小型衛星が月の裏側から宇宙初期の信号を傍受へ

英国が開発する小型衛星「CosmoCube」が、月の裏側から宇宙初期の微弱な信号を検出する観測を計画している。月をノイズ遮蔽として利用する試みであり、宇宙誕生から最初の星が現れるまでの約1.5億年間にわたる「暗黒時代」の謎を解く手がかりとなる可能性がある。

キャンブリッジ大学が率いる国際研究チームが狙うのは、水素原子が放つ21センチメートル波長の信号だ。これは宇宙の誕生後、最初の星が核融合を始めるまでの間に放出されたもので、誰も直接観測したことがない。地上の望遠鏡で検出が困難な理由は複数ある。地球の電離層がその周波数帯を遮断し、FM放送や人工衛星、通信システムからの干渉が検出信号を埋没させるからだ。月の裏側に位置するCosmoCubeは、2時間のオービットのうち約40分間、地球からのあらゆるノイズから隔離される。この条件を活用して2年間のミッション期間に1000時間のデータを蓄積することで、宇宙が暗く空虚だった時代から複雑性に満ちた現在の姿へと移行した過程の理解が可能になると考えられる。同時に、銀河を結合させるダークマターの役割についても新たな知見が得られる見通しだ。

携帯スーツケース程度の大きさの本衛星は、10～50MHzという地上望遠鏡の観測範囲外の低周波を扱う。搭載する受信機は最先端の集積回路技術（RFSoCs）を採用した小型ラジオメータであり、精密な無線アンテナと自動校正機構を組み合わせた設計になっている。軌道上では常時、内部ノイズをキャンセルするための電子補正を実行し、地球に送信されたデータについては高度なベイズ統計手法と計算機シミュレーションを用いて背景ノイズを除去する。イギリスのSurrey Space Technology Limited（SSTL）が製造を担当し、ポーツマス大学やESA傘下のRAL Spaceなど複数の学術機関が協力する。プロジェクトコストは50百万ユーロ未満を目標としており、5年以内の打ち上げを目指している。既に実験室型プロトタイプの製作と環境試験が進行中である。

月の裏側が静寂に満ちた観測拠点として注目されるにつれ、米国やインドを含む複数国が同様のミッション計画を検討中だ。このCosmoCubeの成功は、小型衛星プラットフォーム技術の可能性を示すとともに、宇宙環境に対応した高精度部品・機器の開発需要を顕在化させる可能性がある。日本の製造業にとって、超小型衛星の構造体や熱制御部品、RF技術に関わる部品供給者としての参画の機会が広がる見通しだ。特に10～50MHzという極低周波帯での信号検出を実現する測定機器やセンサー、ノイズ抑制技術など、高度な専門性が求められる領域において、日本の要素技術がグローバルサプライチェーンに組み込まれる可能性がある。

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