SMILEミッションとは？太陽風と地球磁気圏を“X線で撮る”国際宇宙プロジェクト

なぜこのミッションが重要なのか

太陽活動によって起こる「宇宙天気」は、人工衛星、通信、GPSナビゲーション、さらには地上の電力網にも影響を与えることがあります。にもかかわらず、太陽風が地球磁気圏の境界にどのように作用するのかをシステム全体として同時に観測することはこれまで困難でした。

SMILEは、

• 広域イメージング
• その場でのプラズマ測定

を同時に実施することで、太陽風の状態変化と磁気圏やオーロラの変化を直接結びつけて研究できるようにします。

特に画期的なのが、軟X線による磁気圏の撮影です。太陽風中の高エネルギーイオンが地球周囲の中性原子と衝突するとX線が発生します。この現象を利用することで、これまで個々の衛星が通過観測するしかなかった

• 磁気圏境界（マグネトポーズ）
• 磁気シース（magnetosheath）

などの構造を画像として直接観測できるようになります。

SMILEの4つの観測装置

SMILEには、相互補完する4種類の科学機器が搭載されています。

SXI（Soft X‑ray Imager：軟X線イメージャー）
広視野のX線望遠鏡。太陽風イオンと中性粒子の相互作用で発生するX線を検出し、磁気圏境界の形状や動きを観測します。

UVI（Ultraviolet Imager：紫外線イメージャー）
北半球のオーロラ帯（オーロラオーバル）を紫外線で撮影し、太陽風エネルギーの流入による変化を追跡します。

LIA（Light Ion Analyzer：軽イオン分析器）
太陽風や磁気圏プラズマ中の軽イオンの密度・速度・温度などを測定します。

MAG（Magnetometer：磁力計）
衛星周辺の磁場を測定し、太陽風の圧力によって磁気圏境界がどのように変形するかを解析します。

これらの装置により、磁気圏の全体像（画像）とその場のプラズマ・磁場測定を同時に結びつける観測が可能になります。

磁気圏を見渡すための特別な軌道

SMILEは、磁気圏を広く観測するために設計された高楕円軌道を採用しています。

主な軌道パラメータは次の通りです。

• 近地点：約 5,000 km
• 遠地点：約 121,000 km（月までの距離の約3分の1）
• 公転周期：約 51時間
• 軌道傾斜角：約 70〜98度（打ち上げ条件により変化）

この軌道により、衛星は軌道の多くの時間を高高度で過ごし、1周あたり40時間以上の連続観測を行うことができます。

ESA・中国・英国の役割分担

SMILEは、欧州と中国の宇宙科学協力の中でも特に大きな共同ミッションです。

役割分担は次のようになっています。

• ESA（欧州宇宙機関）：ペイロードモジュール、打ち上げサービス、宇宙機の統合試験施設を提供。
• 中国科学院（CAS）：宇宙機プラットフォーム、推進モジュール、ミッション運用を担当。
• 英国：科学面で重要な役割を担い、レスター大学が軟X線イメージャー（SXI）の開発とデータセンターを担当。

このような国際分担により、各国の技術と研究力を組み合わせた観測が実現しています。

ミッションのスケジュール

SMILEは 2015年、ESAの科学プログラム委員会によって正式採択されました。

2026年5月の打ち上げ後、衛星は機器チェックや軌道調整を行うコミッショニング期間に入り、その後本格的な観測を開始します。報告によれば、定常的な科学データ取得は 2026年後半から始まる見込みです。

主要ミッション期間は 約3年間と計画されていますが、衛星の状態が良好であれば延長される可能性があります。

科学者たちが解き明かしたいこと

SMILEが目指す主な研究課題には、次のようなものがあります。

• 太陽風の圧力や磁場方向の変化に対する磁気圏の応答
• 太陽からのエネルギーがオーロラや磁気嵐を引き起こす仕組み
• 太陽嵐の際に磁気圏境界がどのように移動・変形するか

これらを全球イメージングと現地測定を組み合わせて観測する初めてのミッションとして、SMILEは地球の磁気シールドの働きをこれまで以上に詳しく明らかにすることが期待されています。

そして、その成果は宇宙天気予測モデルの精度向上にもつながり、将来の衛星運用や通信インフラの安全性向上に貢献する可能性があります。