日本が関与する
飛翔体を用いた高エネルギー天体物理学のロードマップ検討まとめ

高エネルギー宇宙物理連絡会将来計画検討委員会 (第３期＊)2021 年 1 月 30 日

＊深沢泰司（広島⼤、委員⻑）、⾚松弘規（SRON)、堂⾕忠靖（ISAS/JAXA）、中澤知洋（名古屋⼤）、⾕津陽⼀（東⼯⼤）、
⼭⼝弘悦（ISAS/JAXA）、本間希樹（国⽴天⽂台、外部委員）、⽥中雅⾂（東北⼤、外部委員）

⾼宇連将来計画検討 (第３期答申; 2020 年 12 ⽉)

⽬次

内容
1.

はじめに.................................................................................................................................... 41.1

将来計画検討委員会 ...................................................................................................................... 4

1.2

第３期の活動の概要 ...................................................................................................................... 42.

宇宙物理学の⽬的 ....................................................................................................................... 5

3.

⾼エネルギー宇宙物理学が明らかにすべき課題 ............................................................................. 5

4.

3.1

宇宙の物質・空間のあり⽅と起源 ................................................................................................. 6

3.2

宇宙における多様性の発現 ........................................................................................................... 7

3.3

物理学の根本原理の追求 ............................................................................................................... 8

将来計画検討の前提条件 ............................................................................................................. 9
4.1

⽇本の宇宙政策との関連 ............................................................................................................... 9

4.2

分野の動向 .................................................................................................................................. 10

4.2.1 ⽶国 (NASA)の将来計画 ........................................................................................................... 12
4.2.2 ヨーロッパ (ESA)の将来計画 ................................................................................................... 13
4.3
5.

宇宙科学全体の動向 .................................................................................................................... 15

⾼宇連が推薦するミッションとその戦略 ..................................................................................... 15
5.1

⾼宇連が推薦するプロジェクト................................................................................................... 17

5.1.1 Ｘ線分光撮像衛星 XRISM ........................................................................................................ 17
5.1.2 ⼤型国際Ｘ線ミッション Athena.............................................................................................. 18
5.1.3 広帯域Ｘ線⾼感度撮像分光衛星：FORCE................................................................................. 19
5.2 ⾼宇連が推薦する分野横断プロジェクト .......................................................................................... 21

5.2.1 HiZ-GUNDAM .......................................................................................................................... 21
4.2.2 PhoENiX ................................................................................................................................... 21
6.

7.

海外ミッションへの積極的な参加、気球実験や超⼩型衛星の活⽤.................................................. 23
6.1

Ｘ線偏光観測衛星 IXPE .............................................................................................................. 236.2

硬Ｘ線偏光観測気球実験 XL-CALIBUR ........................................................................................ 24

コミュニティーで進んでいる技術開発 ........................................................................................ 24
7.1

現在進⾏中の装置開発研究 ......................................................................................................... 24

7.2

超⼩型衛星を取り巻く状況 ......................................................................................................... 272

⾼宇連将来計画検討 (第３期答申; 2020 年 12 ⽉)
7.3

⼤学院⽣及び若⼿研究者のサポート............................................................................................ 28

８．今後の将来計画検討委員会への引き継ぎと⽅向性......................................................................... 29
A.

⾼宇連メンバーが関わる外国衛星計画・⼩型・超⼩型衛星計画..................................................... 30
ORBIS ................................................................................................................................................... 30
速報実証衛星 AGU REMOTE INNOVATIVE CUBESAT ALERT SYSTEM(ARICA) .......................................... 30
KANAZAWA-SAT3 .................................................................................................................................... 30
うみつばめ ............................................................................................................................................. 30
NINJASAT ............................................................................................................................................... 31
SONGS .................................................................................................................................................. 31
GEO-X ................................................................................................................................................... 31
CIPHER ................................................................................................................................................... 31

像再合成望遠鏡計画 ............................................................................................................................... 31
EASTROGAM ........................................................................................................................................ 32

AMEGO ................................................................................................................................................. 32
COSI-SMEX(THE COMPTON SPECTROMETER AND IMAGER).................................................................... 32
OHMAN (MAXI-NICER 機上連携) ........................................................................................................ 32
SPHINX (SEGMENTED POLARIMETER FOR HIGH ENERGY X-RAYS) .......................................................... 33
SMILE (SUB-MEV/MEV GAMMA-RAY IMAGING LOADED-ON-BALLOON EXPERIMENT) .............................. 33
GRAMS (GAMMA-RAY AND ANTIMATTER SURVEY) .................................................................................. 33
GRAINE (GAMMA-RAY ASTRO-IMAGER WITH NUCLEAR EMULSION)........................................................ 34
ハンガリーGRB CAMELOT ...................................................................................................................... 343

⾼宇連将来計画検討 (第３期答申; 2020 年 12 ⽉)

1. はじめに1.1 将来計画検討委員会
⾼エネルギー宇宙物理連絡会 (以下、⾼宇連とよぶ) は、宇宙における⾼エネルギー現象を研究する分野のうち、「地上からの直接観測が困難であり宇宙科学として⾏うべき電磁波帯域」(特に極端紫外線から GeV ガンマ線に⾄る波⻑帯域) による観測的研究を⾏う研究者のコミュニティーである。
⾼宇連は、今後 15〜20 年にわたるロードマップを作成し、いつでも我々の将来像を⽰すことができるように準備しておきたいと考えており、そのために将来計画検討委員会を設置し、「⽇本が関与する⾶翔体を⽤いた⾼エネルギー天体物理学のロードマップ案」を策定し、答申させることとした。ロードマップ作成においては、以下が求められている。
(1) 「科学的価値」を第⼀の指針とする。
(2) 既に提案されている計画の順序づけをするだけでなく、今後 15〜20 年程度を⾒据え、世界の動向を考慮した上で、⽇本の⾼エネルギー天体物理学のあるべき将来像をまとめる。
(3) 将来計画検討委員会の内部議論だけでロードマップが決まるわけではなく、適宜タウンミーテ
ィング等を開催することにより、⾼宇連会員や周辺領域からの意⾒を聞き、それらを考慮した上でロードマップが策定される。
⾼宇連将来計画検討委員会委員は、⾼宇連会員推薦により選出された内部委員６名と、内部委員の推薦により選出された外部委員 2 名から構成される。第３期将来計画検討委員会は 2018 年 10 ⽉
から活動を開始した。

1.2 第３期の活動の概要
2018 年 6 ⽉ 22 ⽇に第⼆期のロードマップ (案) が答申された（最終版は 2018 年 9 ⽉に公開）。
最終答申は⾼宇連ホームページから閲覧可能である。これを受けて、第 3 期将来検討委員会が 2018年 10 ⽉に発⾜した。委員のメンバーは、深沢泰司（広島⼤、委員⻑）、⾚松弘規（SRON)、堂⾕忠靖（ISAS/JAXA）、中澤知洋（名古屋⼤）、⾕津陽⼀（東⼯⼤）、⼭⼝弘悦（ISAS/JAXA）、本間希樹（国⽴天⽂台、外部委員）、⽥中雅⾂（東北⼤、外部委員）である。
第３期の活動開始直後に、学術会議よりマスタープラン 2020 への推薦の依頼があった。そこで、
⾼宇連タウンミーティング（2018 年 11 ⽉ 12 ⽇開催、オンライン zoom）開催やメールで会員に意⾒聴収を⾏いながら議論を進めて推薦の⽂章を作成し、2018 年 11 ⽉ 30 ⽇に提出した（⾼宇連内部向け HP ページ掲載、学術会議 HP 掲載）。詳しくは後述するが、この時点で⾼宇連のロードマップに載っていた 5 計画（区分 II：XRISM、区分Ｉ：Athena、FORCE、HiZ-GUNDAM、PhoENiX）
について、明⽰的に優先度をつけることなく、⾼宇連が主体となる 3 計画（XRISM, Athena, FORCE）
および分野横断型の 2 計画（HiZ-GUNDAM, PhoENiX）を推薦した。なお、第 3 期任期中は、この5 計画の位置づけはキープされ、他計画の増減は無かった。また、2019 年 11 ⽉に宇宙科学研究所
より分野のロードマップの提出依頼があり、特に深い議論を要する状況ではなかったので、第 2 期
将来検討委答申をもとに作成したドラフトをメールで会員に回覧して承認をとり、提出した。
また、⾼宇連研究会（2019 年 3 ⽉ 18-20 ⽇、東京⼤本郷）の 3 ⽇⽬に将来検討の議論の時間帯を
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⾼宇連将来計画検討 (第３期答申; 2020 年 12 ⽉)
取り、第 3 期の活動内容について意⾒聴収や議論を⾏った。その場で特に 2030 年代を⾒据えた将来計画構想の検討をそろそろ始めなければならないという意⾒があったため、2019 年 12 ⽉ 26 ⽇
（東⼯⼤⽥町ビル）で 2030 年代を⾒据えた将来計画に関するタウンミーティングを開催し、⾃由なテーマで発表をしてもらった。さらに、⾼宇連研究会（2020 年 3 ⽉ 2-3 ⽇、オンライン zoom）の 2 ⽇⽬に将来検討に関する議論を⾏い、技術ロードマップの策定を⾏うとの⽅針が認められ、2020 年 6-7 ⽉に最初の技術ロードマップへのインプットを募集した。その後も随時受け付けている。第 3 期中には後述するように 18 件のインプットがあった。これをどう取り扱うかは次期将来計画検討委員会の課題とした。最後に、2020 年 7 ⽉ 27 ⽇（オンライン zoom）で将来検討タウン
ミーティングを開催し、本答申のとりまとめに関する議論を⾏った。この他、昨今急速に進展が⾒られる超⼩型衛星の⽇本における状況の改善に向けて問題意識を共有し、また中国インドとの連携に向けた意⾒交換も⾏った。

2. 宇宙物理学の⽬的
⼈類がいま⼿にしている標準的な宇宙モデルでは、宇宙は未知のダークエネルギーおよびダーク
マターにより占められたほぼ平坦な空間をもち、現在は加速膨張をしている。その時空の中で、宇宙初期のインフレーション期に⽣成された密度揺らぎが成⻑し、様々な階層の構造形成がなされ、今⽇我々のいる宇宙に⾄ったと考えられる。宇宙物理学の最重要問題の⼀つが、この描像そのものの検証及びその起源の理解にあることは論を待たない。特に、インフレーション理論の観測的検証、
ダークエネルギー・ダークマターの実体の解明は、宇宙の枠組みを知る上で極めて重要な、喫緊の課題となっている。また、我々に⾝近であるはずのバリオンでさえ、その⼤半の所在は依然として不明である。
⼀⽅、我々の住む宇宙は、多様な物質、物質構造、物質状態からなる複雑かつ豊かな世界である。
天⽂学・宇宙物理学の究極の⽬的は、「我々を取り巻く世界」を理解し、その形成過程を理解し、「我々の来し⽅⾏く末」を知ることにある。そのためには、この複雑な物質世界の様相を明らかにし、その時間発展を過去にさかのぼるとともに、現在の様⼦を詳細に調べ、未来へたどることが必要である。そのために、希薄な銀河間空間物質から濃い物質で隠された天体まで、また、冷たい分⼦雲から相対論的⾼エネルギー粒⼦までの宇宙の現象を隅なく捉えることが必須である。昨今発展しているタイムドメイン、マルチメッセンジャー天⽂学は、その流れに沿ったものである。
さらに、宇宙を⽀配する根源的な物理法則を検証・解明することも、宇宙物理学に課された⼤きな課題である。我々が⾃然界を理解するために基礎としている物理学は、いまだ解明しきれていな
い課題が存在する。そして、それらを理解していくアプローチのいくつかは、宇宙でのみ実現するような極限状況を必要とする。

