2021年度光学赤外線天文連絡会シンポジウム「国際大型計画との関わり方を考える」
セッション2: 現在進行中の国際計画

SOLAR-C (EUVST)：国際プロジェクトとしての立ち上げ

2021年9月7日

清水 敏文
JAXA宇宙科学研究所(ISAS/JAXA)

Solar-C(EUVST)YdYgG=BQ~ŀMk_ť
2021年度光学赤外線天文連絡会シンポジウム

1

内容
プロジェクトの立案段階、実現段階、運用段階で行なわれてきたこと、問題となったことと克服の仕方、そしてコミュニティーの役割と期待することをレビュー¡ Solar-C (EUVST)について¡ 立案段階¡ ËÍU|SOLAR-C¡ aj||"á(EUVST)¢·2021年度光学赤外線天文連絡会シンポジウム.: NGSPM-SOTÃi, Solar-C2

高感度太陽紫外線分光観測衛星
SOLAR-C (EUVST)とは2021年度光学赤外線天文連絡会シンポジウム

3ミッションの意義・研究状況¡ I@;LPåÍÝ¡ 1) ²´#­y#ŲČYcI]z362) ¬Ũ­y#¤Ĕ1Ëé#ÇŬ8
+ 5$ ů8Ùă5^NFbi
¡ V&ÏÒÅÂ¡ 6,$¬ŨŅč#21) ¬ŨYcI]«ā%µ¿ě"Î(ŲČDgSÆÎ¬ŨŰ$ĉ6) ĤĚě"Î(Wf9ĨĐĚě>UeAkņß)ûÎ2) «ā)$>UeAk $ņßjď()$ÖĹ 8è3 #
¡ $Ö5Ĺŕ5tį-1$ķë#5§ğđĕşĢ%Œ$,,,4
XcNB[NBH5

Sun

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Earth4ミッションの科学目的
XcNB[NBH"”đĕşĢ’’$ĕņ#%>UeAkć ņß$Ŧ>UeAk1đ
Ŕ!$2 #Řś6,ņß$ē©8× yŕ 5 8ŋã5 ¡ Ĝěųŷ¬Ũ«āj¬ŨŰ$ÆÎ8¡ ĜěŴŷ¬Ũ«ān³µWf9jA) ナノフレアのコロナ加熱への寄与を定量化

YcI] 8ÄŕđĕşĢ8ņè5B) 波による散逸のコロナ加熱への寄与を定量化

A), C) 磁気リコネクション機構の高速化の理解

C) 彩層微細構造(スピキュール)の形成機構とコロナ加熱への寄与を定量化

B), D) フレアや噴出に至るエネルギー蓄積とトリガーの理解º§ğđĕşĢ8ņè5D) 太陽風の流源と加速機構の理解

-0).

B)

A)
1'+&(/3,2$*1%4
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C)

5ミッションの優位性・独自性
温度 vs. 観測できる空間スケール

ĜěŠÎ#%wm$3$łĬ8ê#¶ē5oĘ$EUVïšŤîA) 3桁以上の温度帯域 (彩層(2万度)からコロナ(100-7倍の空間分解能1500万度))にわたる太陽大気の全温度層を同時に隙間なく観測できる能力

DiscoverySpaceB) 10-30倍の感度向上して、観測する現象に高空間・時間分解能で追随できる能力 (0.4”, <1s)C) 基礎物理過程を診断できる分光情報(速度, 温度, 密度等)を獲得できる能力
有効面積 vs. 観測波長#"!EIS"10 "

分光観測できる輝線 vs. 温度
SoHO/SUMER"
30 " (b)#"!EIS

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6ミッション構成概要¡

小型衛星バス上に、極端紫外線高感度分光望遠鏡 EUVST (EUV high-throughput
Spectroscopic Telescope)を搭載し、イプシロンSロケットにより太陽同期極軌道(高度600km以上)に投入する。

¡EUVSTは、日本が主導して国際協力により世界一丸となって実現させるものであり、日本は、EUVST全体構造(鏡筒)と主鏡機構(口径28cm指向駆動可能な単鏡)および衛星バス等を担当。EUVSTの分光器コンポーネントは、国際協力により米国・欧州諸国から提供。

主な観測性能計測温度範囲:分光 - 2万~1500万度の全温度層を隙間なくカバー(波長: 17-21.5, 46-122nm)画像 – 6000-1万度(波長: 280-285nm)
空間分解能: 0.4”
時間分解能: 0.5s (最短)
ドップラー速度精度: 2 km/s
観測視野: 300”x280”

2021年度光学赤外線天文連絡会シンポジウム   #!

