「ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡」の版間の差分

ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡( - うちゅうぼうえんきょう James Webb Space Telescope / JWST)は、計画中の赤外線観測用宇宙望遠鏡である。老朽化して2010年には観測活動を終えることになっていたハッブル宇宙望遠鏡の後継機として2011年打ち上げが予定されていたが、ハッブルの補修による延命措置で打ち上げ予定が2013年に延期された。ESAとNASAの共同運用で計画中であり、太陽 - 地球のラグランジュ点(L2)に置かれることになっている。ハッブルのように地球上を周回させるのではなく、地球から太陽とは反対側に150万km離れた空間に漂わせる。

望遠鏡の名称は、NASAの二代目長官ジェイムズ・E・ウェッブ にちなんで命名された。彼は1961年から1968年にかけてNASAの長官を務め、のちのアポロ計画の基礎を築くなどアメリカの宇宙開発を主導した。かつては「次世代宇宙望遠鏡」 (NGST / Next Generation Space Telescope) と呼ばれていたが、2002年に改名された。

ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡の主な任務は、ビッグバンの残り火である赤外線(宇宙背景放射)を調査し、今日観測可能な宇宙の初期の状態について観測することである。この目的を達成するために、高感度赤外線センサー、分光器などが搭載されている。観測のためには機体を極低温に置き、太陽や地球の光なども避ける必要がある。そのため、JWSTには折り畳まれた遮光板が附属しており、邪魔な光源から機体を遮蔽する。ラグランジュ点においては、地球と太陽が望遠鏡の視界の中で常に同じ相対的位置を占めるため、頻繁に位置修正しなくとも遮光板を確実に機能させることができる。

ハッブル宇宙望遠鏡は地表から約600kmという比較的低い軌道上に位置している。このため、光学機器にトラブルが発生してもスペースシャトルで現地へ行って修理することが可能であった。しかし、JWSTは地球から150万kmもの遠距離に置かれるため、万が一トラブルが発生してもハッブルのように修理人員を派遣することは大変困難で、事実上は不可能とされている。

JWSTの質量は6.2 tとして計画されており、ハッブル(約11 t)の約半分であるが、ベリリウムを主体とした反射鏡の主鏡の口径は約6.5mに達する。これは口径2.4 mのハッブル宇宙望遠鏡の2.5倍で、面積は5倍以上にもなり、ハッブルをしのぐ非常に高い観測性能が期待されている。逆に鏡の重量は軽量化されている。

この主鏡の直径は現在あるどの打ち上げロケットよりも巨大であるが、主鏡は一枚鏡ではなく18枚の六角形のセグメントに分割されている。鏡セグメントは約20kgであり、望遠鏡が打ち上げられた後に高感度のマイクロモーターと波面センサーによって正確な位置に導かれて展開する。しかし、ケック望遠鏡のような地上の望遠鏡が重力負荷や風力による影響を克服するために、能動光学によって鏡セグメントを常に調整し続ける必要があるのに対し、JWSTはこの初期配置の後にまた動かすことはめったにないだろう。

挑戦課題として、反射鏡を低温に保持することが上げられる。宇宙誕生初期の星や星雲をとらえるためには非常にエネルギーの小さい赤外線をとらえる必要があり、反射鏡を-220°Cにまで冷却しておかなければならない。その冷却のためにも地球から遠く、また地球が太陽光を遮るラグランジュ点(L2)に送り込まれる。

主鏡の鏡面は全体としても六角形を成し、集光部と鏡がむき出しとなっているため、電波望遠鏡のアンテナを連想させる形状をしている。また、本体は筒型ではなく、主鏡の下にシート状の遮光板が広げられた形となっている。

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