世界初！Proba-3衛星による人工皆既日食の成功と太陽コロナ観測画像公開
欧州宇宙機関(ESA)のProba-3ミッションが、世界初となる人工皆既日食を実現。2機の衛星による精密フォーメーションフライト技術で撮影された太陽コロナの貴重な画像と、その技術的詳細、今後の展望を紹介。太陽観測、宇宙技術、人工日食、精密フォーメーションフライトにご興味のある方必見！
欧州宇宙機関（ESA）のProba-3ミッションは、6月16日（月）に太陽の外層大気であるコロナの最初の画像を公開しました。これは、搭載された位置決め技術により単一宇宙船として飛行可能な2機の衛星によって、軌道上で世界初となる「人工皆既日食」を作り出した成果です。
ESAは、得られたコロナの画像は編隊飛行技術の可能性を実証するだけでなく、太陽とその謎めいた大気を理解する上で非常に価値のある科学データを提供すると発表しました。
Proba-3による世界初の人工皆既日食の達成方法
2025年3月、Proba-3は、それまでどのミッションも成し遂げられなかった偉業を達成しました。2機の宇宙船、コロナグラフとオカルターが、地上からの制御なしに数時間にわたって150メートル離れた状態で完璧な編隊飛行を維持したのです。
整列中は、両宇宙船は最大1ミリメートルの精度で相対位置を維持します。これは、一連の革新的な航法と測位技術によって可能になった、並外れた成果です。
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この達成された精度の高さを示すように、2機の宇宙船は編隊飛行時間を利用して、軌道上で人工皆既日食を作り出します。
*「オカルター衛星が搭載する直径1.4メートルの円盤が、コロナグラフにとって太陽の明るい円盤を覆い隠し、その光学機器ASPIICS上に8cmの影を落とすような方法で、太陽と整列します。」*とESAは声明で述べています。
ASPIICS観測の最初の段階で得られたコロナの画像は、この日食を作り出すミッションからESAが期待できる貴重なデータのプレビューを提供します。
*「Proba-3が精密な編隊飛行を実行可能にした多くの技術は、ESAの一般支援技術プログラムを通じて開発されたものであり、ミッション自体も同様です。世界初の精密編隊飛行ミッションにおいて、これらの印象的な画像が私たちの技術を検証したことは非常にエキサイティングです。」*と、ESA技術・工学・品質部門長のDietmar Pilz氏は述べています。
人工日食を作るためのステップバイステップのプロセス
Proba-3衛星の綿密な連携に続き、人工皆既日食の画像は、ベルギー王立天文台にあるASPIICS科学運用センター(SOC)で処理されました。
そこで、科学者と技術者からなる専門チームが、科学コミュニティからの要求に基づいてコロナグラフの運用コマンドを作成し、得られた観測結果を共有しました。
これに関して、ベルギー王立天文台のASPIICS主任研究員であるAndrei Zhukov氏は次のように説明しています。
「隠された太陽から視野の端までの領域をカバーする完全な画像は、3つの画像から構成されます。それらの違いは露出時間だけで、コロナグラフの開口部が光にさらされる時間を決定します。3つの画像を組み合わせることで、太陽コロナの完全なビューが得られます。」
彼はまた、最初の人工皆既日食の画像は、自然の日食で撮影されたものと比較できることも指摘しました。
違いは、19.6時間ごとの軌道ごとに日食を作成できるのに対し、皆既日食は自然には年に一度しか発生せず、非常にまれに2回発生するだけであるということです。
さらに、自然の皆既日食は数分間しか続きませんが、Proba-3は人工的な皆既日食を最大6時間維持できます。
*「まだ試運転段階ですが、前例のない精度で編隊飛行を達成しました。これにより、ミッションの最初の画像を捉えることができ、間違いなく科学コミュニティにとって大きな価値を持つでしょう。」*とAndrei Zhukov氏は述べています。
「デジタル日食」創造の新時代？
ESAによると、Proba-3による最初の人工皆既日食の印象的な画像は、コンピューターモデルが太陽コロナをシミュレートし、「デジタル日食」を生成する方法においても「小さな革命」を引き起こしています。
近年、ヨーロッパの多くの研究所がこれらの観測をシミュレートし、科学者たちに太陽を観測する手段を提供するモデルを開発してきました。しかし、これまでシミュレーションを作成するための観測データが不足していました。
*「現在のコロナグラフはProba-3には匹敵しません。Proba-3は太陽コロナを太陽表面の端までほぼ観測できます。これまでは、自然の太陽日食時のみ可能でした。」*と、ESAの宇宙天気モデリングコーディネーターであるJorge Amaya氏は述べています。
最初の人工皆既日食の背景にある技術
ESAは、この膨大な量の観測データが、変数を比較して実際の画像と一致するように調整することで、コンピューターモデルをさらに洗練させるのに役立つと強調しています。
これらのモデルの1つを担当するKUルーベンチームと共に、Proba-3の最初の観測がすでにシミュレートされています。
KUルーベンの「COCONUT」ソフトウェアは、ESAの仮想宇宙天気モデリングセンター(VSWMC)に統合されているいくつかの太陽コロナモデルの1つです。
この技術は、太陽を地球に繋げる他の物理プロセスを記述するさまざまなコンピューターモデルと組み合わせることができます。
これらは、地球に影響を与える太陽現象の完全な画像を提供するのに役立ち、市民と業界の両方がそれらに備えるのに役立ちます。
