X線分光撮像衛星

X線分光撮像衛星^[1][2]（えっくすせんぶんこうさつぞうえいせい）、XRISM^[1][2]（クリズム^[7][8]、X-Ray Imaging and Spectroscopy Mission）は、2016年に姿勢制御系の不具合のため短期間で運用終了したX線天文衛星「ひとみ」の代替機として、宇宙航空研究開発機構 (JAXA) 宇宙科学研究所 (ISAS) が開発したX線天文衛星^[9]。「ひとみ」と同じく、アメリカ航空宇宙局 (NASA)、欧州宇宙機関 (ESA) との国際協力ミッションである^[10]。特にNASAではJAXA主導の下に行うジョイント・プロジェクトとして位置付けしている^[10]。H-IIAロケット47号機で2023年9月7日午前8時42分11秒に鹿児島県、種子島宇宙センターから打ち上げられた^[5][11]。総開発費269億円^[12]。

X線分光撮像衛星[1][2] XRISM[1][2]
所属	宇宙科学研究所 (ISAS)/宇宙航空研究開発機構 (JAXA)
主製造業者	NECスペーステクノロジー[2]
公式ページ	XRISM X線分光撮像衛星｜JAXA
国際標識番号	2023-137A
カタログ番号	57800
状態	運用中
目的	宇宙の構造形成と銀河団の進化、宇宙の物質循環の歴史、宇宙のエネルギー輸送と循環の研究 超高分解能X 線分光による新しいサイエンスの開拓
設計寿命	3年[2]
打上げ機	H-IIA 47号機[3][4][5]
打上げ日時	2023年9月7日 午前8時42分11秒[5]
物理的特長
最大寸法	7.9m x 9.2m x 3.1m[2]
質量	2.3トン[2]
軌道要素
周回対象	地球
軌道	円軌道[2]
高度 (h)	550 ± 50 km[2]
軌道傾斜角 (i)	31度[2]
軌道周期 (P)	約96分[6]
観測機器[2]
Resolve	軟X線分光検出器 soft X-ray spectrometer (SXS)
Xtend	軟X線撮像検出器 soft X-ray imager (SXI)

XRISM、筑波宇宙センター

概要

プリプロジェクトの段階では「X線天文衛星代替機 (X-ray Astronomy Recovery Mission: XARM)」という仮称で呼ばれていた^[13]が、プロジェクト移行時に「X線分光撮像衛星」と変更された^[2]。他の日本の人工衛星と同様に名称を公募するかについては未定^[14]。

「ひとみ」に搭載されていた硬X線関連や軟ガンマ線の観測機器は搭載されず、軟X線に絞った構成となっている^[14]。

ミッションの目的

銀河団の圧力のバランスがどのように釣り合っているかを調べて銀河団の構造形成の歴史を調べること，宇宙の化学組成の進化を調べること，ブラックホール周辺の物質の動きを調べることで一般相対論的時空構造を解明することの3点を主な目的としている。^[15]

設計

観測機器

XMA（X線望遠鏡）

Resolve（マイクロカロリメータ）

2台の軟X線反射鏡の焦点面に、それぞれX線マイクロカロリメータ分光撮像器 (Resolve) と広視野のX線CCDカメラ (Xtend) を搭載する^[10]。観測機器のうち、Resolveは、NASA、ESA、オランダ宇宙研究機関 (SRON) が開発する^[2]。

スラスタ噴射異常発生時の対策　

XRISMは、「ひとみ」で発生した異常に対しては様々な対策が講じられており、直接の原因となったスラスタ噴射異常についても異常発生を防止する対策が講じられていた^[16]。しかし、スラスタ噴射異常が発生した場合の対策を講じるようNASAからの要請があったため、「設計範囲内では想定できない要因」によってスラスタ噴射異常が生じた場合の対策として、衛星の回転が閾値を超えた場合はスラスタ噴射を停止する機能を追加することで衛星のロバスト性と信頼性の向上を目指すこととなった^[16]。

ミッション機器の不明事象

ミッション機器の試験中に不明事象が生じ、原因究明と対策検討に時間を要していた^[16]。

打ち上げ

2021年度中に、小型月着陸実証機SLIMを相乗りさせてH-IIAロケットで打ち上げることが予定されていた^{[17][注 1]}が、2020年になって以下の理由により打ち上げを2022年度に延期^[16]、さらに2023年5月に再延期とされた^[18]。しかし、2023年3月7日に行われたH3ロケット試験機1号機の打ち上げが失敗し、その原因がH-IIAロケットと共通している部品とみられたため^[19]、その対策を行う影響で最終的には2023年8月26日が打ち上げ予定となっていた^[5][20]。

しかし、天候不良のために同月27日、28日と次々に延期され、最終的に同月28日の上空の強風のために打ち上げ中止となり、打ち上げは再々延期となった^[21]。

その後、打ち上げ予定が9月7日午前8時42分11秒 (JST)、予備期間が9月8日から15日までとして発表された^[22]。

9月7日、予定どおり午前8時42分11秒に種子島宇宙センターから打ち上げられ、搭載していたXRISMを14分後に軌道に投入し、打ち上げは成功した（月面着陸を目指す小型実証機SLIMも打ち上げ48分後に軌道に投入）^[23]。

運用状況

画像外部リンク
XRISMが撮影したSN1006 2024年3月4日

2023年

• 9月11日、クリティカル運用期間の終了を発表^[24]し、コミッショニング期間（衛星の基本機能性能確認）^[25]に移行。

2024年

• 1月5日、試験運用による初観測（ファーストライト）のデータを公開^[26]。Resolveの検出器のX線入射部に取り付けた保護膜が閉じた状態で当初の予定性能が出せない。
• 9月20、観測成果の報告とともに、未だResolveの保護膜が閉じた状態で当初の予定性能が出せないままであることが説明された^[27][28]。