3. ⾼エネルギー宇宙物理学が明らかにすべき課題
⾼エネルギー宇宙物理学のうち、特にＸ線から GeV ガンマ線の領域では、様々な⾶翔体による5

⾼宇連将来計画検討 (第３期答申; 2020 年 12 ⽉)
観測が⾏われてきた。これまでの研究により、星から銀河団に⾄るほぼすべての天体階層からＸ線あるいはガンマ線の放射が⾒られ、その源である⾼エネルギー現象は現在の宇宙で普遍的に存在することが明らかとなっている。10 keV 以下のＸ線観測は 106 K 以上の熱的プラズマ観測に最も適しており、撮像の空間分解能は⽐較的⾼い。また、ガンマ線観測は相対論的エネルギーまで加速された粒⼦からの放射や不安定原⼦核からのガンマ線、電⼦陽電⼦対消滅線の観測を可能とする。
⾼エネルギー現象の観測は、星や銀河という「天体」として観測される物質やエネルギー状態だ
けでなく、磁場や加速粒⼦のように、束縛状態にないエネルギー場の研究にも及ぶ。このようなエ
ネルギー場からの放射では、広帯域エネルギースペクトルによって放射の素過程、それに関与する物理状態が解明されることも多く、Ｘ線やガンマ線と共に、電波から TeV ガンマ線にいたる多波⻑観測という⼿法も重視される。さらには現在では可能となった重⼒波、ニュートリノ観測も電磁波観測で得られない情報を与える。⽩⾊矮星、中性⼦星、ブラックホールなどのいわゆる⾼密度天体と降着円盤からの放射も、この波⻑に特徴的である。こうした星の終焉期における⾼密度天体の⽣成過程には未だ解明できていない部分も多い。⼀⽅、10 keV 以上の波⻑域では、軟Ｘ線に⽐肩するような、⼗分⾼い空間分解能の観測例がなく、未だ点源に分解されない「バックグラウンド」
放射が存在する。この正体を解明する過程で、今後も新たな⾼エネルギー放射をする天体が発⾒されることであろう。
総じて⾼エネルギー宇宙物理学分野の観測は、現在の宇宙を構成する物質やエネルギーの「天体」にとどまらない様々な様相を知り、また物理法則の極限を探る、ということに⻑けている。したがって、宇宙物理学の両輪である「宇宙の今を知ること」、そして「今の宇宙の姿をもたらした理由を探ること」のために⽋かすことはできないものである。

3.1 宇宙の物質・空間のあり⽅と起源
宇宙の物質の主成分であるダークマターとミッシングバリオンの分布・実体の解明、およびそれらを⽤いた密度ゆらぎ成⻑過程の定量的理解は、⾼エネルギー宇宙物理学における特に重要な課題である。それは標準的宇宙論の検証を⾏い、宇宙の物質や空間がどのように構成されているか、あるいは構成されてきたかを探る上で⽋かすことができない実体だからである。
(1) ダークマター：ダークマターの⼤局的空間分布からは宇宙のゆらぎの成⻑過程を、また局所的な性質からはダークマターの相互作⽤を制限することができる。ダークマターの間接観測は、宇宙で最も⼤きな重⼒的束縛系である銀河団においてよく⾏われている。銀河団中のバリオンの 8 割以上は星ではなくＸ線を発するような⾼温のプラズマとなっており、これらが、ダークマターが作る重⼒ポテンシャル内を満たしている。そのためＸ線による銀河間物質分布の観測は銀河団におけるダークマター分布の推定に不可⽋であり、重⼒レンズ効果や SunyaevZeldovich 効果による観測と相補的である。また、ダークマター粒⼦の反応に伴って予⾔される信号をＸ線やガンマ線で観測することによって検出することも期待される。
(2) ミッシングバリオン：宇宙観測のほとんどはバリオン、すなわち通常の核⼦からなる物質を直接の対象としているが、近傍宇宙において実際に観測されているバリオンの総量は、宇宙マイクロ波背景放射(CMB) ⾮等⽅性データや軽元素合成理論から予測される値の約半分以下であり、⼤量のミッシングバリオンが存在することが⽰唆されている。ミッシングバリオンの最有
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⾼宇連将来計画検討 (第３期答申; 2020 年 12 ⽉)
⼒候補は⼤規模構造形成に伴う重⼒エネルギーの開放によって 105 K 以上に加熱されたWHIM (Warm-Hot Intergalactic Medium) と呼ばれる銀河間物質であり、これを直接検出できるのは極端紫外線からＸ線にかけての観測しか無い。

3.2 宇宙における多様性の発現
初期の宇宙は等温のプラズマ状態という実に単純なものであったにもかかわらず、現在の姿は極めて多様性に富んでいる。⽔素とヘリウムから 100 を超える種類の元素が合成され、それぞれの原⼦が持つエネルギーも 10 K の分⼦雲から 1020 eV の最⾼エネルギー宇宙線まで実に 23 桁のス
ケールに達する。また、⼤規模構造から銀河団、銀河群、銀河や星団、ブラックホール、恒星、ひいては⽣命の出現に必須な惑星系まで、多様な天体が織りなす階層構造が存在する。これらの宇宙の多様性の発現過程の理解と、それを司る物理法則の解明も重要な課題である。
(1) 銀河と巨⼤質量ブラックホールの形成・宇宙再電離：宇宙に存在する銀河の中⼼にある巨⼤ブラックホールの⼤多数は、塵やガスに隠されていることが知られている。特に、ブラックホールの質量が増加する初期段階では、周囲からの物質流⼊量が多く、放射が強く吸収されている可能性が⾼い。そのため、銀河と巨⼤ブラックホールが共に進化する過程をさぐるためには 10
keV 以上の⾼エネルギー帯域での観測が必要である。また巨⼤質量ブラックホールからのジェット放射はガンマ線で最も明るく輝くため、ブラックホール進化とジェット形成の関連を探る
こともＸ線ガンマ線において重要である。現在のＸ線やガンマ線による⾼エネルギー宇宙観測
は位置分解能と有効⾯積において光学・電波域での観測に及ばないが、⾼エネルギー放射は吸収を受けにくいために遠⽅まで、そして密度の⾼い部分まで⾒通せるという原理的な優位性を持つ。ガンマ線バースト(GRB) は、遠⽅の銀河の中で発⽣し、爆発時には⼤量のエネルギー
をＸ線やガンマ線の領域で放射することが知られている。そして、現在では z > 8 の天体も発⾒されている。この現象をプローブとして⽤いることで最遠⽅の宇宙を⾒通すことが可能である。宇宙は z〜1000 で⼀度中性化した後、現在に⾄るまでの間に再電離したことが⽰唆されているが、その具体的な過程はいまだ明らかにはなっていない。z〜10 における最初の銀河形
成・星形成に伴い放射された⼤量の紫外線以上のエネルギーをもつ光⼦が原因であるとする説あり、ガンマ線バーストを⽤いて遠⽅宇宙の様⼦を探ることが解明の鍵となる。
(2) 宇宙の化学進化：宇宙初期にはほぼ⽔素とヘリウムのみであった元素組成は、星形成とそれに伴う超新星爆発等により現在の宇宙組成になったと考えられている。その空間分布および時間
発展は、銀河形成、惑星形成などとも深く関連する。星の重元素量は太陽に代表されるように数⼗憶年前の重元素量を封じ込めているのに対し、バリオンの⼤半を占める⾼温プラズマの観測は現在の重元素組成に関する情報を与える。⾼エネルギー宇宙観測は、超新星爆発、超新星
残骸、銀河、銀河団など様々な環境における重元素量の測定に⼤きな役割を果たしてきたが、
r-process に代表される元素合成反応、爆発現象を通じて中性⼦星・ブラックホールが⽣成する過程、GRB との関係など、未解明の課題が多く残されている。2017 年 8 ⽉ 17 ⽇には重⼒
波観測により、史上初の中性⼦星合体事象が観測された。今後は電磁波対応天体の観測などを通して、元素合成のミッシングリンクを埋める事象になりうるかの研究が進むであろう。
(3) 相対論的⾼エネルギー宇宙現象：ブラックホールへの質量降着のような極限的な状況下でも、
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⾼宇連将来計画検討 (第３期答申; 2020 年 12 ⽉)
粒⼦の獲得する運動エネルギーは⾃らの静⽌エネルギーを超えないが、実際にはそれ以上の相対論的運動エネルギーをもつ「宇宙線」が存在している。その最⼤エネルギーは 1020 eV に及ぶ。そして、エネルギー密度は宇宙マイクロ波背景放射に匹敵し、宇宙の構成要素として無視はできない。近年のＸ線やガンマ線の観測により、超新星残骸が、宇宙線の Knee 領域までを説明する宇宙の「加速器」であるという証拠を得ている。Ｘ線シンクロトロン放射を⽤いた観測は統計加速による少数粒⼦への選択的エネルギー注⼊による宇宙線加速の現場の解明の鍵である。しかし、PeV 粒⼦まで加速している超新星残骸が少ない、あるいは、宇宙線の分布の主要を占める GeV 領域の粒⼦加速はどこで実際に起こるのか、など不明な点も多い。銀河を容易に抜け出してしまう 1020 eV のような⾼エネルギー粒⼦の加速源としては、ガンマ線バー
ストあるいはブラックホール近傍時空からの相対論的ジェットや銀河団でのプラズマの衝突などの可能性が議論されている。最近の⾼エネルギーニュートリノイベントと活動銀河核ジェットのフレアとの同期現象は、この議論に⼤きなインパクトを与えた。相対論的ジェットの発⽣機構、構成粒⼦、加速機構はいまだに不明な部分が多く、⾼エネルギーニュートリノとともに、新たな情報を付加したＸ線ガンマ線観測が望まれる。

3.3 物理学の根本原理の追求
我々が宇宙の起源等を考える時に、基本的な物理法則は時間変化せず、宇宙初期あるいは遠⽅でも適応可能であることが前提となっている。ただし、ニュートンの重⼒理論が相対性理論で修正されたように極限状態への外挿は仮定に過ぎない。中性⼦連星 PSR1913+16 の連星周期変化が重⼒波放出の証拠として説明されたように、極限状況の天体観測が物理学の根本原理の検証、あるいはその修正へとつながる可能性がある。近年は重⼒波観測の劇的な進歩により、ブラックホール同⼠、あるいは中性⼦星同⼠の合体事象が観測され始めたが、これらをプローブとして、今後ますます基礎物理学の理解が深まるであろう。⾼エネルギー宇宙物理学は下記のような重⼒波とは相補的な観測が期待できる。
(1) 極限重⼒場：ブラックホールのような極端に強い重⼒場での重⼒理論の検証、あるいは⼤規模構造のような超⻑距離での重⼒場の検証は天体観測によってもたらされる。ブラックホールや中性⼦星といった超強重⼒場、超⾼密度物質からなる系からは⾼エネルギー放射が⽣じており、現在でも降着円盤内縁付近からの放射輝線の⾚⽅偏移プロファイルなどからブラックホールの⾓運動量を測る試みがなされている。これらは、重⼒波観測や可視光サーベイ観測と相補的にＸ線ガンマ線観測でもなされることが独⽴検証として重要である。
(2) 極限⾼密度物質：中性⼦星内部では超⾼密度状態であり、内部の状態⽅程式はクォークの多体系が⽀配するはずである。この状態⽅程式が中性⼦星の質量半径関係などを決定する。そのため中性⼦星の観測量が量⼦⾊⼒学に強い制限を与える。Ｘ線による放射スペクトルや時間変動から中性⼦星の半径に関する情報を得て、内部の状態⽅程式に制限を与えることができる。これも、重⼒波観測とは独⽴した検証⼿段として期待される。
(3) 極限強電場：パルサー周辺では地上で実現できない超強⼒な電場が発⽣しており、相対論的か
つ量⼦論的な効果が無視できない。最近のフェルミ衛星の観測により、電波で⾒えていないガ
ンマ線パルサーが半数近くもあることがわかってきた。よって、Ｘ線ガンマ線でパルサーをく
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⾼宇連将来計画検討 (第３期答申; 2020 年 12 ⽉)
まなく観測することがパルサー周辺の極限強電場に伴う現象を理解するために重要である。粒⼦加速やマグネターに⾒られる爆発現象、さらにはＸ線ガンマ線偏光で探査検証される量⼦電磁気効果なども相対論的量⼦論的物理法則の理解のために重要である。
(4) 無衝突衝撃波：超強重⼒場・超⾼密度とは対照の極限として、超低密度環境における物理プロ
セスにも未解明の点が多い。例えば、惑星間空間を伝搬する太陽⾵や、星間空間中を膨張する
超新星残骸では衝撃波が形成されるが、遷移層の厚みは粒⼦のクーロン散乱による平均⾃由⾏程と⽐べて極端に短い。この事実は、流体の加熱・圧縮が、(⼤気中の衝撃波のような)粒⼦衝
突ではなく、電磁場を介して⾏われることを⽰唆する。これを「無衝突衝撃波」と呼び、同様の現象は衝突銀河団、AGN ジェットやガンマ線バーストなど様々な天体で観測される。無衝
突衝撃波は、異種粒⼦間のエネルギー散逸や宇宙線加速の機構を理解する上でも重要である。
超精密分光や多波⻑スペクトル解析を通して衝撃波直後の熱的・⾮熱的エネルギーの分配を明らかにすることが問題の解明に繋がる。
(5) ダークマター：宇宙の重⼒を⽀配するダークマターの解明は宇宙を構成する物質エネルギーを理解する上で重要であるとともに、素粒⼦標準理論を超える枠組みの構築のためにも理解が必須である。ダークマターの探査は、加速器実験、直接検出などの地上実験が⾏われているが、宇宙観測によるダークマター信号の間接探査も地上実験では探査できないパラメータ空間を探査できるため、相補的で重要な役割を果たしており、Ｘ線ガンマ線観測でも進みつつある。
今後も重要な解明すべき宇宙物理学の問題として様々な計画が⽴案されるだろう。

