人工衛星

科学衛星

科学衛星は望遠鏡や実験装置を大気圏外へ運び、恒星、ブラックホール、宇宙粒子などを研究します。NASA、ESA、中国科学院などのミッションは、地球大気に遮られる紫外線、X線、ガンマ線も観測できます。

衛星を追跡 ↗
ハッブル宇宙望遠鏡
ハッブル宇宙望遠鏡
画像クレジット: Ruffnax (Crew of STS-125 · Public domain · 画像の出典を見る ↗

基本情報

運用主体
NASA、ESA、中国科学院などの宇宙・研究機関
運用開始
1960年代以降
用途
宇宙天文学と基礎物理学の実験

大気の上から宇宙を見たら、どのような姿が現れるのでしょうか。科学衛星は望遠鏡、粒子検出器、実験装置を宇宙へ運び、宇宙の起源、物質の性質、物理法則を調べます。

Hubble宇宙望遠鏡
Hubble宇宙望遠鏡
画像クレジット: Ruffnax (Crew of STS-125 · Public domain · 画像の出典を見る ↗

なぜ望遠鏡を宇宙へ置くのか

地球の大気は生命を守る一方、天文学者にとっては絶えず揺れるガラスのように働きます。大気の乱れが星の光をゆがめ、雲と水蒸気が観測を遮ります。また、紫外線、X線、ガンマ線の大部分を吸収します。

この吸収が地上の生命を有害な放射から守っていますが、同じ波長の宇宙を地上から直接観測することも難しくします。観測装置を大気の上へ運ぶと、宇宙を見る新しい窓が開きます。

Hubbleと高エネルギー天文台

Hubbleは直径2.4mの主鏡を備え、1990年4月に打ち上げられました。遠方銀河や超新星の観測は、宇宙年齢を約138億年へ絞り込むことに貢献し、宇宙膨張が加速していることを示す重要な証拠も与えました。

宇宙は可視光だけを放っているわけではありません。ChandraはX線でブラックホールや中性子星周辺の高温環境を調べ、Fermiはガンマ線バーストなどの激しい現象を追跡します。異なる波長の天文台を組み合わせて、初めて一つの現象の全体像が見えてきます。

1999年の放出前、スペースシャトルColumbiaの貨物室に収められたChandra
1999年の放出前、スペースシャトルColumbiaの貨物室に収められたChandra
画像クレジット: NASA/KSC · Public domain · 画像の出典を見る ↗

Fermi Gamma-ray Space Telescopeの想像図
Fermi Gamma-ray Space Telescopeの想像図
画像クレジット: NASA · Public domain · 画像の出典を見る ↗

中国のWukongとMicius

暗黒物質粒子探査衛星Wukongは2015年12月に打ち上げられました。高エネルギー宇宙線を測り、粒子のエネルギー分布に現れる異常から暗黒物質の手がかりを探します。

2016年8月打ち上げのMiciusは、世界初の量子科学実験衛星です。衛星と地上の間での量子鍵配送や、遠く離れた地点への量子もつれ配送を実証しました。

宇宙画像の色は本物なのか

人の目で見た色に近い画像もあれば、目に見えない赤外線やX線の強さを色へ置き換えた画像もあります。これはデータを作り出す着色ではなく、温度、元素組成、エネルギー分布を理解しやすくする表現です。

  • Hubbleには補正光学系が必要でした: 打ち上げ後、主鏡のわずかな形状誤差が判明し、1993年に宇宙飛行士が補正装置を取り付けました。
  • 名前にも意味があります: Wukongは『西遊記』の鋭い眼をもつ孫悟空、Miciusは2,000年以上前に光学を研究した中国古代の思想家・墨子に由来します。

参考資料