 "  $% "

7

JAXA主導の国際ミッション¡ EUVST¨²'-TÊÏÒßf°2020X®_`Ç# êÄèÜNGSPM-SOT¢ë($) NASA/ESA/JAXAd0
JAXA `/Solar-Cð¥ ö(¡ NASAĉ HeliophysicseüMoOajÔQÁ

ā?6P=O8;LPSolar-C"ØxóÆ¢·2 (ĈZ1Z)»¸í
\¹(2019.10-2020.9)Û´202012¯®Ùù  2açPhase B¸í2ÿ¡ ¿ĉD5A, FMP<, 5>N3<5<½ĀISASH/WÿÌĀ/mhçª¬×2Ìd(2020.7-10)ÿÌÎâxîìÃimhESAlgfundingÐ]
ð¥U(Çz)ESAâxSĆ~rX­·*u)ESA,/óÆ ( s¼{R¤£Õ)Çt ajÌdð¥2²¶k/

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8

日本(JAXA)におけるミッション立上げ状況
2018.07ÀÎ29ÁÃ¥»¥ňėj²´Ġ±^NFbiDiJYQÛ÷#
²´Ġ±ĝģÐ ²´ĕ±°xj²´¾±°x#25Ġ±·öİôHiZGUNDAM#Ţµ69;P9¶ēŜYgJH (Pre-Phase A1b)#Ş.

2018.12¢ŪĠ±·ö$¶æ¢Ūě#^NFbiÌĴ"!ŲŌ|2019.03

YdYgG=BQ~ŀŢµ·ö ·^NFbiµĴĀũ(PrePhase A2) )$ġļĸ ã6ġļ

2020.1

çò±Ľxœ]HKkYci2020 ±Ľ«¥ĝģňėNo.89 Úŗ

2019.122020.02

Solar-C_EUVSTDHQŌ|»°x(ħŵĶŌ|) #25DHQŌ|2020.04

ISAS%Solar-C(EUVST)8¥»¥Ŷý ^NFbiŢµ2020.05àÂ²´Ġ±jÙö»°x#¨6²´§òňė¾Ģľ#Úŗ

2021 ē£sŭ8ĜÕJAXA 3FY2022úĪłăp
MDR/YdYg (Á, ŏâp)¥»¥Ŷý YdYgG=BQ~ŀL<iJfBFbi·ö8·øŉŠÎĒą$Ğōļ76ēêĎ# 5L<iJfBFbi~ŀ ®Å5 İŐ65

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9国際協力体制の構築
JAXA
フェーズ定義ミッション探求フェーズ
Mission exploring phase

ミッション定義フェーズ
Mission defining phase

アイデア実現加速プロセス
アイデア創出プロセス
Idea implementation
Idea creation processprocess

Pre-Phase A1b

Pre-Phase A1a

宇宙理工学委員会ワーキンググループ
WG under Advisory Committees for Space
Science and Engineering

Phase A2

Phase B

プリプロ候補チーム（所内準備チーム）
Pre-project candidate team
(ISAS reserve team)

プリプロチーム
Pre-project team

MDR

SRR

プロジェクト
準備審査
Project readiness review

製作・試験
運用
詳細設計
Detailed design Fabrication/Verification Operation
Phase C

Phase E

Phase D

* For S/C system. The S/C system starts the bus
design with robust detailed inputs from the mission.
プロジェクトチーム
Project team

RFP
SDR
PDR
Contractor
selection
プロジェクト
移行審査
Project transition review

概 算 要 求 (対 JAXA, 対 政 府 ) 調 整

正 式 レ タ ー 発 出 を 伴 う 参 加 確 認 (対 海 外 宇 宙 機 関 )2020.9

ESA:参加への動き

欧州: 参加
表明レター

海外:
本気な調整

R&D検討

欧州:提案認識レター (更新)欧州:各国科学界からの接触

海外機関参加最終リミット

報告書提出

Phase A検討
(9か月)

2019.9

最終選定 2020.12

2020.4打上げ 2026.12

ミッション
最終選定
Phase A 選 定

2018.112021年度光学赤外線天文連絡会シンポジウム

Phase A1

※ Mission: Substantial
studies corresponding toPhase-A

2019.3

提案書提出

2018.4ÿ½ő¢

2018.122018.7
Partner Mission of

2018.1 Opportunity AO

NASA

基本設計
Basic design※ Mission: Studies substantiallycorresponding to Phase-B can becarried out in Japan.