4. 将来計画検討の前提条件
4.1 ⽇本の宇宙政策との関連⽇本が提供する打ち上げ⼿段を⽤いて⾶翔体ミッションを実現する上で、2013 年 1 ⽉に制定された「宇宙基本計画」の枠組み (https://www8.cao.go.jp/space/plan/keikaku.html; 最新版は 2020 年
6 ⽉ 30 ⽇閣議決定、⼯程表は 2020 年 12 ⽉ 15 ⽇宇宙開発戦略本部決定) を無視することはできない。宇宙物理学、太陽系科学、宇宙⼯学を含む宇宙科学分野には、⼀定の打ち上げ頻度は確保されるが、そのための予算規模は限られたものである。⾼宇連の関係する分野では、Ｘ線撮像分光観測衛星(XRISM) の打ち上げが、2022 年度に位置付けられている。
JAXA の宇宙科学・探査プロジェクトは、表１に⽰すように、いくつかの資⾦規模でカテゴライ
ズされた上で、ボトムアップを基本として選定される。この枠組みの中で、⾼エネルギー宇宙物理学分野 (あるいは広く天⽂学分野) のミッションが、例えば、同じカテゴリーで連続することや、同時期に複数のカテゴリーを独占することが認められるとは考えにくい。他の分野への広がり、あるいは他分野とのシナジーを持つなどが好まれることもあるだろう。
打ち上げ能⼒の拡⼤につれ、世界的趨勢として、⾶翔体ミッションは⼤きな⽬標を掲げ、⼤規模化の⼀途をたどっている。その中で、ある⽬的を達成する際に、国際協⼒が可能であるか、また必要であるかを⾒極め、最適化することも求められている。すなわち、科学の中での重要度としての9

⾼宇連将来計画検討 (第３期答申; 2020 年 12 ⽉)
優先順位、実現時期の必要性のみならず、ある⼀定枠があるとしたときの国際協⼒も含めた最適化を考慮したロードマップが求められている。⼀⽅で、⼤型計画ばかりではなく、ロケット、⻑時間
⾶⾏気球、あるいは超⼩型衛星などの⾶翔体を⽤いた実験についての戦略も検討が必要である。
なお、2020 年度にミッションカテゴリーの変更の検討が進められており、それぞれの位置づけ
や予算規模、打ち上げ頻度などに関して変更がなされるだろう。
表１：JAXA 宇宙科学・探査プロジェクトの規模。
キャリア等

定義と予算規模

戦略的に実施す H-IIA、H-III を想定

世界第一級の成果創出を目指す、各分野のフラる中型計画

ッグシップ的なミッション。多様な形態の国際協力を前提とするが，日本が major partner として全体をリードする。プロジェクトライフの総経費の中で JAXA からの総支出が 300 億円以下であること。

公募型⼩型計画

イプシロンロケットを想定

⾼頻度な成果創出を⽬指し、機動的かつ挑戦的に実施する⼩型ミッション。地球周回軌道からのサ
イエンスを適正規模のミッションでタイムリーに実施する⼀⽅で，衛星探査機の⼩型化・⾼度化技術などの⼯学課題の突破から惑星探査への展開も図り、⾼頻度な成果創出を⽬指す。プロジェ
クトライフの総経費の中で、JAXA からの総⽀出
が 150 億円以下であること。

戦略的海外協同 ESA L/M クラス、NASA 旗 海外ミッションの minor partner としての参加
計画

艦計画、⼤型公募計画

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。計画全体で、10 億円/年の経費制約がある。

⼩規模計画

海外サブペイロード、海外の 様々な⾶翔機会を利⽤した提案等。プロジェクト
観測ロケット・⼤気球、国際 あたり、最⼤で 2 億円程度以下。マッチングファ
宇宙ステーション（ISS）

ンド⽅式を基本とする。

4.2 分野の動向
Ｘ線天体物理学分野では、XRISM 計画がこの先 10 年の分野を代表するミッションとして進められている。また Athena 衛星計画は、XRISM を除くと今後 10 年間で⽇⽶欧の中で唯⼀認められた
⼤型Ｘ線天⽂台ミッションであり、XRISM 以降の時代では、最も確実かつ⼤型の計画である。⽇本
はこれまで⽇⽶欧の３極の⼀つとなってこの国際⼤型計画を推進してきており、初期の⼤型計画
XEUS の頃から、多くの⾼宇連メンバーが参加してきた。この XRISM-Athena の流れを中⼼に据え
10

⾼宇連将来計画検討 (第３期答申; 2020 年 12 ⽉)て、⾼宇連の将来計画を⽴案することは⾃然であろう。
ASTRO-H/ひとみの喪失により得られなかった科学成果の⼀部（「物質とエネルギーの流れがつくり出す宇宙の構造を⾼温プラズマの観測によって解明する」）は、XRISM 計画の「超⾼分解能Ｘ線分光」により実現される。⾼宇連は XRISM 衛星の開発・打ち上げを成功させ、多くの科学的成果を創出することが求められている。このため、⾼宇連主導の衛星計画を新規に着⼿するのではな
く、XRISM 衛星の成功に注⼒し、その科学的な結果を踏まえた上で、新規に衛星計画を⽴ち上げた⽅が良いという考え⽅も強い。⼀⽅で、表２の第２列以下に⽰すような、XRISM 計画や Athena 計
画により実現することができない重要な科学テーマが存在しており、世界的に⾒ると、そのような科学テーマを追求する衛星ミッションが積極的に⽴案されつつある。また、インドならびに中国が、Ｘ線天体物理学分野に急速な勢いで参⼊してきており、多くの将来計画が検討・⽴案され始めた。
⽇本でも、予算やマンパワーを考慮した上で、XRISM や Athena でできない科学テーマを追求する
ミッションを将来計画の中に組み込む戦略性を持つことが、この先 10〜20 年を考えると必須であろう。これら分野の動向を念頭に置いた上で、将来計画を検討すべきである。
昨今の世界的なＸ線ガンマ線観測衛星の動向としては、2017 年 6 ⽉ 3 ⽇に NASA ゴダード宇宙
⾶ ⾏ セ ン タ ー が 主 導 す る

NICER (Neutron star Interior Composition Explore;

https://www.nasa.gov/nicer) が打ち上げられ、宇宙ステーション上に設置、順調に観測を続けている。また、ドイツとロシアによる Spectrum-Roentgen-Gamma 衛星が打ち上げられ、その観測装置の１つ eROSITA が全天Ｘ線サーベイを開始した。中国とインドも Insight-HXMT(2017-)とAstrosat(2015-)をそれぞれ打ち上げ、成果を上げている。さらに、世界初の⾼感度Ｘ線偏光観測を実現する⼩型衛星 (SMEX) として、NASA マーシャル宇宙⾶⾏センターが主導する IXPE(Imaging
X-ray Polarimeter Explorer)が採択され、2021 年の打ち上げが予定されている。

表２：Ｘ線ガンマ線観測の科学テーマ
次元軸
波⻑

分解能

科学テーマ
プラズマ診断・運動学、暗⿊物
質

⼿段
超⾼分散分光帯域

AGN、⾮熱的放射、暗⿊物質

硬Ｘ線・ガンマ線

解像度

宇宙最初の AGN

⾼解像度撮像

銀河間ガス、Ｘ線ガンマ背景
放射、天体探査、天体の宇宙論 拡散放射、logN-logS
空間

視野

進化、暗⿊物質など
広天監視、多波⻑、マルチメッ

突発天体

時間

センジャー

探査域

全天Ｘ線ガンマ線源⽬録

全天監視

分解能

中性⼦星、ブラックホール

超⾼速計時

時間尺度

突発天体、変動天体

⻑期監視

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⾼宇連将来計画検討 (第３期答申; 2020 年 12 ⽉)

偏光

運⽤時期

突発天体、変動天体

多波⻑、マルチメッセンジャー

偏光度・⽅位⾓

磁場、幾何構造、極限状態

偏光4.2.1 米国 (NASA)の将来計画
NASA 主導のスペースミッションは予算規模やミッションの性格に応じて以下のようにクラス分けされる。⾼コストの⼤型ミッションを実現させつつ、ある程度のリスクを許容した中⼩規模ミッションを並列させることで打ち上げ機会を維持する狙いがあり、⽇本の宇宙科学分野にとっても⾒習うべき点が多い。なお、コスト上限は毎年変動するため、⽬安の⾦額を⽰す。
Flagship: コスト上限は約 40 億ドル。コミュニティーの総意に基づく⼤きな科学⽬標を掲げ、パラダイムシフトを確実に実現するための枠。Hubble, Compton, Chandra, Spitzer の４台旗艦ミッションの他、JWST, Nancy Grace Roman Space Telescope (旧 WFIRST) などの将来計画がこのクラスに該当する。2030 年代の計画としては、Lynx (Ｘ線)、LUVOIR (紫外・可視・⾚外)、Origins(中間・遠⾚外)、HabEx (系外惑星直接撮像)が候補に挙がっている。
Probe class: コスト上限は約 10 億ドル。Flagship と後述の Explore の中間を埋めるクラスとして定義されつつある。汎⽤天⽂台ながら、PI が設定した主要な科学⽬標にある程度フォーカスしたミッションが想定される。⾼エネルギーのプロジェクトとしては AXIS、Strobe-X、TAP、AMEGO、
XGS-P、HEX-P、XPP がこのクラスの候補に挙げられる。なお、現状⽇本には以上の２クラスに相当するコスト枠は存在しない。
MIDEX (Mid-Explore): コスト上限は約 2 億５千万ドル。数年に⼀度の頻度で公募が⾏われる。⽬
的特化型のミッションが主。Swift や Arcus がこれに該当する。
SMEX (Small-Explore): コスト上限は約１億５千万ドル。⽬的特化型のミッションが主。ある程度のリスクを受け⼊れ、⾼頻度の打ち上げ機会を維持することが本枠の狙い。NuSTAR や IXPE がこれに該当する。
上記に加え、NASA 以外の機関(⼤学等)が主導するミッションのためのハードウェア開発や、
Explore(MIDEX, SMEX)よりも⼩規模のミッションを想定した Missions of Opportunity (MoO)
が不定期で公募される。コスト上限は７千万ドル程度。HETE-II や NICER が本枠を使って開発されたほか、Suzaku/XRS や XRISM/Resolve, ARIEL など、JAXA や ESA が主導する国際協⼒ミッシ
ョンへの参画にも本枠が使われることがこれまでは多かった。但し後述するように、今後は本枠を利⽤した国際協⼒は困難になると⾒込まれる。
他に特筆すべき点として、NASA は「宇宙物理学専⽤の」CubeSat プログラムに年間５百万ドルを毎年投資しており、主に⼤学所属の PI がリードする⽬的特化型の超⼩型衛星を⾼頻度で実現させている。また、地上プラズマ実験など、ミッションの科学成果創出を間接的に⽀えるプロジェク
トにも資⾦的なサポートを⾏っている。⽇本では、これらの枠組みが存在しない、あるいは⼗分に成熟していないため、科研費等の競争的資⾦に頼らざるを得ない状況が続いている。
以下、個別の将来計画について、規模順に概要を述べる。なお、IXPE（と発展版の XPP）
、AMEGOについては、それぞれ 6.1 節、付録 A にて詳述するので本節では割愛する。

