形成、進化、大気についての理論・実験的研究

20

[2] NEW MESSENGERS AND NEW PHYSICS

Priority Area: New Windows on the Dynamic Universe
電磁波、重力波、ニュートリノ、高エネルギー
宇宙線など様々なメッセンジャーによる相補的な知見に基づく、中性子星、白色矮星、BH衝突、恒星の爆発などの研究
 多波長をカバーしてトランジエント現象の光度・スペクトルの変動を調べる地上および衛星の中型・小型計画
 重力波で検出される中性子星合体現象のの対応天体を
詳細に観測する地上超大型およにスペース大型（紫外/可視光/近赤外）望遠鏡
 中性子星やBH、およびその合体現象からの相対論的ジェットを検出する強力な次世代電波干渉計
 インフレーションで生じる原始重力波の痕跡を探す次世代のCMB偏光観測望遠鏡
 現在の地上重力波実験のアップグレードと次世代のための技術開発
 高エネルギーニュートリノ実験の高感度・高解像度化
 高密度天体の合体による重力波観測からの信号を数値的に理解し解釈するための理論やソフトウェアの開発

21

[3] Cosmic Ecosystems

Priority Area: Unveiling the Drivers of Galaxy Growth
様々な時間および空間スケールにわたる銀河形成と銀河における星・惑星形
成の過程を理解する。
 初期の宇宙の静止系紫外線の波長域の放射・吸収を観測する地上20-40m望遠鏡。銀河周囲のガスの化学組成、温度、密度、運動の測定。
 同じ初期の宇宙の分子ガス分布を求め、銀河周囲の冷たいガスや、銀河のAGNへ供給されるガスの分布や運動を調べる次世代VLA電波望遠鏡
 より近傍の宇宙で銀河形成進化の物理を詳細に調べる
スペースの次世代大型（紫外線/可視光/赤外線）望遠鏡
 上の計画と相補的に高空間分解能、高波長分解能でダストに包まれたBH形成やガスの流出を調べるための遠赤外線およびX線の計画
 新たな観測と結びつき銀河形成を理解する理論的発展

22読み解く①
 単純にコストの大きさで分けるのではなく、「機能」で分類
 NASA, NSF の予算プロファイルの不定性も認識し、最先端の大型プログラムの実施を提言すると共に、持続発展可能なバランスも重視することを、あわせて提言。
 とくにスペースの大型プログラムについては、どのようにして全波長的にミッションを実現するかが大きな課題。
Great Observatories (Hubble/Chandra/Spitzer/Compton)を成功例に、multi-decadal なアプローチを提唱。
挑戦的大型ミッションでは、Decadal Survey 提言を踏まえつつより大きな早期段階の投資によりミッションコンセプトと技術的成立性を同時に成熟させ、また、チェックと軌道修正の仕組みを持つことが必要。
23

NASA Large Mission Study Report（2020）
https://science.nasa.gov/science-red/s3fspublic/atoms/files/SMD_LMS_eBook_report2.pdf

24

Recommended Program (科学計画の推薦）
スペース計画：

 Implementing the Next Great Observatories：
 Great Observatories Mission and Technology Maturation Program
Great Observatories を目指して、成立性を担保する検討を実施すること自体を答申。
この対象として まず検討を実施するのが、次の IR/I/UV 6m off-axis 宇宙望遠鏡ミッションでまず、6年間で～$800M を想定。Maturation Program自体はさらに継続してゆく。

 Large (~6 m aperture) infrared/optical/ultraviolet (IR/O/UV) spacetelescope
最優先課題として、[口径6m程度の紫外線・可視光・近赤外線ミッション ($11b)］の検討を行うことを提言。2030年までに見極めて、2040年代前半に打ち上げを目指す。
ハビタブル惑星直接観測と革新的天文観測が主要課題。IRは近赤外線を指す。
つづいて検討する課題として X線 ・遠赤外（それぞれ、$3-5B)で、 Great Observatories を目指す）
妥当なコスト範囲 (~$10B程度と思われる）かつ、十分な数(~25個)のハビタブル地球の直接観測が可能、かつ、様々な天文課題で革新的であることから、口径6mの off-axis 望遠鏡案を答申。
Matuarition Program 検討を～５-6年程度行って、見極めがついてはじめて「実施」に進める、という提言。
25

Sustaining and Balancing the Science Time domain and multi-messenger follow-up program