国際審査

候補選定

提案

2017.7

提言
答申(報告書)2016.6

コミュニティ意見聴
取 (White paper募集)

設置

戦略的中型SOLAR-C国際連携失敗

国際NGSPM-SOT
検討

計画決定
Planning decision

Pre-Phase A2

宇宙研の科学審査
プリプロジェクト ダウンセレクト（理工学委員会選定審査） 候補選定審査
前確認会
ISAS science review
Pre-project candidate Down selection(ACSSE selection review)
review
selection review

2020年代太陽観測の優先度・実施方法検討

概念設計
Conceptual design

Ċª¢vľĶ ŝÝ²´ýŧ ŏâĊªdHB#¸Ê

102018年(コンセプト提案採択)から12年遡る

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11

SOLAR-B(ひので)と太陽将来計画WG¡ SOLAR-B Òl¡3E;>iH¹óňė$œŐ¯,52006.3頃から太陽将来計画WG (コミュニティレベル) による活発な検討活動¡

SOLAR-Bの次に目指すサイエンスは何か？

¡

各機関・グループの将来計画は何か？ (NAOJ, 京大天文台, 名大STE研、情報通信研、数値研究)¡

2006.6 第1回太陽将来計画WSを開催し、その後2007.10 第3回太陽将来計画WSまで¡

太陽分野全体にわたる話題 (地上、宇宙、野辺山ヘリオグ将来、数値理論、太陽以外との連携)を継続的に議論¡ '$(SOLAR-B)%2006Á9í23ç#Òl36
¡0.2”の光球面磁場や撮像動画などから、サイエンス推進¡ þð¬ŨHZkH^NFbiSOLAR-Cøŉx¡

2007/7から、極域観測ミッション、太陽同期軌道ミッション(ひので-II)についてサイエンス目標の具体化、技術的観点も考慮した観測装置などを検討¡ 2007.12 ISAS²´ĕ±°x#SOLAR-Chk@iCCekY$ŊĥÛ÷¡

国際協力対応型WGとして設立¡

主査: 常田佐久、主査補佐: 坂尾太郎、清水敏文、渡邊鉄哉

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12２案並行検討の時代¡ YciA: ñŖ$¬Ũù¦Ùö¡

黄道面(目標60度)を離れ未踏の太陽極域の太陽内部診断と太陽ダイナモ機構の解明¡ YciB: ŲņĸŅč$Śă: Þ¡3)jń 3ĭªĲ)

大型望遠鏡で、ひので望遠鏡の分光能力の大幅向上により、彩層を中心とした光球-コロナシステムの観測と彩層コロナ加熱機構の解明¡ 2015Á2íÒlłăH-IIA#25Òl [Ïęěp¥]2021年度光学赤外線天文連絡会シンポジウム

132008年頃: 世界の計画とSOLAR-C
2010

2020

Solar maximum

CY
Solar maximum

HINODESOLAR-C

Plan A 2015 Feb. Orbit trans

ATST（NSF)
SDO（NASA)

2026-27

Plan B 2015 Feb.

2014

2021

2008 Dec 08.

2010
Solar Orbiter（ESA&NASA)2015 May2019▲
2018 summer 2021 summer
reach obs-deck Helio-lat. 15 degree2022-23
Helio-lat. 35degree

Note58Plan A orbit trans. period not accurate, being studied.
Note68NASA decadal plan beyond SDO not available.
Note78ESA SOLAR ORBITER reach 0.22AU on summer of 2018.
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14コミュニティにおける国際協力の立ち上げ
Space Science & solar system exploration
meeting between NASA and JAXA@ISAS/JAXA

Solar Physics session: Hinode, Solar-C, discussions

2007/12/17-18

Solar-C Science Definition Meeting (1)@ISAS/JAXA• Distinguished scientists 19 from US, 11 from Europe• Significant scientific attractiveness.