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⾼宇連将来計画検討 (第３期答申; 2020 年 12 ⽉)
Lynx: 2030 年代における⾼エネルギー宇宙物理学唯⼀の Flagship ミッション候補。Chandra と同程度の⾓度分解能(0.5” on-axis)と Athena と同程度の有効⾯積(2m2 @1 keV)を持つ望遠鏡、22 分
⾓の広視野撮像検出器、エネルギー分解能 3 eV のカロリメータ、軟Ｘ線帯域で R > 1000 の回折分光器を全て搭載することが想定される。科学⽬標は Athena とほぼ共通する。
AXIS: Probe クラスミッションとして 2030 年前後の打ち上げを⽬指す。検出器のエネルギー分解
能は CCD 相当(150 eV @6 keV)ながら、Chandra を上回る⾓度分解能(0.3”)と⼤有効⾯積(1500 cm2@6 keV)、低バックグラウンド、⾼時間分解能(< 50 ms)、即応性など、遠⽅の銀河・活動銀河核の検出に最適化した性能を有する。望遠鏡は GSFC が開発する Si 結晶薄板鏡を採⽤。
Strobe-X: 同じく Probe クラスミッションとして 2031 年頃の打ち上げを⽬指す。端的に⾔えばRXTE, NICER の強化版(時間分解能 ~100 ns)に広視野モニタを加えたミッションであり、ブラッ
クホールの回転や中性⼦星の状態⽅程式の解明を主たる科学⽬標とする。
TAP：同じく Probe クラスミッションとして 2030 年頃の打ち上げをを⽬指す。端的に⾔えば、Swift の後継機であり、広視野の軟Ｘ線望遠鏡と多波⻑検出器により、重⼒波対応天体などを即時にフォローアップ観測する。
Arcus: 2016 年公募の MIDEX に候補として選出され Phase A まで進んだプロジェクトであり、最終選考で SPHEREx に敗れたものの、次回 MIDEX の最有⼒候補と⾔える。Si pore optics に臨界⾓
透過型回折分光器を組み合わせ、12-50Åで R=3000 を実現する。吸収線を⽤いた WHIM 探査や、
活動銀河核アウトフローの分光等を主たる科学⽬標に掲げる。
NASA Missions of Opportunity (MoO)の⾒直しについて2020 年６⽉にオンラインで⾏われた第 236 回⽶国天⽂学会(AAS)年会におけるタウンミーティ
ングにおいて、NASA 科学局宇宙物理部⻑の Paul Hertz ⽒より以下の報告がなされた。
上述の通り、「すざく」への XRS の提供など、「NASA がマイナーパートナーとなる国際協⼒ミッション」に参加する⽬的でこれまで MoO 枠が利⽤されてきたが、リスク評価の難しさ等の観点から、今後は同様の計画段階での提案を MoO で受け付けないことになった。今後は、機関間で完
全に承認ずみの計画のみが受け付けられることとなる。⽇本主導のミッションとしては、⾼宇連推薦の FORCE の他、JASMINE や LiteBIRD が MoO の利⽤による NASA の参画を想定していたため、これらのミッションに対する今回の決定のインパクトは⼤きい。今後の将来計画を検討する上でも、NASA の新指針を⼗分に考慮する必要があるだろう。具体策としては、国際協⼒が必須となるミッションについては、コミュニティーの総意をまとめ、Agency-directed に推し上げるなどの⼯夫が必要となる。
4.2.2 ヨーロッパ (ESA)の将来計画
ESA では、
Cosmic Vision において、2015-2035 年の計画が公募されて審議が進んできた。
Missioncategory としては、L-class（1B€, flagship）、M-class(500M€)、S-class(50M€)、F-class(fast class,<8 年 <1000kg、M と相乗り)。ただし、検出器予算は上に含まれない。
M-class：ヨーロッパでは，現在, ESA の⻑期計画の⼀環である Cosmic Vision Medium class(M5: 2032 年打ち上げ予定) の選考が進んでいる. これまでに，EnVision (⾦星探査), THESEUS
13

⾼宇連将来計画検討 (第３期答申; 2020 年 12 ⽉)(時間領域天⽂)，SPICA (⾚外線天⽂)が候補として選ばれ, 2021 年初頭の final selection へ向けて，様々な審査が⾏われてきた. このような中, 2020 年 10 ⽉ 15 ⽇付で ESA-ISAS/JAXA 共同声
明として，コスト超過の⾯から SPICA を M5 候補から取り下げる，というアナウンス (ESA,ISAS/JAXA)がなされた. SPICA は⽇本の天⽂学コミュニティーが推進する⼤型計画として⽇本学術会議マスタープラン 2020 にも掲載されており，今後の動向に注意が必要であろう.
Cosmic Vision L-Class : Large class mission として定められている Athena (L2: Ｘ線天⽂),LISA (L3: 重⼒波天⽂)は，各々開発，審査が進んでいる.
Vision の後継として，Voyage2050 を⽴ち上げた. これは 2035-2050 年代に”いくつの M-classmission が好ましいのか”, “L-Class mission に値する科学⽬標”, “将来必要となる技術要素”を決定
する bottom-up process となる. 2019 年に white paper 科学⽬標+必要な技術的要素に絞った
white paper の公募が掛かり, 100 を超える white paper が提出された. 選出された white paper（科学⽬標＋必要な技術的要素に絞った white paper）が workshop での講演を⾏なっている. 今
後，topical panel による review を通じ, 選抜が進んでゆくと予定されている.
以下に，⾼宇連と関係が深い White paper の概要をまとめる.
表３：⾼宇連と関係の深い White Paper の概要
White paper

概要

Voyage through the Hidden Physics of

WHIM/CGM 探査/TES

the Cosmic Web

cal surveyor

カテゴ
リー
L-Class

The high energy universe at ultra-high

Ｘ線⼲渉計

L-Class

MeV 帯域時空間天⽂

L-Class

resolution: the power and promise of Xray interferometry

A deep study of the High-Energy
Transient Sky
PHEMTO: Polarimetric High Energy

Hard X-ray (~600 keV)

Modular Telescope Observatory

Polarimetry

A Polarized View of the Hot and Violent
Universe

M-Class

0.2-50 keV polarimetry

M-Class

MeV domain

M-Class

The ASTROGAM Concept and Beyond
Understanding the origin of the positron

MeV domain

annihilation line and the physics of thesupernova explosions
The Voyage of Metals in the Universe
from Cosmological to Planetary Scales

軟Ｘ線回折格⼦

14M-class

⾼宇連将来計画検討 (第３期答申; 2020 年 12 ⽉)

4.3 宇宙科学全体の動向
世界的にみて、宇宙物理学分野は激動の時代に突⼊している。2015 年 9 ⽉ 14 ⽇に世界で初めて、LIGO 重⼒波望遠鏡により、ブラックホール合体からの重⼒波が観測された。その後も、数 10
太陽質量のブラックホール同⼠の合体からの重⼒波が受かり、これらの発⾒に対して、2017 年度のノーベル物理学賞が授与された。2017 年 8 ⽉ 17 ⽇には、中性⼦星合体からの重⼒波が観測され、同時に電磁波領域でもガンマ線バーストが検出され、真のマルチメッセンジャー天⽂学が幕を開けた。さらに、2017 年 9 ⽉ 22 ⽇には、フレア中のブレーザー天体の⽅向から⾼エネルギーニュ
ートリノが検出され、重⼒波とともにマルチメッセンジャー天⽂学の双璧となるとともに、⾼エネ
ルギーニュートリノ・最⾼エネルギー宇宙線の発⽣源の解明への⼀歩が始まった。2019 年 4 ⽉には世界中の電波望遠鏡が共同して実現した Event Horizon Telescope によるブラックホール近傍の撮影画像が発表された。
2020 年代前半には JWST 宇宙望遠鏡、LSST などの地上⼤型望遠鏡、SKA 電波望遠鏡、CTA ガ
ンマ線望遠鏡等の⼤型ミッションが本格的に稼働する。LIGO/Virgo 等の重⼒波天⽂台も感度を上げ、⽇本の重⼒波天⽂台である KAGRA も間もなく本格稼働する予定である。Ｘ線天体物理学もこれらの動向には無縁ではなく、各波⻑の電磁波観測や、重⼒波、ニュートリノ、荷電粒⼦などの異種メッセンジャー観測との連携を模索することが極めて重要な意味を持つ。

5. ⾼宇連が推薦するミッションとその戦略
⾼宇連における第 3 期委員終了時点での⼯程表（ロードマップ）を図に⽰す。⾼宇連が推薦するミッションとしては、第 2 期から計画の増減はなく、マスタープラン 2020 に推薦する際に、以下のように考え⽅が整理された。
⾼宇連のロードマップにおいて⾼宇連が中⼼となって推進すると位置付けられているのが、
XRISM 衛星、FORCE 衛星（公募型⼩型を想定）、そして Athena 衛星（戦略的海外共同計画）である。Ｘ線精密分光の世界的な流れを切り開くべく⽇本を中⼼として開発中の XRISM、そしてこれを発展させる ESA の⼤型Ｘ線観測衛星 Athena への⽇本の参加の流れを機軸とし、この２衛星では実現できない重要課題としての⾼感度硬Ｘ観測を⽬指す FORCE を、
XRISM 衛星の次に推進する⾼宇連の主⼒ミッションとして位置づけている。FORCE は 2019 年度公募型⼩型に応募したが採択されず、引き続き活動は続けている。
⾼ 宇 連 の 重 要 サ イ エ ン ス を 分 野 横 断 的 に カ バ ー す る の が 、 HiZ-GUMDAM 衛 星 （ 公 募型 ⼩ 型 ）と 、 PhoENiX 衛星（公募型⼩型を想定）である。HiZ-GUMDAM は、光⾚天連と⾼宇連による分野横断型のガンマ線バーストの観測計画であり、2017 年度の JAXA 公募型⼩型科学衛星
で２つの候補の⼀つとして選ばれている。PhoENiX は、太陽研連と⾼宇連による分野横断型の太陽フレア中の粒⼦加速を観測する衛星である。PhoENiX は 2017、2019 年度公募型⼩型に応募したが採択されず、引き続き活動は続けている。
５計画とも、⾼宇連の観点からマッチしたサイエンスを掲げ、⾼宇連の会員が主体的に参加しており、⾼宇連のロードマップに沿った計画である。また、⾼宇連会員の⼈的リソース配分につ15

⾼宇連将来計画検討 (第３期答申; 2020 年 12 ⽉)
いても各計画の具体化の中で今後適切に調整されると考えている。⾼宇連が中⼼となって推進する３計画(XRISM、FORCE、Athena)は、時系列に沿って遂⾏すべき重要な計画であると位置づけている。また、、
分野横断型の２計画(HiZ-GUNDAM、PhoENiX) はいずれも⾼宇連として重要ながら、連携する分野が異なり参加している⾼宇連会員も異なる。５計画のうち、既に予算化されているものは XRISM のみである。
なお、マスタープラン 2020 に向けて LOI が提出された計画のうち、⾼宇連では、⾼宇連が中⼼となって推進する３計画（XRISM、FORCE、Athena）と、分野横断の枠組みで ⾼宇連会員が参加して推進している２計画（HiZ-GUNDAM、PhoENiX）について推薦を⾏った。
これらとは別に、⾼宇連の会員が海外ミッションに⼤きな貢献をしながら参加しているものとして、Ｘ線偏光観測衛星 IXPE（アメリカ、2021 年度打ち上げ予定）があり、ISAS/JAXA から⼩規模計画の枠組みで⽀援されている。また、２つのガンマ線観測気球実験（MeV:Smile, GeV:GRAINE）
が国内で進んでいる。⼀⽅で外国での打ち上げに⾼宇連から⼤きく参加する例として、現状では硬Ｘ線偏光観測気球実験 XL-Calibur（アメリカ）が進んでおり、ISAS/JAXA から⼩規模計画の枠組みで⽀援されている。
この他、将来ミッション検討を進めるため、ISAS/JAXA 理学委員会におけるリサーチグループとして、Ｘ線ガンマ線偏光観測(2016-)、MeV ガンマ線観測(2019-)、コズミックネットワークを巡る
エネルギーと物質の探査(2019-)が⽴ち上がっている。

16

⾼宇連将来計画検討 (第３期答申; 2020 年 12 ⽉)

5.1 ⾼宇連が推薦するプロジェクト
5.1.1 Ｘ線分光撮像衛星 XRISM
銀河から宇宙の⼤規模構造まで、宇宙のさまざまな天体の形成と進化を理解することは、宇宙物理学の⼤⽬的の⼀つである。宇宙のさまざまなスケールの天体は、物質とエネルギーの流れのなかで進化するダイナミックな構造であり、これを理解するためには、物質の運動とエネルギーの流れをとらえ、現在の形にいたる歴史を明らかにする必要がある。天体を構成するバリオンのうち多くは、⾼温プラズマで占められており、放射されるＸ線輝度分布は質量分布の指標となる。さらにその特性Ｘ線を分光することで、天体の運動を含めた動的な描像を得ることができる。これによって、動的な描像のなかで現在の様⼦を捉えることができる。これは、宇宙物理学においてＸ線観測が担うべき重要な役割の⼀つである。
Ｘ線を放射するようなバリオンの運動エネルギーを調べ上げるためには、少なくとも銀河に相当する 100 km/s 程度の速度を、銀河相当の 100 kpc 単位で空間分解しながら調べる撮像・分光能⼒が求められる。この撮像と超⾼分解能Ｘ線分光を世界で初めて実現したのが ASTRO-H(ひとみ)に搭載された、軟Ｘ線望遠鏡と X 線 CCD カメラ、そして X 線マイクロカロリメータである。
「ひとみ」は、軟Ｘ線分光の他に、軟ガンマ線までの広帯域分光による極限宇宙の解明を掲げ、⾼宇連をはじめ国際的な科学コミュニティーの⽀持をうけ、共同プロジェクトとして推進されたが、2016
年３⽉の事故により、わずか１か⽉で運⽤停⽌となった。この事故を受けて国内外のコミュニティ
ーは、「ひとみ」の⽬的と成果を継承するミッションの早急な構築を求めた。そして、「ひとみ」の
科学⽬的のうち、「物質とエネルギーの流れがつくり出す宇宙の構造を⾼温プラズマの観測によって解明する」という科学⽬的にフォーカスしたのが、本計画であり、⾼宇連を⺟体として 2018 年
初頭にミッション要求された。
2018 年７⽉に JAXA プロジェクト「Ｘ線分光撮像衛星(X-Ray Imaging and Spectroscopy
Mission: XRISM)計画」として、正式に発⾜した。現在、多くの⾼宇連メンバーの参画はもとより、NASA および ESA の協⼒も得て、
2022 年度の打上を⽬指して開発が進められている。
この計画は、
これまでの観測の精密化や検証にとどまらず、質的に異なる天体物理学やプラズマ物理学を作り出すと期待されており、以下の４つのテーマをミッションの科学⽬標（Scientific Objectives)のもと「超⾼分解能Ｘ線分光で拓く宇宙の新たな地平」の展開を企図している。
1.