時間変動現象と、（重力波、ニュートリノ天体のフォローアップなど）マルチメッ センジャー観測を実現する小型～中型ミッションの実施を提言。

 Astrophysics Probe-Mission Program

コストキャップ $1.5B の（フラッグシップとエクスプローラのギャップを埋める）ミッション 枠。
１０年に1機程度を提言。最初に推薦する優先度の高いものとして、- SPICA のギャップをうめる遠赤外線ミッション- Athena と相補的なX線ミッションを答申。1機目は、Strategic UV/O/IR のミッション検討開始後、（その検討がすすむ）～５年後から技術およびミッション成熟検討を進めて 2030年代に実現を目指す。 2機目は2040年代。

地上大型計画 New Large Facilities

 The US Extremely Large Telescope Program

地上望遠鏡計画として、TMTを含むUS-ELTプログラムが最優先計画として位置づけられた。
課題はコストで、NSFに2023年を目処に外部評価を実施し投資規模を決定することを推奨。

 The Cosmic Microwave Background Stage 4 Observatory
 The Next Generation Very Large array

重要性、必須性を評価するが、まずは計画検討、プロトタイプアンテナの試作などをすすめることを提言。
26

Technology Foundations and Small and Medium Scale Sustaining Programs
6.1 THE TECHNOLOGY FOUNDATIONS
6.2 SMALL AND MEDIUM-SCALE PROGRAMS

オープンな競争的。$数M ~ $300M
Balloon
能力と頻度について需要やペイロードへの投資に見合うものかを評価する外部レビューを行い、より最適化を提言。参入バリアを下げることを提唱。
Sounding Rockets
必要な機会で、継続すべし。
Explorer2010 Decadal Report で指摘されたレベルでの実施を維持し、今後も継続することを提言
Pioneer Program2020
初めて sub-orbital class をリードする人材への投資。$20M。
Explorer クラスのリーダーへの発展を期待
27

読み解く②
 最優先大型計画はハビタブル地球類似惑星の直接観測と革新的な天文観測を可能とする大型（紫外線/可視光/近赤外）宇宙望遠鏡。
2040年代前半の打上、＄11Bを想定。
 大型計画は、10年スケールを越えるので、その実施は、pan-decadal 的にすすめる必要があると認識 この時点で「名前のついた計画」として推薦するのではなく、優先して検討すべきミッションのコンセプトは提言するが、技術およびミッション成熟のための検討を（相当なコストを割り当て）実施する。
 ～6年程度の検討 (~$800M想定) のあと、実施段階 (Phase A～) に入ってゆく。
この検討段階で、技術成熟度についてTRL=6 を求める。
 優先課題として「ハビタブル地球類似惑星」の直接観測を考えるため、望遠鏡の基本的なアーキテクチャが決まり（口径6ｍ以上）、そのための最低コスト評価が想定される。ただし、LUVOIR/HabExなどNASAの大型計画概念検討の自己コスト評価に対しては、Decadal の独立評価は60-70%高額。

28

読み解く③
 ORIGINS（遠赤外）、Lynx（X線）のStrategic mission の検討に対しては、将来的に多波長の天文台群を実現する Great Observatories 方式を提言。
 遠赤外、X線の Strategic ミッションは、「ハビタブル地球類似惑星を一定数観測」という要請はないので、よりスケーラブルで、概念検討の提案(~$8-10B)より小規模の、それぞれ＄3－5Bでの実施を提言。
 ギャップを埋めるため、Probe Class では、「X線」「遠赤外」ミッションを提言。
$1.5B コストキャップで、2030年代に1機、2040年代に1機を目指す。
 ビデオ配信のデブリーフィングでは、SPICAの経緯を受けて，Probe に
FIR の優先を提言したことを明言した。

29

6ｍ off-axis 紫外/可視/赤外望遠鏡とハビタブル地球類似惑星の観測観測できる
ハビタブル地球類似惑星の期待値

25個以上のハビタブル地球類似惑星の
観測を要請

分割鏡
Off-axis
単一鏡Off-axis

分割鏡
On-axis Off-axis 6m望遠鏡

望遠鏡の主鏡口径(内接半径）30期待されるタイムライン。左端が観測開始またはプログラム開始。

31

7.2 BUDGETARY GUIDANCE FOR NEW PROGRAMS AND PROJECTSFY2021-2025 予算要求案
FY2025 で $1900M
FY2026-2040 予算外挿 毎年2％筒の増加 FY2040 で $2500M
最も楽観的なシナリオ（青線）だが、本レポートではこれをガイドラインとして採用。

本ASTRO2020での提言プログラムの
コストプロファイル。
これに概ね～＄1Bが既存の計画分として
加わる。

32

5.タイムラインのおおまかな比較
Decadal
Space

XRISM

JAXA

JASMINE
LiteBIRD
HiZ-G

戦略的海外共同が加わります。
戦略的中型3号機？？

国際超大型協力？？

33

34

JAXAミッションと国際協力
世界の潮流と JAXAミッション
米国 宇宙物理 Decadal Survey 2020 と NASA計画
欧州 ESA Voyage2050 と Cosmic Vision
35

