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プランク

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分類:人工衛星

(画像提供:ESA/AOES Medialab)
(画像提供:ESA/AOES Medialab)

名称:ブランク/Planck
小分類:科学衛星
開発機関・会社:欧州宇宙機関ESA
運用機関・会社:欧州宇宙機関ESA
打ち上げ年月日:2009年5月14日
運用予定期間:最低15ヵ月間を予定
打ち上げ国名・機関:欧州宇宙機関ESA
打ち上げ場所:ギアナ宇宙センター
打ち上げロケットアリアン5ロケット

プランクは、約140億年前に起きたビッグバンの名残りである宇宙マイクロ波背景放射(CMB)を観測する欧州初のミッションです。ミッション名は、物体の温度と放射される電磁波の関係を解き明かし、量子論の創始者の一人として知られるドイツの物理学者マックス・プランクにちなんで名付けられました。プランクは、宇宙マイクロ波背景放射の温度のゆらぎを、従来よりもはるかに高い感度と角分解能、広い周波数帯域で観測します。その精度は、これまでの同種の科学衛星のなかでは史上最高です。プランクの観測により、極めて若い頃の宇宙の姿を得ることができると期待されています。この宇宙望遠鏡は2009年5月14日、ハーシェル宇宙望遠鏡と共に、アリアン5ロケットにより打ち上げられました。安定した高精度の観測を実現するため、ハーシェル宇宙望遠鏡と共に、太陽の反対方向に地球から約150万km離れたラグランジュ点(L2)付近に投入されています。

1.どんな形をして、どんな性能を持っているの?
高さ約4.2m、幅約4.2mで、円筒形の台座部の上に反射鏡を持つ望遠鏡が突き出ています。打ち上げ時質量は約2t。望遠鏡の主鏡は、長辺約1.9m、短辺約1.5mの楕円形。この大型の主鏡により集められた光を、低周波数観測装置LFIと高周波数観測装置HFIにより観測し、全天の宇宙マイクロ波背景放射の温度のゆらぎを、従来よりもはるかに高い感度と角分解能、広い周波数帯域で調べることができます。LFIは27GHzから77GHz(波長11.1mmから3.9mm)、HFIは波長84GHzから1THz(波長3.6mmから0.3mm)の周波数帯を観測します。太陽地球、月による放射の影響を避けるために望遠鏡には大きな遮光板が備えられており、観測装置自体による熱放射を抑えて高精度の観測を実現するため、一部の装置は0.1K(-273.15℃)まで冷却されます。

2.どんな目的に使用されるの?
宇宙マイクロ波背景放射の分布を全天にわたって精密に調べます。宇宙マイクロ波背景放射とは、ビッグバンから約38万年後、宇宙が膨張するに従って温度が下がった結果、光子が電子に邪魔されずに進めるようになった「宇宙の晴れ上がり」の時点での光、いわば宇宙で最初の光の名残りです。当時3000Kの温度で放射されたものが、その後の宇宙膨張によって、現在では平均2.275Kのマイクロ波として宇宙のあらゆる方向から観測されます。この温度は全天でほぼ均一ですが、完全に均一というわけではなく微小なゆらぎ(異方性)があり、これは宇宙の幾何学的性質、宇宙の組成、密度ゆらぎの初期分布などを反映しています。

このゆらぎを精密に調べることにより、宇宙の年齢や組成、進化の歴史を推定することができます。プランクは、宇宙マイクロ波背景放射の温度のゆらぎを、従来よりもはるかに高い感度と角分解能、広い周波数帯域で観測します。その精度は、これまでの同種の科学衛星のなかでは史上最高です。プランクの観測により、極めて若い頃の宇宙の姿を得ることができると期待されています。

3.宇宙でどんなことをし、今はどうなってるの?
2010年1月現在、運用が続けられています。初期の観測結果は期待通りの素晴らしいものであり、今後の成果が期待されます。

4.どのように地球を回るの?
この衛星は、太陽の反対方向に地球から約150万km離れたラグランジュ点(L2)付近に置かれています。150万kmという距離は、月までの距離よりも約4倍も遠くです。この位置に置かれた物体は地球の周りを回ることはなく、常に太陽地球を結ぶ直線上に位置しながら、地球と一緒に太陽の周りを公転します。地球の周りを回った場合は、地球により視界が遮断されることがありますが、ラグランジュ点であればこの心配がなく、安定した観測が可能です。また、ラグランジュ点(L2)にあれば、衛星から見た場合、太陽地球・月が常に同じ場所に見えるので、それらすべてからの光や放射をまとめて遮断することができます。プランクの場合は、L2の位置に固定されるのではなく、L2から平均約40万km離れたリサジュー軌道と呼ばれる軌道を採用しています。

プランクによる初期観測の結果。背景は可視光観測による全天マップで、帯状の部分がプランクの観測結果。(画像提供:ESA, LFI & HFI Consortia. Background optical image:Axel Mellinger)
プランクによる初期観測の結果。背景は可視光観測による全天マップで、帯状の部分がプランクの観測結果。(画像提供:ESA, LFI & HFI Consortia. Background optical image:Axel Mellinger)

※参照
http://www.esa.int/SPECIALS/Operations/SEM45HZTIVE_0.html
http://nssdc.gsfc.nasa.gov/nmc/masterCatalog.do?sc=2009-026B
http://planck.esa.int/science-e/www/object/index.cfm?fobjectid=34730&fbodylongid=1595
http://planck.esa.int/science-e/www/object/index.cfm?fobjectid=43709