「宇宙の構造形成と銀河団の進化」の研究のため、銀河団という宇宙最⼤の重⼒的に束縛された天体における熱的エネルギーと⾮熱的エネルギーの分布と散逸過程を観測し、銀河団の成⻑の様⼦を熱⼒学と動⼒学的の両⾯から直接観測する。

2.

「宇宙の物質循環の歴史」の探究のため、恒星や超新星爆発による元素合成から、星間空間・銀河間空間に⾄るさまざまな階層の元素循環をトレースし、宇宙の元素組成の進化を直接観測する。

3.

「宇宙のエネルギー輸送と循環」の解明のため、銀河と活動銀河核による物質とエネルギーフィードバックの機構を観測し、銀河中⼼巨⼤ブラックホールと銀河の共進化に対する寄与を明らかにする。

4.

「超⾼分解能 X 線分光による新しいサイエンス」の開拓のため、画期的な分光性能による宇17

⾼宇連将来計画検討 (第３期答申; 2020 年 12 ⽉)
宙プラズマ精密観測にかかわる診断⽅法の開拓、鉄輝線・吸収線の重⼒⾚⽅偏移の探査など、
Ｘ線天⽂学の新時代にふさわしい観測に取り組む。
現在 XRISM では、各コンポーネント・サブシステムの製造・試験を⾏っており、2020 年度末から 2021 年度にかけて、衛星インテグレーションを開始する。2021 年度は、ミッション機器をふくむインターフェース試験、2022 年度には、衛星総合試験を経て、打ち上げオペレーションを計画している。
XRISM は、打ち上げ後、初期較正と検証運⽤を⾏う。この期間の観測は、XRISM の科学的課題に取り組むための性能を実証する⽬的で計画される。そのための観測天体は、XRISM 科学チームで検討中である。打ち上げ後、およそ９か⽉までに予定されているこれらの運⽤の後、、広く公募観測による通常観測運⽤を⾏う。初期の通常観測期間は打ち上げ後３年間と定義されており、その間に本計画で⽬指す科学成果の詳細については、Tashiro et al. (Proc. SPIE 10699, Space Telescopes
and Instrumentation 2018: Ultraviolet to Gamma Ray, 1069922 (6 July 2018); doi: 10.1117/12.2309455) に記載されている。
5.1.2 大型国際Ｘ線ミッション Athena
European Space Agency (ESA) は、"Cosmic Vision (2015-2025)" として、今後 10〜20 年程度の宇宙探査機を⽤いた宇宙科学の戦略を打ち出した。この中で、これから取り組むべき重要課題として「1. 惑星形成と⽣命の誕⽣」「2. 太陽系」「3. 宇宙の基礎物理法則」「4. 宇宙の歴史と構造」の四つを掲げている。2013 年 11 ⽉、ESA は⼆番⽬に打ち上げる⼤型ミッション L2 の科学⽬的として、"The Hot and Energetic Universe" を採⽤した。これは、上記の 3. と 4. に関連した、A)

普通の物質(バリオン)がどのように集まって今⽇のような⼤規模構造になったのか

B)

どのようにしてブラックホールは成⻑し、そして宇宙の構造に影響を与えるのかという謎に挑戦するものである。そして 2014 年 6 ⽉、"The Hot and Energetic Universe" のためのミッションとして、Athena 衛星計画が採択された。Athena 衛星に関する詳しい情報は、
http://www.the-athena-x-ray-observatory.eu/ に記載されている。Athena 衛星には、⼤⾯積Ｘ線望遠鏡 (Silicon Pore Optics; SPO)、TES X 線マイクロカロリメータ (X-ray Integral Field Unit; XIFU)、広視野 DEPFET 検出器 (Wide Field Imager; WFI) が搭載される。撮像分光によって発展してきたＸ線天⽂学を、⼤有効⾯積・広視野・⾼エネルギー分解能によってさらに発展させる､2030
年代の⼤型天⽂台である｡
⽇本は 1990 年代後半の XEUS 計画、2010 年代の IXO 計画や前 Athena 計画を通して、⻑い間国際協⼒を続けてきた。現在の Athena 計画に⽇本の参加が期待されている理由は、これまでの国際協⼒関係に加えて、⽇本には「ひとみ」衛星や XRISM という Athena の先駆けミッションの開発経験があることが⼤きい。我々は現在、Athena ミッションの正式な製作スタート時に国際パートナーとして参加し、データを共有するという⽬標をたてて、活動を⾏なっている。宇宙研理学委員会に対しても Athena WG として 2015 年 2 ⽉に⼩規模プロジェクトとしての申請を⾏い、宇宙理学委員会よりプロジェクトへの推薦を得た。その後⼩規模プロジェクトの枠組みが変わり、2019 年 10 ⽉ 1 ⽇に戦略的海外共同計画の候補としてミッション探求フェーズ活動 (Pre
PhaseA1b)を⾏うこととなった。そのため、⽇本の Athena グループは WG を終了し、宇宙科学
18

⾼宇連将来計画検討 (第３期答申; 2020 年 12 ⽉)
研究所所内計画チームへと移⾏し、現在プリプロジェクト化を⽬指している。Athena ⾃体は､2019
年 11 ⽉に Phase-A を終了し､Phase-B に⼊った｡次の重要なマイルストーンは、2022 年中ごろに予定されている Mission Adoption Review (MAR) である。本格的建設は MAR 以降に始まるので、これと歩調を合わせたい｡
⽇本が Athena に参加する⽬的は、同じＸ線マイクロカロリメーターミッションであるひとみ衛星、XRISM の経験を元に、2030 年代世界で唯⼀の⼤型Ｘ線天⽂衛星である Athena を成功に導き､それにより科学成果を得ることである。Ｘ線輝線の放出メカニズムの各々は⽐較的単純な物理に基づいているとはいえ、精密分光情報から天体の物理を引き出すための総合物理はまだ発展途上である。例えば、「ひとみ」衛星によるわずかな観測からですら、現⾏のプラズマＸ線放射コードにはまだまだ改善が必要なことがわかった。XRISM 衛星が成功すれば、Ｘ線分光の威⼒を真に発揮するために必要な総合物理を⼿に⼊れることが出来るだろう。この知識をもとに、Athena のサイエンスを成功に導く。そのために、現在 ASST (Athena Study Science Team)や SWG に⽇本⼈研究者が⼊り込み、Mock Observation Plan の⽴案などに関わっている。
Athena ハードウェアへの貢献としては、X-IFU の冷却系をメインとしている。X-IFU のための冷凍機開発技術は、「ひとみ」や XRISM のみならず、LiteBIRD や SPICA などの他プロジェクトにも応⽤可能な重要な冷凍機技術である。そのため宇宙科学研究所は、CNES（フランス国⽴宇宙研究センター）および CEA（フランス原⼦⼒・代替エネルギー庁⺠⽣科学センター）と協⼒し、ESAの公募型研究開発プログラム Cooling Chain Core Technology Program (CC-CTP) に参加し、そのもとで基礎技術開発に取り組んできた。特に、絶対温度 4K/2K を実現するジュールトムソン冷凍機は、⽇本の開発品が要求を満たし､最も開発が進んだ段階にある｡なお、X-IFU consortium には
⽇本⼈研究者 4 名が Co-I として参加しており、さらに ⽇本⼈研究者 1 名が X-IFU scientist として参加している。
サイエンス、X-IFU 冷凍機への貢献が⽇本の貢献のベースラインである。その他の寄与として、
X-IFU の多数ピクセル読み出しに必要な SQUID の提供の可能性を検討している。また、SPO の迷光を削減するためのプリコリメーター、Ｘ線反射膜である Ir の光電吸収端に起因する有効⾯積の減少をリカバーするための軽元素オーバーコートの開発での寄与を検討している。2019 年 11 ⽉には、WFI の PI である Kirpal Nandra (MPE) より、⽇本で WFI の Detector Electronics の⼀部を担当出来る可能性はないか、との依頼があり、feasibility study を始めた。現在、ブレッドボード
モデルの開発に取り組んでいる。
「ひとみ」や XRISM の経験をもとに、Athena の運⽤やキャリブ
レーションに貢献する可能性も議論している。
5.1.3 広帯域Ｘ線高感度撮像分光衛星：FORCE
FORCE (Focusing On Relativistic universe and Cosmic Evolution) の科学目的は「ミッシ
ングブラックホールの探査を通じて、現在の宇宙を構成する天体の形成史を紐解くこと」、「超新星
残骸や銀河団の観測を通じて、相対論的粒子の起源と総量を測定すること」、および「若い超新星
残骸の観測を通じて、超新星爆発における爆発メカニズムと元素合成を理解すること」である。
多くの銀河の中心にある太陽質量の十万〜百億倍の質量を持つ巨大なブラックホール(以下BH)とその母銀河のバルジ成分の質量との比例関係や、宇宙ジェットなどによる BH から周囲の環
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⾼宇連将来計画検討 (第３期答申; 2020 年 12 ⽉)
境へのフィードバックが示す通り、BH は宇宙進化のキープレイヤーの１つであり、宇宙の天体進化に決定的な役割を果たしている。しかしながら、その BH がいかにして作られ成長したかという点においては未知な部分が極めて多い。その理由は、吸収体に深く埋もれた銀河中心巨大 BH に代表されるように、これまでの観測では見逃されていた BH が多数存在するためである。本計画は、そのようなミッシングブラックホールを探査し、BH 全体の宇宙論的時間軸上の進化を明らかにする。
これまでの超新星残骸(SNR)のＸ線・ガンマ線観測により、銀河宇宙線の起源は SNR であるという描像が確立しつつある。特に、GeV/TeV ガンマ線観測の進展により、GeV 以上の宇宙線陽子については理解が進んできた。一方で、宇宙線の大部分を担う MeV 陽子については観測的情報が未だに限られている。また、銀河団においても、広い領域で動的な粒子加速が存在すること、様々な非熱的圧力の和が銀河団外縁でガス圧に匹敵することが示唆されているが、非熱的エネルギーの総量はわかっていない。本計画は SNR や銀河団の広帯域Ｘ線観測を通じて、このような相対論的粒子の起源と総量に関する未解決問題に挑む。
星の最深部から放出されるイジェクタの観測からは、超新星爆発における爆発メカニズムと元素合成に関する重要な知見が得られる。我々は若い超新星残骸の観測を通じて、Ti や鉄族元素の量と空間分布を測定し、Ia 型超新星の爆発の起源や重力崩壊型超新星爆発の爆発メカニズムの謎に迫る。
上記の科学目的を実現するために、FORCE は〜10 秒角の結像性能を持つ高角度分解能スーパーミラーならびに、軟Ｘ線から硬Ｘ線までのワイドバンドに感度を持つ焦点面検出器を搭載する。
開発体制は、日本が主導し、米国との国際協力を主軸とする。衛星システムと焦点面検出器は日本側が担当し、高角度分解能スーパーミラーは NASA/GSFC で開発している Si ミラーを搭載する予定である。焦点面検出器は軟Ｘ線と硬Ｘ線をそれぞれ担当するイメージャを一体化したハイブリッド型であり、「ひとみ」の資産を活用する。具体的には硬Ｘ線部は CdTe のストリップ検出器の改良型としつつ、軟Ｘ線部はシリコン両面ストリップ検出器から SOI-CMOS ピクセル検出器(SOIPIX) に変更する。これによりエネルギー分解能の向上と軟Ｘ線への感度帯域の拡張をおこな
い、 BH などからの非熱的放射の特徴である“時間変動する広帯域スペクトル”を精度よく捉える。
このように FORCE は、「ひとみ」の広帯域Ｘ線撮像分光という概念を受け継ぎ、それを先鋭化させたミッションである。
2019 年度に発出された公募型小型計画には提案したものの、採択には至らなかった。審査報告書には、審査期間中に NASA における海外協力の体制が大きく変更され、今後のマネジメントリ
スクが増大したことが、その要因の一つに挙げられている。この点については、NASA と JAXA の今後の協議の行方を注視するとともに、容易に海外協力の道が閉ざされることのないよう我々としても積極的に関与していく。米国側でも、NASA/GSFC を中心に US-FORCE チームを立ち上げており、今後はより広範な視点でサイエンス検討も進めていく。また、現在は次回の提案にむけて、観測性能の向上と衛星のさらなる最適化を⽬指し、新たにシステム・サブシステム検討の見直しをおこなっている。SOIPIX 単体では裏面照射素子のイベント駆動読出しでのエネルギー分解能の目
標値達成など新プロセスの度に進化を遂げており、要素技術の多くは要求性能を満たしたと考えている。そこで、軸足を直接の搭載品開発へ移し、大型サイズの素子開発や、読み出しシステムの開20