ESA Voyage2050
Athena, LISA 以降の Large-Class 基軸となる計画策定
・Whitepapers https://www.cosmos.esa.int/web/voyage-2050/white-papers
・10/29-31 Voyage2050Workshop (Madrid)https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Scien
ce/Voyage_2050_sets_sail_ESA_chooses_future_scienc
e_mission_themes37

Moons of the giant planets

38

From temperate exoplanets to the Milky Way

39

New physical probes of the early Universe40世界の潮流におけるJAXAミッション (4/6)
世界の宇宙物理学（系外惑星含む）ミッション (2015~2030 打上/打上予定, 2030年代以降の展望)
機関・国
など

超大型
(>$1B)米国
NASA

JWST (2021)/ Roman
6m [UV/Opt/NIR]
FIR/X-ray Probe

ESA

Athena/LISA
CV-L4/L5

中国

大型(概ね $500-1000M)

中型(概ね $200-500M)

小型(概ね~$200M)

SPHEREx, (MIDEX)TESS (2018)
IXPE (2021)

Euclid / PLATO / ARIEL
CV-M7/M#
SST-Surveyor

CHEOPS (2019)
DAMPE (2018),
HXMT (2016)

インド
ロシア
日本
JAXA

QUESS (2016),
Einstein Probe
ASTROSAT (2015)

Spektr-RG (2019)
Spektr-UV(WSO-UV)XRISM
LiteBIRDJASMINE41
M5(HiZ-GUNDAM/SILVIA)

世界の潮流におけるJAXAミッション (5/6)
波長
軌道上mm/submm波

遠赤外

中間赤外 近赤外

JWST
開発中

将来
20-40年代
JAXA
開発中

JAXA WG（含申請中）FIR Probe
LiteBIRD

可視光

紫外線

HubbleGaia
TESS
Cheops

Euclid
Roman
PLATO
ARIEL
SPHEREx

GREX-PLUS

硬X線

ChandraXMM

WSO-UV“6m-UV/Opt/NIR”

JASMINE
HiZ-Gundam

軟X線

LAPYUTA

NuStarSpektra-RG
IXPE

ガンマ線
Swift
Fermi
Sp-RG

AthenaTime Domain
X-ray ProbeXRISM
HiZ-Gundam

FORCE
42
PhoENiX

43国際協力の機会
直近の海外ミッションへの参加の機会
 NASA Probe Class ESA Cosmic Vision M-Class (M7) / F-Class 公募
機会