2008/11/18-21

2008/1/30-2/1
Hinode/Solar-C/Solar Orbiter meeting@Max-Plank太陽圏研究所• 協力可能性、意見交換 [WG]

è 4 international sub-WGs in SOLAR-C WG established

to identify top-level solar physics & instrumentation in the next decade.
23 sub-WG members from U.S., 11 from Europe, 24 from Japan.

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15

国際協力の枠組み構築の模索 (2009-)
Solar-C meeting JAXA/ISAS-NASA@NASA HQ
•会議後Joint statementをNASAが作成。SOLAR-CへのNASA参加可能性に関して初期議論を開始したという趣旨。可能性を探る動きがあるという外部へのメッセージ。

Solar-C Science Definition Meeting (3)@Palermo, Italy
コミュニティへの計画や状況説明

2009/102010/102010/32010/3 Solar-C Science Definition Meeting (2)@ISAS/JAXA• NASA-JAXA Joint Solar-C Science Assessment
Committee (JSSAC)設立•主目的: 科学目標の文書化、JAXA/NASA優先度と如何に協調するかの評価、Decadal Survey結果にNASA対応加速

JSSAC活動 2010/10-2011/2
報告書をNASAに提出
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16日本としてプランBを選定 (2011/3)¡ Sub-WGĈ (2-5¢Ūsub-WG)
1.

Plan A: Engineering Investigation of Plan-A spacecraft

2.

Plan A: Helioseismology & Solar Dynamo

3.

Plan B: Measurement of chromospheric magnetic
fields4.

Plan B: UV/EUV High-Throughput Spectroscopy

5.

Plan B: Next Generation X-ray Telescope¡ Sub-WGĈ#§øŉİô8, /Interim Report8ľçò Plan B#SOLAR-C8ı5 8ľè

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17

US HELIOPHYSICS DECADAL SURVEY(2013~ 10 YEARS)¡ 2010/7 Decadal study-Request for Information (RFI) from community¡ SOLAR-C$White PapersÛ (ī¢D^aTO:vľ: qĻĶ)¡ 2012/8 National Research Council

Heliophysics Decadal Survey2aç

The Solar-C mission is an example of a future opportunity
for the United States to provide instrumentation to a major
foreign mission and in so doing to obtain high science returnfor relatively low cost.

2012/4 NASA/HQ
1. Solar atmosphere/origins of space weathersìdecadal E;>iH"3SOLAR-CUS$Ĝě8ŠÎ5 8ĸ 5 8ŏâ
ĸ#"5%…
Strategic partnership > 200M$ collaboration
2. YgJH Explorers, Missions of Opportunity
2012/11 NASA a WG chair 3MoOĨ}Ş$/#NASA)fKkĚ
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18

ESAへの多様なアプローチ¡ ¿µÚ': êÄèÜqx½Āæ«ESA¡ 2010 Cosmic Vision M2 (2022R½[)aj¡ Ċªqº$^NFbi)$¡ ŅčĿĳ “LEMUR”$Û÷ by ÿ½ĝģĶpÈ

with UV/EUV High-Throughput Spectroscopy
sub-WG (chair: Shimizu) in SOLAR-C WG※ē£$EUVSTūÆ¡ 2014 Cosmic Vision M4 aj½[¡ EPIC (European Participation in Solar-C)Û÷SPICA05 042015/6#nØÔ¡ LL) ajWÚ'U3½ĀÀð2r1/q100^bYR$%Spà¡ 2015 ISASË|U|ajùÞ®_`Èw[-¡ã0 ¿xĂlgSĆ-WGc¸í2021年度光学赤外線天文連絡会シンポジウム

19

U.S. DECADAL SURVEYS
LESSONS LEARNED(2015Ìä}v¬)

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20

困った、コミュニティとして、新たな戦略へ¡ ËÍU|SOLAR-C: ¾½[yc³¡ ŵ$ïšŤ(XĲ/EUV/ń)8Üŗ,,$¼ţ

¡ 9IKEB4,.½[|æ«Õ,/úeÍìÉ§pà*Þ

2021年度光学赤外線天文連絡会シンポジウム

21コミュニティ(太陽研連)の議論で優先度付け¡ 2015/12/15 ĺÑ¹óňėWSŸ«ċĂ 3$
D`iQHc;R¡ 2016/2 ~ 2017/7 4¡$¬ŨĝŝFi\ĨŁá$÷# $øŉ1œŐ8
Ş/”NGSPM-SOT¨”0ĵÍ$lD^aTO: ÷$ı4ř-8ļìĮě#¥»¥Solar-C_EUVST÷#Ã8Ŋµ