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発に取り組んでいる。CdTe についても、着実に性能向上が進んでいる。多層膜化した Si ミラーの開発については、NASA/GSFC のグループと緊密に連携しつつ進めている。日本は「ひとみ」
でのスーパーミラー製作の経験を活かし、多層膜モデルや SPring-8 での硬Ｘ線測定実験などを主導している。現時点で、2 回反射 1 ペア要素モデルで 30keV のＸ線に対し HPD 15 秒角以下の集光像を達成している。

5.2 ⾼宇連が推薦する分野横断プロジェクト
5.2.1 HiZ-GUNDAM
HiZ-GUNDAM は、ガンマ線バースト (GRB) に代表される突発天体現象を観測することで、初期宇宙と極限時空の探査を⾰新的に開拓するミッションである。
宇宙で最も明るい光源である⻑時間 GRB は、初代星を含む⼤質量星が爆発し、ブラックホールを形成する際に発⽣する現象と認識されている。その明るい残光現象を利⽤すれば、宇宙年齢が 7.7
億年よりも若い（⾚⽅偏移が z > 7 の）初期宇宙における、初代星・初代ブラックホール形成、宇宙再電離、重元素合成の歴史など、初期宇宙観測のフロンティアを開拓することが可能となる。さらに、2017 年のノーベル物理学賞となった重⼒波の直接検出を、真の「重⼒波天⽂学」へと発展させるためには、重⼒波と同期した突発天体現象の電磁波での観測が必須である。特に、中性⼦星連星の衝突・合体などに伴う電磁波放射を観測することが重要課題であり、短時間ガンマ線バースト
や軟Ｘ線超過現象、近⾚外線で輝くキロノヴァ現象が主要なターゲットとなる。ブラックホールが誕⽣した瞬間の極限時空をＸ線で観測することで、重⼒波との検出時間差などから相対論的ジェッ
トの⽣成メカニズムを探求し、その周辺の物理現象を探査する。これまでのブラックホールに対する理解を、その誕⽣メカニズムから包括的に理解することを⽬指す。
以上の観測を実現する⽅法として、(1) Ｘ線突発天体を 10-10 erg/cm2/s の過去最⾼感度の広視野モニターで発⾒し、(2) ⾃律制御で衛星姿勢を変更した後、(3) 可視光・近⾚外線望遠鏡で 20 等級(AB)/10 分露光の感度で追観測を⾏う
特に、GRB を⽤いた初期宇宙探査の観点では、従来の地上望遠鏡のみによる追観測は限界にきており、⾼頻度・⾼感度なスペース近⾚外線望遠鏡による迅速な⾚⽅偏移の同定が望まれている。さらに、これまでの観測から、キロノヴァ現象は r 過程元素による強い吸収のため⾚外線放射が卓越することが知られていることから、重⼒波源の電磁波対応天体の探査にとっても広視野Ｘ線モニターと近⾚外線望遠鏡は優れた組み合わせである。以上のような初期宇宙と極限時空の探求から、2020年代の天⽂学・宇宙物理学全体の最重要テーマである「宇宙の物質と空間の起源」の理解に貢献する。また、近年の天⽂学で話題となっている、Fast Radio Burst、超⾼エネルギーニュートリノ源、恒星スーパーフレア、超新星ショックブレークアウトなどの発⾒・追観測など、あらゆる時間領域
天⽂学およびマルチメッセンジャー天⽂学へ貢献できるミッションを提案する。
4.2.2 PhoENiX
PhoENiX 計画は、磁気リコネクションに伴う粒⼦加速の理解を科学⽬的とした衛星計画で、磁気リコネクションが引き起こす太陽フレアを主たる観測対象とし、粒⼦加速場所の特定、加速の時間
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発展の調査、加速の特徴の把握を⽬指す。そのための観測⼿法として、⾼いダイナミックレンジと
空間・時間・エネルギー分解能を同時に有する「軟Ｘ線〜硬Ｘ線の２次元集光撮像分光観測」と、
時間・エネルギー分解能と偏光測定能⼒を有する「硬Ｘ線〜軟ガンマ線の偏光分光観測」を⽤いる。
これらは、⾼精度ミラーと⾼速度カメラ・⾼精度検出器を⽤いて実現する。なお、これまでの太陽フレア観測は、ダイナミックレンジ不⾜により、有⼒な加速場所の候補領域（エネルギー解放領域など）が⼗分に⾒えていない上、3 つの分解能の同時達成が不⼗分で、⾼エネルギー帯域の偏光測定も未実施であった。このことを考えると、PhoENiX こそが初めて真に太陽フレアにおける粒⼦加速の理解に迫る計画であると⾔える。
本計画では、硬Ｘ線の２次元集光撮像分光観測により、加速電⼦が存在する場所、時間を同定する。そして、軟Ｘ線の２次元集光撮像分光観測から、加速中の電⼦や加速の原因となっている物理
過程の把握を⾏う。加速原因の候補としては、磁気リコネクションが⽣み出す衝撃波、プラズマの塊（プラズモイド）、フロー、電流シートなどが想定される。これらはスペクトルから得られる物理
情報を⽤いて同定する。また、硬Ｘ線〜軟ガンマ線の偏光分光観測により、加速⽅向の⾮⼀様性、加速電⼦の最⾼到達エネルギー、加速電⼦が太陽表⾯に到達するまでの時間などを測定することで、加速電⼦の特徴を調査する。
Ｘ線〜ガンマ線帯域で太陽フレアを観測する本計画は、宇宙空間からの定常的な観測が必須であり、衛星を⽤いて太陽活動周期第 26 期（2030 年代前半〜）の極⼤期前後での観測実現を⽬指す。
本計画は、粒⼦加速の理解を⽬指す研究者が、既存分野（⾼エネルギー宇宙物理学、太陽物理学、
地球惑星磁気圏プラズマ物理学、実験室プラズマ物理学（エネルギーの⾼い順））の枠組みを超えて参加・推進する分野間連携計画である。
なお、PhoENiX の科学的・技術的デモンストレーションとして、太陽フレアに対するＸ線２次
元集光撮像分光観測（世界初）を⽬指した⽇⽶共同観測ロケット実験 FOXSI-4 を実施する。FOXSI
ロケット実験は、⾼エネルギー宇宙物理学と太陽物理学の連携で実施してきたが、FOXSI-4 もこの枠組で実施し、⽇本からは PhoENiX のキー技術でもある⾼精度ミラー（電気鋳造製）と⾼速度カ
メラ（軟Ｘ線⽤ CMOS カメラと硬 X 線⽤ CdTe カメラ）を提供する。
この計画は、
NASA に Excellent（9 段階評価のうちの最⾼評価）の評価で採択されており、2024 年の打ち上げを予定している。
スケジュール2021 年後半（前回からの 2 年後を想定）：ミッション提案
2022 年〜2023 年：プロジェクト化に向けたレビュー (Pre-Phase)（2024 年 観測ロケット実験 FOXSI-4 打ち上げ）
2024 年〜2031 年：開発・製作 (Phase A ‒ D)
2032 年以降（太陽活動極⼩期以降）：打ち上げ、運⽤（ミッション期間は 2 年間、その後の延⻑運⽤も考えている）

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6. 海外ミッションへの積極的な参加、気球実験や超⼩型衛星の活⽤上で述べた５計画だけでは達成できないサイエンス（偏光、ガンマ線、サーベイなど）を狙うた
めには、積極的に海外ミッションへ⼩中規模に参加することが必要である。そのためには次節で述
べる⽇本独⾃の観測技術開発を並⾏して進めることが望まれる。⽇本のコミュニティーは最先端で独⾃の観測装置や技術を開発してきており、世界的にも評価が⾼い。これを武器に国際プロジェク
トに参加し、限られたリソースを有効活⽤し、科学⽬標を実現することも重要である。例えば、偏光観測の IXPE では、JAXA ⼩規模計画の枠内で国際協⼒を実施し、フライトハードウェアの提供を⾏っている。また、アメリカが主導していた硬Ｘ線偏光衛星気球実験 XL-Calibur にも、2018 年
度より本格的に⽇本から多くの⼈が参加し、ハードウエアーの提供および技術協⼒などを⾏っている。ガンマ線観測の分野では、ASTRO-H/HXI と SGD で培ってきた半導体検出器の技術を元に、コンプトンカメラの開発が継続されており、太陽観測衛星 PhoENiX 計画への貢献が期待される。
また、国際協同計画や国内計画でキューブサット計画も、少しずつであるが進んでいる。他にもプロジェクト化されていない海外ミッション計画に⾼宇連メンバーが参加しており、その⼀部は将来的に正式にプロジェクト化されると期待される。
観測ロケット、⻑時間⾶⾏気球、超⼩型衛星など多くの打ち上げ機会を積極的に利⽤して、そうしたものでも実現できるサイエンス、および、それらを⽤いた技術検証も不可⽋であり、⾼宇連
メンバーから実際に様々な気球実験（SMILE 実験、GRAINE 実験など）や超⼩型衛星計画が⽴案あるいは実際に進められている。これらについても⽇本国内でのリソースやノウハウの共有とともに、海外との連携あるいは海外の打ち上げ機会を探ることが必要であろう。また、超⼩型衛星について
も、⾼宇連メンバーがいくつかの計画を提案あるいは実⾏しており、技術検証だけでなく若⼿の技
術訓練のためにも、今後積極的に検討していくことが期待される。
参考として付録 A に、⾼宇連メンバーが関わる海外計画・⼩型・超⼩型計画の⼀覧を載せた。以下には、実際に打ち上げが確定しており、ISAS/JAXA からの⼩規模計画で予算サポートをされている２つの計画について記述しておく。

6.1 Ｘ線偏光観測衛星 IXPE
IXPE (Imaging X-ray Polarimeter Explorer) は NASA マーシャル宇宙⾶⾏センターが主導する、世界初の撮像型⾼感度軟Ｘ線偏光観測衛星で、2021 年後半の打ち上げを予定している。⽇本グループは JAXA ⼩規模計画の枠組みのもと、Ｘ線偏光天体物理学という新分野を開拓し、新しい宇宙の姿をとらえることを⽬的に、ハードウェア提供から科学成果創出まで含めて参加している。⽇本
グループには、観測天体選定の議論、全ての観測データへのアクセス権、内部ソフトウェアへのア
クセス権など、プロジェクトの主要部分への関与が認められている。⽇本から提供する、Ｘ偏光計に⽤いる電⼦増幅フォイルとＸ線望遠鏡の熱シールドは、いずれもフライト品を納品済みであり、⽶国において衛星への組み込みと試験が⾏われている。
Ｘ線偏光はシンクロトロン放射などの X 線発⽣機構、散乱などの X 線輸送機構と直接結びついており、⾼エネルギー天体の磁場や幾何構造を探る優れた⼿段である。例えば、中性⼦星の超強磁場でのプラズマや、真空そのものの振る舞い、ブラックホール近傍の時空構造、相対論ジェット、
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衝撃波⾯での磁場の乱雑さなどを観測できる。新しい観測⼿法であるため、打ち上げ初年度は、⾼エネルギー天体現象のカテゴリー毎に代表的な天体を⼀つ以上、⼗分な偏光検出感度で観測するという戦略をとる。活動銀河核、マイクロクェーサー、パルサー星雲/パルサー、超新星残骸、強磁場中性⼦星 (マグネター)、中性⼦星と恒星の連星 (LMXB, HMXB) といった代表的なＸ線天体が⼀通り観測対象になっており、幅広いカテゴリーのＸ線天体に対して、網羅的に偏光観測のアウトプットが期待できる。IXPE により取得したデータは、原則、即時公開の予定である。
IXPE や次に述べる XL-Calibur に続く発展計画として、紫外線、軟Ｘ線、硬Ｘ線の多波⻑を同時に偏光観測する X-ray Polarization Probe (XPP)が Probe クラスミッションとして提案されている。