JAXAの枠組み

NASA Probe

戦略的海外共同

ESA CV-M7

戦略的海外共同

候補ミッション（光赤外）

タイムライン
2030年早期に打上
公募:2023年1月予定

2030年代半ば？
公募:Phase I 2022年2月
PhaseII
44

3．計画規模の比較
NASA 区分

Decadal 区分

コスト規模

大型ミッションコンセプト・
技術成熟

実現性の向上、リスク低減～6年 $800M

Strategic 最優先UV/O/IR$11B

Strategic X線・FIR

最先端をきりひ
らく

Probe

継続的発展

$1.5B/10年に1機

JAXAでの相当の
規模/区分

JAXAコスト規
模

フロントローディング～10億円/年$3-5B

Explorer MIDEX$250300M+launch/
2-3年毎に実施

戦略的中型

400億円
~$1B/10年

Explorer$150M+launch/
2-3年毎に実施

公募型小型

180億円
~$0.8B/10年

SMEX

45

目指す科学目的の共通性、相補性

項目だけの、ちょっと粗い比較です。

主要科学目的NASA ミッション

NASAミッションの目標

関連する
JAXA計画・検討

JAXAミッションの目標

Worlds and Sunsin Context

・大型UV/O/IR
・大型X
・地上超大型

ハビタブル地球類似
惑星の直接観測

EXO-JASMINE

低温星のハビタブル
地球型型惑星検出

NEW
MESSENGERS
AND NEWPHYSICS・Time Domain
・大型UV/O/IR
・地上マルチメッ
センジャー
・地上CMBーS4

トランジエント天体

HiZ-GUNDAM

初期GRBと再電離、
キロノヴァ

偏光BモードLiteBIRD

CMB偏光Bモード

CosmicEcosystem

・大型UV/O/IR
・大型FIR
・大型X
・Probe遠赤外・ProbeX線

銀河・BHの成長と銀 XRISM
河周辺ガス・銀河間 SPICA（中止）
JASMINE
ガス
惑星形成

FORCE（WG)
LAPYUTA(WG)
GREX-PLUS（WG
申請中）

銀河団構造
銀河・惑星形成
BH形成
物質進化
隠されたBH
紫外線観測
初代銀河、惑星形成、
近赤外広視野46

目指す科学目的の共通性、相補性
JAXA目標宇宙の時空の起源
・LiteBIRD
・原始重力波直接観測

宇宙の構造形成・XRISM
・JASMINE・HiZ-GUNDAM
・FORCE (WG)
・LAPYUTA (WG)
・GREX-PLUS（WG申請中）
・Super-DIOS（計画検討中）

項目だけの、ちょっと粗い比較です。

US Decadal で示された関連する科学目的
NEW MESSENGERS AND NEW PHYSICSCOSMIC ECOSYSTEM

地球型ハビタブル太陽系外惑星の Worlds and Suns in Context
性質と生命の可能性
・EXO-JASMINE
・国際超大型ミッションへの参加
・JAXAリード系外惑星ミッション47

宇宙物理学研究系と現在のコミュニティに「期待する」ファンクション(例）ISAS 理学研究系

・科学ミッションの立案
・ミッション実施チーム母体
・ミッション科学機器システム開発
・要素機器開発、コア技術基礎開発
・立案～ミッション定義までのマネジメント
・成果創出、人材育成

ISAS 工学研究系、グループ

・宇宙機システム技術、要素システム技術

JAXA研開部門

・要素技術開発、要素システム開発

JAXAプロジェクト・一般職
・マネジメント・システムズエンジニアリング

大学

北大、東北大、東大、首都大、東京理科大、
早稲田大、立教大、名古屋大、金沢大、大阪大、大阪府大、京都大、宮崎大、、、
・基礎技術開発
・要素機器開発、ミッション機器機能・科学ミッションの立案
・ミッション成果創出

国立天文台
・宇宙望遠鏡システム
・要素機器開発・データマネジメント
KEK
・大型実験システム技術
・要素機器開発
東大カブリIPMU・サイエンスデータ解析システム
・要素機器開発
理研
・要素機器開発・相補的な宇宙科学計画立案
産総研、通総研、核融合研、アストロバイオロジーセンター
・基礎技術開発
・技術応用
大学連携拠点・要素技術開発、応用、データマネジメントなど

BEYOND 2030

現在から進める計画
宇宙基礎物理学分野の開拓

宇宙物理学分野の発展

LiteBIRD（中型）インフレーションの証拠
原始重力波の間接検出

SILVIA計画 （小型）
フォーメーションフライト
LISA宇宙重力波実験

XRISM （中型）
高温プラズマのX線精密観測
SPICA計画（検討中止）
大型冷却赤外望遠鏡衛星
銀河形成・惑星形成・星間物質循環
JASMINE （小型）
赤外線位置天文学・銀河系構造・系外惑星
HiZ-GUNDMA （小型）
宇宙初期のガンマ線バースト

2030’s の宇宙基礎物理学
スペース重力波実験
原始重力波の直接観測、など。

2030’s に向けての宇宙物理学の発展
日本の挑む中心課題は？
・ポスト XRISM/SPICA 戦略的中型・多様な小型尖鋭的ミッション

Roman宇宙望遠鏡（宇宙論、系外惑星、近赤外広視野）［戦略海外］
Athena 望遠鏡（大型X線天文台）

スペース系外惑星観測への挑戦JASMINE（小型）低温星トランジット・ハビタブル地球型探査
Roman宇宙望遠鏡 マイクロレンズ、高コントラスト
WSO-UV衛星 紫外線トランジット、地球型惑星上層大気
ARIEL衛星 系外惑星トランジット分光

2030’s のスペース系外惑星
国際超大型ミッション？
JAXAリードミッション？
49

宇宙物理分野の展望（たたき台）
・冷凍機熱制御技術
・軽量高機能観測技術
・深宇宙輸送ネットワーク（SE-L2軌道の活用）

宇宙の始まり構造形成
銀河・巨大BHの誕生と進化
インフレーション
痕跡

銀河団

原始重力波
直接検出

初代星GRB

次期中型？
（2030’s 前半）

星・惑星形成元素生成・物質循環
固体生成

長期展望
2030’s前半の中型の可能性
太陽系科学
太陽系の理解宇宙の惑星系（系外惑星系・太陽系）生命の可能性

重元素スペクトル・フォーメーション
フライト技術

中性子星合体GRB

JAXA
系外惑星
ミッション

超大型
地球類似惑星直接観測50