生命の兆しを求めて — ハビタブルワールズ・オブザーバトリーの設計構想が明らかに
宇宙望遠鏡の次世代の担い手として期待されるハビタブルワールズ・オブザーバトリー（HWO）について、NASAのシステムズ・エンジニアリング・チーム（SET）が具体的な設計案を提示した。2040年代の打上げを予定する同ミッションの実現に向け、研究チームは三つの異なる設計アーキテクチャを開発し、望遠鏡の基本構成をめぐる技術課題に取り組んでいる。
1995年の最初の系外惑星発見から進化を続ける観測技術だが、地球のような世界の直接撮像はいまだ実現していない。光が極めて遠方の微小な点として観測される技術的困難が、この大きな壁となっている。HWOはこの課題を突破し、地球型系外惑星の直接撮像を実現する可能性を秘めた計画である。
開発が始まってから約10年が経過したHWOだが、実際の打上げまでには相応の時間が残されている。その間、研究者たちは段階的な工学的検討を進めている。2026年6月に学術誌「Journal of Astronomical Telescopes, Instruments, and Systems」に発表された論文では、探索的解析ケース（EAC）と呼ぶ設計手法が示された。この手法は、科学的な達成目標と工学的な実装要件のバランスを取ることを目指している。
三つの設計案 — 大きさ、形状、視野の最適化
研究チームが検討した設計案は、全五つのEACのうち、最初の三つである。これらは望遠鏡のタイプ、鏡の大きさ、オンアクシス（軸上）またはオフアクシス（軸外）設計の採用という、基本的な設計選択肢に焦点を当てている。
第一の案（EAC1）は、内接径6メートル、外接径7.2メートルのオフアクシス設計である。第二の案（EAC2）は、直径6メートルの円形鏡を採用したオフアクシス設計だ。第三の案（EAC3）は、最大径8メートルのオンアクシス設計という構成になっている。オンアクシス設計では、光学系のすべての部品が入射光の視野内に収まるため、一部の光が遮蔽される。これに対しオフアクシス設計では、部品が視野外に配置されるため、遮蔽がなくなり、より多くの光を集めることができる。
研究チームは、より大きな開口径によって光収集能力を高めることと、オフアクシス設計の採用を支持する立場を示している。加えて、温度特性の管理も重要な設計要素として認識された。この特性は、特にコロナグラフ装置（CI）の性能に影響する。コロナグラフは恒星の眩しい光を遮り、周回する系外惑星の直接撮像を可能にする中核的な機器である。
業界と協力する、段階的な技術成熟
NASAのジェット推進研究所（JPL）を含む複数のNASAセンターから構成されるSETは、EAC1から3までの設計アーキテクチャを完成させ、EAC1については端末から端末までの全体的なモデリングを展開した。この取り組みでは、ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡（JWST）の実績に基づき、ローマン宇宙望遠鏡（Roman）の経験で補強したモデル駆動型の実務手法が採用されている。研究チームは設計最適化と技術要件の定義を支援するための複数の解析ツールを開発した。
並行して、これらのモデルは業界パートナーに共有され、技術成熟と独立した設計検討の加速に役立てられている。HWOが2040年代に打上げられるまでの間、科学目標の達成に向けた設計の革新は続くとみられる。同ミッションはジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡の後継として機能し、地球が唯一の生命の揺りかごであるかどうか、そして宇宙に我々と相似する知的存在が存在するかという根源的な問いに答える鍵となるだろう。
出典: Universe Today