6.2 硬Ｘ線偏光観測気球実験 XL-Calibur
XL-Calibur 気球実験は⽶国ワシントン⼤学が主導する硬Ｘ線（15-80 keV）偏光観測ミッションである。望遠鏡で集光することにより、従来のコリメータ型の偏光計よりも⾼感度な観測を実現する。2018 年に南極において最初の科学観測を X-Calibur として実施した。次回フライトは XLCalibur と名前を変え 2022 年の放球を計画している。⽇本からは FFAST 衛星⽤に製作された⼤型望遠鏡の提供を通じて、科学成果創出まで含めて参加する。
FFAST 望遠鏡はすでに全ての反射鏡を製作済みである。現在は⼀部の⽀持構造をフライト仕様に置き換え、2021 年度末までに SPring-8 などの放射光施設で較正実験を⾏うことでフライト準備が整う。これらの対応のため、⽇本側では 2019 年度から JAXA ⼩規模計画に採択されている。
今後の北極圏および南極における複数回の観測により、パルサー星雲（Crab）、ブラックホール
連星系（Cyg X-1）
、質量降着型パルサー（Vela X-1）など、硬Ｘ線帯域で明るい天体からの偏光を数%オーダーで検出・制限できると考えている。同時期に観測を⾏う IXPE 衛星は、2-8 keV の低エ
ネルギー側を観測するため、お互いに相補的な関係にあり、偏光のエネルギー依存性が調べられる。
また、硬Ｘ線帯域に特徴的な反射成分の寄与からブラックホール近傍の降着物質のジオメトリを制限したり、サイクロトロン吸収線の帯域の観測から中性⼦の降着柱の磁場を推定するなど、硬Ｘ線
独⾃のサイエンス創出も⽬指している。

7. コミュニティーで進んでいる技術開発
将来のミッションを構築、あるいは世界のミッションにその⾼い技術⼒を乞われて参加することができるように、世界最先端で独⾃の装置開発は必要である。サイエンスと同時に装置開発を⾏う
ことが⽇本の特徴であり、先端技術の開発に基づいた⼈材育成のためにも重要である。個々の計画とは別に、ユニークでレベルの⾼い装置開発を引き続き進めるべきであり、⼀定の予算を確保しつづける努⼒をはかるべきである。

7.1 現在進⾏中の装置開発研究
第 3 期の将来計画委員会では、こうした技術開発の動向を把握すべく、コミュニティーで現在進⾏中の技術開発プロジェクトを集め、「⾼宇連技術ロードマップ補⾜資料（コミュニティーメンバ
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ーより提出された技術開発項⽬のリスト）」として取りまとた。軟 X 線、硬Ｘ線、MeV ガンマ線の検出器や、超軽量Ｘ線集光鏡や⼤型⾼⾓分解能Ｘ線集光鏡、その熱制御素⼦に加えて、地上でのＸ
線スペクトル測定実験による放射モデル較正や、より柔軟な科学観測を実現するための衛星バス技
術やインフラの整備まで、幅広くコミュニティーメンバーが技術開発に取り込んでいることが確認できた。⼀⽅で、すでに具体的な検討が進んでいるミッションのための技術は⾒られるものの、サイエンスを引き出すための独⾃の新ソフトウェア開発や、2040 年代を⾒据えた宇宙観測のための要素技術開発など、「今はだれもやっていないが、⽇本としてアクセスを確保すべき技術」が存在するはずであり、今後は、これを取りまとめることが重要とであるとの認識を得た。それは国産技術であっても良いし、市販されているものであればこれを市場で⼊⼿すれば良いものである。また、外国の技術にしっかりと⾷い込んでアクセスを確保するものでも良い。⼿段を問わず、⾃らがやりたいと考える未来のサイエンス観測を実現するための技術開発が求められる。
技術ロードマップの議論は、第 3 期の将来計画委員会の後半に⽴ち上げられたため、とりいそぎ
既存の技術開発を取りまとめ、課題を整理する段階まで進めたところで⽌まることとなる。第 4 期
では、2040 年を⾒据えた「ニーズに基づいた新技術の議論」や、技術開発を促進する体制づくりを議論できるとよいと考える。

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注意；項⽬ [ ア ] 検出器技術、機上ソフトウェア、望遠鏡など、熱・構造技術など[ イ ] 地上解析ソフトウェア技術[ ウ ] 地上解析での実験技術[ エ ] 宇宙科学に関わる汎⽤技術[ オ ] その他（より広範な技術）

7.2 超⼩型衛星を取り巻く状況
科学衛星がより⼤型に、そして信頼性重視に進んで価格も⾼騰する中、予算は増えないために衛星打ち上げの頻度が低下し、かつ実際の現場で装置開発に携わる機会が減っている。SPICA のような国際協⼒の⼤型計画が突然キャンセルさる時代であり、現在計画されている公募型⼩型衛星だけではなく、今できる⼀番新しいサイエンスを着実に積み上げていくという研究戦略が本コミュニテ
ィーの維持・発展には必要である。また、⼈材育成・技術⼒の維持という観点では、地上実験とは全く異なる宇宙機開発の技術⼒は、地道な軌道上実証実験の積み重ねでのみ醸成される。したがって、フライトチャンスの獲得はコミュニティーにとって、そして宇宙科学にとっての死活問題である。
この課題を解決する⼀つの可能性として研究開発が進められてきたのが超⼩型衛星であり、⽇本でも科学観測を⽬指していくつかの超⼩型衛星が計画されてきた。そして、2018 年以降これら超⼩型衛星の科学利⽤は全世界で極めて活発に推進される様になっている。例えば NASA は年間 5 億円のキューブサット利⽤科学ミッションを予算化し、1 プロジェクトあたり 3~5 億円のキューブサット開発を組織的に推進している。この様な動きは ESA、CNSA(China National Space Agency)等
でも同様であり、開発サイクルの⻑い⼤型科学ミッションと超⼩型衛星を相補的に組み合わせて利⽤するのが世界の潮流となりつつある。しかしながら、現在の⽇本にはこの様な予算枠・開発⽀援体制が存在せず、科研費単独で⾟うじて開発が出来るのはセンサシステムのみが限界である。衛星バスの開発費・打ち上げ費・運⽤費は「研究費」として獲得することが性質的にも困難であり、結27

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果として開発から打ち上げまでに 5 年以上も掛かってしまい、科学的価値の上でも、センサ技術の上でも、システム設計の上でもでもミッションが陳腐化し国際競争⼒を喪失しつつある。超⼩型衛星のバスや地上システムを安価に迅速に提供でき、かつ⽇本の科学者からアクセス性の良い仕組みが求められる。この問題を解決し、⽇本の宇宙科学コミュニティーが、技術の軌道上実証や、超⼩型衛星プロジェクトに容易に取り組める道筋を⽴てることが重要である。
【ゲートウェイ計画】
⽉軌道プラットフォーム・ゲートウェイ計画は NASA が主導するプロジェクトであり、⽇本もJAXA が正式に参加を表明している。⼀⽅で、⽇本は具体的に何に対して貢献するのか全く決まっていない状態での参画決定であり、⽂科省が航空宇宙系の研究者に対してヒアリングを⾏っている
状況である。
（⽂科省は、超⼩型衛星等による地球・⽉間もしくは、⽉軌道上での通信⽀援等を想定していると思われ、科学利⽤はヒアリングの対象外である）。
⽉軌道へアクセスする機会が得られることから、ISAS では深宇宙探査技術のための軌道制御実験やそれを利⽤した編隊⾶⾏ミッションなどの可能性が検討されている。輸送コストの⾯から、これらの計画は基本的に超⼩型衛星で⾏われることになる。⾼エネルギー天⽂学分野においては、地球から離れているという特徴を活かし、温度的に安定した環境下で、地球⼤気からのコロナ輝線や散乱ガンマ線、さらに地球磁気圏の放射線に影響されない（代わりに太陽起源の放射線に対応が必要）観測が可能になるだろう。この様な観点から、宇宙⼯学分野では今後この様な超⼩型衛星が提案されるはずであり、その相乗りミッションとして、上記条件でしかできないユニークな科学観測
ミッションを提案し、理・⼯学連携で提案することが望まれる。

7.3 ⼤学院⽣及び若⼿研究者のサポート
これらとは別の論点として、必ずしも技術ロードマップに限らないものの、⼤学院⽣をはじめ、若⼿の研究者が減っていることへの対策は必要との提⾔がなされた。実態の調査が必要であるものの、全体的に博⼠を取得しアカデミック業界に残る若者の数は減少している。これは⾼宇連のみの課題ではなく、だからこそ企業への就職との⽐較、他分野との⽐較の双⽅で、より魅⼒や活⼒の向上がますます重要となっている。若者がより活発に観測研究や装置開発を推進できるよう、⾼宇連として環境づくりをすることが重要であるとの認識を得た。

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８．今後の将来計画検討委員会への引き継ぎと⽅向性
第３期将来計画検討委員会の任期中には、ロードマップが変わるような計画提案あるいは境界条
件の変更はなかったので、現 5 計画に対しては会員との情報共有を中⼼に⾏った。⼀⽅で、他波⻑や諸外国の動向をみると 2030 年代のミッション計画が進み始めているのに対し、⾼宇連ではなか
なか計画⽴案などが進んでいないことを認識した。そのため、タウンミーティングなどを開催して議論を進めるとともに、技術ロードマップを⽴ち上げるべく、会員からインプットを集めたところ
で、任期終了となった。しかし、次の第 4 期になってすぐに、SPICA のキャンセルという⼤きなニ
ュースが⾶び込んできた。また、宇宙研のミッションカテゴリーの変更もまもなく⾏われるようである。このため、第 4 期はロードマップの⼤きな変更が起きる可能性がある。
以上をふまえて、以下の点を、次期の将来計画検討委員会に託したい。
l会員からインプットされた技術ロードマップの項⽬を整理し、どのように位置づけるのかを議
論を重ねて決定し、最終的に技術ロードマップを⽴ち上げてほしい。

l

光⾚天連、宇電懇、CRC、理論懇などの近隣各コミュニティーと、意図的に交流する機会を設け、⾼宇連の⽴場を再確認する機会を頻繁に設けると良い。

l2030 年代の計画提案のためには、サイエンス検討が重要である。そのため、サイエンス検討を議論するタウンミーティングなどを開催し、議論を進めてほしい。

lISAS/JAXA 関連の境界条件が⼤きく変わると思われるため、それらを会員に知らしめて情報共有するとともに、計画⽴案に対する影響の議論を進めてほしい。

l

欧⽶はもちろんのこと、新興国（中国、インド）のミッション動向を⼗分に注視し、どのような対応が可能なのか、JAXA を始めとする関係各機関と情報交換すること。また、⾼宇連の世界戦略の中にどのように位置付けることができるか、議論の機会を設けることが望ましい。

l

超⼩型衛星の推進に対する戦略検討、問題の洗い出しなどを引き続き進めてほしい。

l

若⼿からの意⾒が出にくいということが第 3 期中にも認識されたので、若い世代からの意⾒を積極的に聴く機会を設けるなど検討してほしい。

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A. ⾼宇連メンバーが関わる外国衛星計画・⼩型・超⼩型衛星計画
ORBIS•

⽬的：バイナリブラックホール探査•

乗り物：超⼩型衛星(50 kg 級)•

搭載装置：MEMS Ｘ線望遠鏡 + Ｘ線 CCD•

打ち上げ⾒通し：現状•

関係機関：⾸都⼤、JAXA 宇宙研、関東学院⼤、関⻄学院⼤、名古屋⼤、明星⼤ほか•

売り込みポイント：AGN の⻑期モニタリング観測を⾏う特定天体専⽤衛星2025 年

速報実証衛星 AGU Remote Innovative CubeSat Alert System(ARICA)•

⽬的：⺠間衛星通信を利⽤した突発天体速報システムの実証、軌道上ガンマ線観測実験•

乗り物：1U キューブサット•

搭載装置：GAGG シンチレータ + MPPC•

打ち上げ⾒通し：2021 年⾰新的衛星技術実証２号機にて打ち上げ•

関係機関：⻘⼭学院⼤学、理化学研究所、東⼯⼤•

売り込みポイント：HiZ-GUNDAM で使⽤する GRB 速報システムのパスファインダー。

Kanazawa-SAT3•

⽬的：重⼒波の発⽣と同期したＸ線・ガンマ線突発天体の発⾒と通報•

乗り物：超⼩型衛星 (50cm・50 kg 級)•

搭載装置：広視野Ｘ線撮像検出器、⼩型ガンマ線トリガー検出器•

打ち上げ⾒通し：2022 年 5 ⽉ごろ、⾰新的衛星技術実証 3 号機にて打ち上げ•

関係機関：⾦沢⼤学、理化学研究所•

売り込みポイント：⾼エネルギー突発天体現象を伴う時間領域天⽂学やマルチメッセンジャー
天⽂学に貢献する

うみつばめ•

⽬的：広視野紫外線サーベイによる時間領域マルチメッセンジャー天⽂学•

乗り物：超⼩型衛星（50cm・50 kg 級）•

搭載装置：250~300nm の紫外線望遠鏡。視野 50 平⽅度。検出限界 20 等級(AB)@1800s
exposure 4 点タイリングで 200 平⽅度を 1.5/hr ケイデンスでカバー。