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22NEXT GENERATION SOLAR PHYSICS MISSION –SCIENCE OBJECTIVES TEAM (NGSPM-SOT)¡ A study team was formed as a means of improving international

coordination in solar physics, and developing a multilateral solar
physics mission concept for the next decade.
¡ Motivated by the Solar-C situation happened in 2015.

• This advisory team (14 selected scientists, chair: Shimizu) waschartered by NASA, ISAS/JAXA, and ESA in June 2016.
• Developed and documented scientific objectives and priorities
for an NGSPM concept• within the resources and framework by the agencies.
• with community inputs, via white papers• The NGSPM-SOT final report was delivered to the agencies
in July 2017.
http://hinode.nao.ac.jp/SOLAR-C/SOLAR-C/Documents/NGSPM_report_170731.pdf
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23次世代太陽ミッション(NGSPM)提言 (2017)¡ Next Generation Solar Physics Mission (NGSPM) – Science Objectives Team (çīÿ3ŢÓ6ĝģĶ14$øŉMk_) 2020Áv$*¬ŨĝģŎůjŅčĿĳj¶æåĆ8øŉÛŇ8JAXA/NASA/ESA#2017Á#ĩĖ

Ġ±Ŏů$uNGSPMÛŇ:Ã$Ų ūÆ$ŅčĿĳ
0.3” coronal/TR spectrograph (T-9)① 2020年中盤以降にJAXA戦略的中型ミッションとして実現させる② 2020年中盤に小型・中型ミッションのconstellation (群れ)で実現させる
公募型小型として Solar-C (EUVST)

外部大気に渡る隙間ない温度プラズマ診断

 0.2”-0.6” coronal imager (T-7)

NASA MiDEX ミッション等に期待超高解像度のコロナ撮像

 0.1” – 0.3” chromospheric imager
and magnetograph (T-4)
0.1” photospheric magnetograph (T-1)
0.1” chromospheric spectrograph (T-5)
彩層の磁場・速度場2021年度光学赤外線天文連絡会シンポジウム

偏光分光観測の実証:
CLASP1/2 (UV), 大気球 Sunrise-3(1m)

地上大型望遠鏡 DKIST(4m)との協働
à 1m級宇宙望遠鏡は2030年代への検討事項
24

NGSPM提言の後¡ çò(ī¢$Ħrýx#NGSPM-SOT

ÛŇ#ĄÛ÷"65 (Constellation)
¡JAXA Solar-C WG: 公募型小型Solar-C (EUVST)¡

NASA公募機会: MUSE (SMEX, MiDdX)など¡ ²´ýŧ$Ê{¡& NASA/HQ

競争機会の結果動向を注視しつつ、一方で、
NGSPM-SOT提言の実現、特に, 1m径望遠鏡の実現手段方法、を考察

Triennial Earth-Sun Summit (20-24 May 2018,Leesberg,VA )でのNASA/HQ発表表紙

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25

最後に¡ SOLAR-CxĂlg|WGÃi2)¡ NASAn!ESAISAS/JAXA2õÇ¦Ö2¡ xĂ9IKEB4ÏÒß,/ÆôÍÓRHCJ3@GÑûé¤£ (¸í+qxð¥)¡ 100-200 M$xĂlgÇć½Ā*º)ă¡ ËÍU|SOLAR-C9IKEB4òñ+r*0ýkaj||Solar-C(EUVST)Qú:57P<©±Ç÷2À(  ¡ ¢ŪŃü: NASA 55M$ÿ½National Agency 5?¢ESA¡ Q¦1mo8M<°øþÇ(heliophysicseü)NASA*Ą2&ïą¡ JAXAqº¢Ū¶ē5#%ä"õį-ÉŮ (ýŧqº)
¡ 2020Áv%4m¤lïšŤDKIST, «āĔ¶űSunrise-3 ?Vk2021年度光学赤外線天文連絡会シンポジウム

26