小さな衛星が月の裏側を盾として使用

英国で開発された、小さなキャリーオン・スーツケースほどの大きさの小型衛星が、宇宙論における最大の疑問の一つ、すなわち宇宙の最初の星が出現する前の約1億5000万年間に何が起こったのか、という問いに答えるのに役立つかもしれません。 ケンブリッジ大学が主導する国際的な科学者チームは、月の裏側を「盾」として使用し、衛星「CosmoCube」が地球からのすべてのノイズを遮断し、非常に初期の宇宙からの微弱な囁きを聞き取れるようにします。 この囁きは、21センチメートル線として知られており、ビッグバン直後の残光と、核融合によって最初の星が輝き始めた宇宙の夜明けの間の期間に、水素原子によって放出された信号です。 この時代が直接観測されたことはありません。 135億年以上前のこの信号を検出することは、地球上の望遠鏡では非常に困難です。なぜなら、地球の電離層は適切な周波数をブロックし、FMラジオ、衛星、通信からの干渉がそれをかき消してしまうからです。 しかし、月は自然な盾を提供します。 CosmoCubeが月の裏側を周回する際、約2時間の軌道のうち約40分間、地球からのすべてのノイズから遮蔽されます。 予想される2年間のミッション期間中に、宇宙の最後の未踏の時代のデータが1000時間蓄積され、宇宙が暗くほぼ空虚な状態から今日の複雑さへとどのように移行したかを理解するのに役立つでしょう。 このミッションは英国宇宙庁から資金提供を受けており、研究者たちはCosmoCubeが今後5年以内に打ち上げられることを望んでいます。 詳細はNature Astronomy誌に掲載されています。 最初の星が登場する前の時代を探求することに加えて、CosmoCubeは銀河をまとめ上げている謎の力であるダークマターの役割も探求します。 「ビッグバン後、最初の星が出現する前の水素からのこの放射は、初期宇宙におけるダークマターの役割、それが水素を最初の星や銀河に引き寄せるためにどのように機能したかを理解させてくれることを願っています」と、ケンブリッジ大学キャベンディッシュ研究所の主任著者であるエロイ・デ・レラ・アセド教授は述べています。 この時代を研究するために、CosmoCubeは10〜50 MHzという非常に低い周波数で動作します。これは地上望遠鏡の範囲をはるかに超えており、月がCosmoCubeの「孤独の要塞」として使用される理由です。 「このような微弱な信号を検出するために必要な遮蔽を得られる場所は他にありません。同時に、宇宙全体を見渡すこともできます」と、カブリ宇宙論研究所にも所属するデ・レラ・アセド氏は述べています。「月の裏側は本当に唯一の選択肢です。それは複数の問題を一度に解決し、非常に初期の宇宙への明確な窓を開きます。」 月周回軌道に乗ると、CosmoCubeは長く軽量な無線アンテナを展開します。このアンテナは、衛星が月の裏側にあるときに、初期宇宙の水素原子からの21センチメートル信号を検出するのに十分な感度を持っています。 月周回軌道中、CosmoCubeは「ディッケ・スイッチ」キャリブレーターを使用して自身の電子機器を常にチェックし、補正します。これは、宇宙信号を偽装する可能性のある衛星内部の微小なドリフトやノイズをキャンセルするのに役立ちます。 CosmoCubeのデータが地球に戻ったら、チームは高度なベイズ統計手法を使用して、主に私たちの銀河からの無線放射である前景ノイズを除去します。 また、コンピューターシミュレーションと飛行中の測定を使用して、アンテナが空の異なる部分にどのように応答するかを再構築し、残りの歪みを差し引くことができるようにします。 「科学とは別に、私たちのミッションをユニークにしているのはそのサイズです。私たちは、他の人が到達できない暗黒時代の最も初期で最も深い部分を調査していますが、コンパクトで比較的低コストのプラットフォームで実現します」とデ・レラ・アセド氏は述べています。 しかし、月の裏側は長く静かなままではないかもしれません。米国、インド、その他の国々が月の静寂を利用するためのミッションを計画しています。 CosmoCubeは、最新のアナログおよびデジタル技術であるいわゆるRF-Systems-on-Chip（RFSoC）を使用した最先端の完全に統合された小型ラジオメーターを備えています。 CosmoCube宇宙プラットフォーム（「SSTL-21」）は、小型衛星の製造を専門とする英国のSurrey Space Technology Limited（SSTL）によって開発されています。 機器開発は順調に進んでおり、機能的なラボプロトタイプと環境試験が行われており、主要な産業パートナーとの協力も行われています。 英国の学術パートナーには、ポーツマス大学とSTFC RAL Spaceが含まれ、マルタなどのEU諸国も参加しています。 CosmoCubeチームは最近、ESAのミニ・ファストミッションのアイデア募集に参加し、ミッションコストを5000万ユーロ未満に抑えることを目指しました。 「CosmoCubeは、非常に小さな衛星から挑戦的な環境で野心的な科学を行うことを目指しており、それを実現するには巧妙な設計技術が必要です」と、STFC RAL Spaceの共同著者であるウィル・グレンジャー博士は述べています。「私たちはプロジェクトパートナーと協力して、衛星とそのペイロードの代表的なモデルを開発しました。これらは、月の周回軌道で経験するさまざまな温度条件下で、ペイロードが動作し、必要な高感度測定を実行できるように、熱性能を確保するために私たちの施設でテストされました。将来的には、完全なミッションの準備のために、ペイロード全体をさらに開発したいと考えています。」 「これは英国の実際の成功物語になる可能性があります。ハードウェア、ソフトウェア、実装、そして技術はすべてここで開発されており、宇宙の最も深遠な疑問の一つに答えるのに役立つかもしれません」とデ・レラ・アセド氏は述べています。 この研究は、英国宇宙庁、カブリ財団、および英国研究・イノベーション（UKRI）の一部である科学技術施設評議会（STFC）からの支援を受けています。 Eloy de Lera Acedoは、ケンブリッジのセルウィン・カレッジのフェローです。 参考文献： Eloy de Lera Acedo et al. ‘The CosmoCube Lunar Mission for Probing the Dark Ages and Cosmic Dawn via 21-cm Cosmology.’ Nature Astronomy (2026). DOI: 10.1038/s41550-026-02946-y この作品のテキストは、Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International Licenseの下でライセンスされています。画像、ビデオを含む、私たちのメディアは、指定されたライセンサー/貢献者の著作権 ©University of Cambridgeおよびその他のライセンサー/貢献者です。無断複写・転載を禁じます。私たちの画像およびビデオコンテンツは、当社のウェブサイトの利用規約の下で、また、コンテンツの使用および共有を許可するソーシャルメディアを含むさまざまなチャネルで、それぞれの利用規約に従って利用可能になります。 Operation Blue Skies takes off: landmark trial to test AI-driven contrail avoidance Message from the Vice-Chancellor - 15 August 2026 Statement from the Vice-Chancellor, 14 August 2026 Statement to the Cambridge community