•

打ち上げ⾒通し：2022 年⾰新的衛星技術実証 3 号機にて打ち上げ•

関係機関：東京⼯業⼤学（理・⼯）、JPL/Caltech、甲南⼤、東北⼤学、東京⼤学•売り込みポイント：Caltech/JPL の紫外線観測衛星計画 ULTRASAT の Pathfinder として共同開発を⾏う。紫外線変動天体を起点として、⽊曽 Tomo-e-gozen、京都 3.8m 望遠鏡など、重⼒波追観測網をフル活⽤したマルチメッセンジャー天⽂学を実現する。およそ１ヶ⽉に⼀発以上の頻度で新天体を発⾒できる。2020 年度より JAXA ⼩規模計画。産学連携プロジェクト。

【開発中 ⾶びそうな順で】30

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NinjaSat•

⽬的：明るいＸ線源の多波⻑モニタリング観測・MAXI 発⾒天体の追観測・教育等•

乗り物：６U キューブサット•

搭載装置：Xe/CO2 + GEM ガス検出器（2 系統）。2-50 keV, 有効⾯積 38cm2@6.4 keV (2 台)、FoV 2.1˚放射線帯モニター (2 系統)。

•

打ち上げ⾒通し：2021 年内にペイロード完成予定、2022 年前半に ISS から放出予定•

関係機関：理化学研究所、中央⼤、静岡⼤、東⼤、広島⼤、国⽴彰化師範⼤•売り込みポイント： 商⽤衛星バスを利⽤した短期開発・観測実現、キューブサットによるポインティング観測。

SONGS•

⽬的：太陽中性⼦・ガンマ線分光ミッション•

乗り物：3U キューブサット•

搭載装置：GAGG+MPPC によるコンプトンカメラ•

打ち上げ⾒通し：2023 年頃⽬標（太陽極⼤期）•

関係機関：名古屋⼤学・名城⼤学の理⼯学連携•売り込みポイント：⼯学実証ミッション MAGNARO が 2022 年打ち上げ予定であり ASIC 等の基幹部品も実証予定。本ミッションは 2 号機のペイロードであり、太陽からの中性⼦・ガン
マ線、GRB などの突発天体の観測を狙う。3 号機以降では編隊⾶⾏雷観測などのシリーズ化を⽬指す（NuCube）
。

GEO-X
•

⽬的：地球磁気圏Ｘ線撮像•

乗り物：超⼩型衛星+⽉付近への投⼊のための推進系•

搭載装置：MEMS Ｘ線望遠鏡 + Ｘ線 CMOS 検出器•

打ち上げ⾒通し：2022 年頃⽬標、衛星概念検討、宇宙研リサーチグループで活動•

関係機関：⾸都⼤学東京、名古屋⼤学、東京⼤学、ISAS/JAXA、理化学研究所ほか•

売り込みポイント：⽉付近からの「世界初」の地球磁気圏Ｘ線撮像、Ｘ線天⽂、惑星科学、太陽科学、宇宙⼯学の分野横断ミッション

cipher•

⽬的：硬Ｘ線（10-25 keV）偏光撮像ミッション•

乗り物：３~6U キューブサット•

搭載装置：符号化マスク+CMOS イメージセンサ•

打ち上げ⾒通し：202?

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関係機関：東⼤・理、理研、国⽴天⽂台、IPMU、⼤阪⼤学

売り込みポイント：世界初の硬Ｘ線偏光のマッピング観測であり、かに星雲の磁気乱流、Cyg X-1の降着流ジオメトリ、太陽フレアの粒⼦加速等の解明を⽬指す。

像再合成望遠鏡計画•

⽬的：符号化マスクとＸ線望遠鏡を組み合わせた超⾼解像度Ｘ線観測•

乗り物：キューブサットの編隊⾶⾏
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⾼宇連将来計画検討 (第３期答申; 2020 年 12 ⽉)•

搭載装置：第⼀衛星：符号化マスク、第⼆衛星：Ｘ線望遠鏡＋X 線エリアセンサ•

打ち上げ⾒通し：技術開発中•

関係機関：宇宙研ほか•

込みポイント：符号化マスクのパターンをＸ線望遠鏡で結像することにより、秒⾓以下の空間分解能を実現する。マスクと望遠鏡の間隔を広げるため、進展機構や編隊⾶⾏等の技術を利⽤する極めて挑戦的な計画。

eASTROGAM•

⽬的：MeV-GeV ガンマ線の全天観測•

乗り物：ESA/M5 ミッションへのサイエンス参加。HPK とのやりとりもサポート。

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搭載装置 Electron-Tracking Compton and Pair Telescope•

打ち上げ⾒通し：2029 打ち上げ予定の ESA/M5 に提案中•

関係機関：INSF、CEA/Sackley など。⽇本では、東⼤や広⼤などの研究者。

•

売り込みポイント：COMPTEL と Fermi の後継となる MeV-GeV ガンマ線全天観測ミッショ
ンとして、未開の帯域を切り開く。

AMEGO
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⽬的：MeV-GeV ガンマ線の全天観測•

乗物：NASA Probe mission or MIDEX class, 2020 NASA Decadal Review に申請、2021 MIDEXに申請予定。

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観測装置: Electron-Tracking Compton and Pair Telescope•

打ち上げ⾒通し: 2030 年前後•

関係機関: NASA などアメリカ多数，広⼤、名⼤、京⼤など．
、ヨーロッパ•売り込みポイント：COMPTEL と Fermi の後継となる MeV-GeV ガンマ線全天観測ミッショ
ン。マルチメッセンジャー・タイムドメイン天⽂学を推進する全天モニター観測。

COSI-SMEX(The Compton Spectrometer and Imager)•

⽬的: Ge 半導体を⽤いたコンプトン望遠鏡で天の川銀河内のガンマ線輝線を全天撮像分光観測し、星⽣成と超新星爆発の銀河系内の分布や歴史を探る。

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乗り物: NASA SMEX 衛星•

搭載装置: Ge を⽤いた半導体コンプトン望遠鏡•

打ち上げ⾒通し: Phase-A 検討中で、セレクションを通過すれば、2025 年に打ち上げ。

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関係機関: UC Berkeley、NRL、GSFC、IRAP/France、Clemson U.、 LSU、LANL、INAF、
NTHU、Kavli IPMU/東⼤、名古屋⼤学ほか•

売り込みポイント：核ガンマ線や電⼦陽電⼦対消滅戦を中⼼に、MeV の全天探査をする
CGRO/CMOPTEL 以来の専⽤衛星。⽐較的⼩型であることから、系外天体よりも天の川天体の探査に重点を置いている。Ge 検出機のエネルギー分解能は⾼く、輝線の分離・検出に⼤きな威⼒を発揮する。⽇本側は、サイエンスとサブ検出器の技術サポートで参加している。

OHMAN (MAXI-NICER 機上連携)•

⽬的：ISS に搭載された⽇本の MAXI と⽶国の NICER を ISS 上で結ぶことで Time-domain
天⽂学を推進する。軌道上で MAXI のデータを解析し、Ｘ線の増光を検出すると即時に NICER
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⾼宇連将来計画検討 (第３期答申; 2020 年 12 ⽉)に伝え、NICER がその⽅向の詳細観測を 2 分後から実施できるようになる。
•

乗り物：ISS

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搭載装置：MAXI-NICER 接続⽤の laptop は ISS 内に既にあり。ソフトを upload する予定。

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打ち上げ⾒通し：⽇本側開通（2017 年度）、アメリカ側開通（未定）•

関係機関：MAXI (理研)、NICER (NASA/GSFC)•

売り込みポイント：突発天体がＸ線で明るいうちに X 線で⾒よう。

SPHiNX (Segmented Polarimeter for High Energy X-rays)•

⽬的： ガンマ線バーストの偏光観測によるジェットの放射メカニズム解明•

乗り物：50kg 級の超⼩型衛星•搭載装置：コンプトン散乱型偏光計•

打ち上げ予定年、打ち上げ⾒通し等：2021 年（現在 Phase-A/B1 後の審査中）•

関係機関：広島⼤、名古屋⼤、偏光観測 RG•

売り込みポイント：⾃⾝で突発天体の位置決め（数度）ができるため、重⼒波天体の対応天体を探査などにも貢献する。

SMILE (Sub-MeV/MeV gamma-ray Imaging Loaded-on-balloon Experiment)•

⽬的：数百 keV から数 MeV の帯域において真のイメージング分光を実現し、元素合成の現場
や Ia 型超新星爆発の期限解明などを通して、核ガンマ線を⽤いた MeV ガンマ線天⽂学を切り拓く•

乗り物：しばらくは⻑時間気球、⼿法が確⽴次第、衛星(⼩型 or 中型)へ展開する。

•

搭載装置：ガス⾶跡検出器と位置感度型シンチレータの組み合わせ SMILE-II+では、30cm ⽴
⽅ Ar 2 気圧の⾶跡検出器と 6mm ⾓ GSO ピクセルシンチレータアレイを使⽤•

打ち上げ⾒通し：2023 年以降⻑期気球による科学観測 SMILE-3 開始•

関係機関：京都⼤学、⼭形⼤学、メリーランド⼤•売り込みポイント：「寿命」を持つ放射性同位体の直接観測により、「在る」だけでなく「いつ頃⽣成された」
・「その場で作られた」など時間的な情報も得られるのが核ガンマ線天⽂学の⼤きな特徴。⾼い透明性により遠くまで観測でき、太陽や惑星から活動銀河核まで様々な天体か
ら放射が期待できるため、マルチメッセンジャー天⽂学にも⼤きな寄与が期待できる。

GRAMS (Gamma-Ray and AntiMatter Survey)•

⽬的: ⼤⾯積液体アルゴン検出器による MeV ガンマ線天⽂学の開拓と反粒⼦検出によるダー
クマター間接探索•

乗り物: 超⻑時間気球実験と将来的な衛星への展開•

搭載装置: 液体アルゴン time projection chamber•

打ち上げ⾒通し: 概念実証段階。NASA の超⻑時間気球フライトへの搭載を⽬指す。

•

関係機関: Columbia University, 東⼤, Northeastern University, 阪⼤, MIT, 理研, ⽴教⼤、他•

売り込みポイント: ⽇⽶の若⼿宇宙物理・素粒⼦物理研究者による⼤⾯積 MeV 望遠鏡とダークマター探索の新しいコンセプト。⼤⾯積を活かした⼤統計データの取得による MeV ガンマ
線天⽂学の開拓を⽬指す。将来的には微弱信号の検出による超新星・中性⼦星合体の観測を⽬標とし、マルチメッセンジャー天⽂学の⼀翼を担う。
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⾼宇連将来計画検討 (第３期答申; 2020 年 12 ⽉)

GRAINE (Gamma-Ray Astro-Imager with Nuclear Emulsion)•

⽬的：宇宙⾼エネルギーガンマ線精密観測実験 (10MeV-100GeV)•

乗り物：⻑時間気球を繰り返す•

搭載装置：エマルションガンマ線望遠鏡•

打ち上げ⾒通し：2021 年、科学観測開始のための豪州気球実験 (JAXA 申請中)•

関係機関：神⼾⼤学、名古屋⼤学、岡⼭理科⼤学、岐⾩⼤学、愛知教育⼤学、
ISAS/JAXA•

売り込みポイント：⾼⾓度分解能 (0.1 度@1GeV)、偏光有感、⼤⼝径⾯積 (~10m^2)（2018 年の JAXA 豪州気球実験で Vela のイメージングにより~1 度@100MeV の⾓度分解能を確認中）

ハンガリーGRB Camelot•

⽬的：シンチレータを載せた超⼩型衛星を複数、それぞれ事なる軌道に⼊れて、GRB の検出
時刻差から⽅向を分⾓スケールで特定し、重⼒波源の対応天体探査情報を与える。

•

乗り物：ESA 超⼩型衛星•搭載装置：CsI シンチレータ + MPPC•

打ち上げ⾒通し：早くて 2020-2022 年に複数。

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関係機関：MTA-Eotvos U.、Masaryk U.、広⼤、Kobkoly Observatory、Eotvos U.、C3S、東⼤、京⼤、理研、⽴教⼤他•

売り込みポイント：TGF の観測も視野に⼊れている。

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