広視野カメラ3

ハッブル宇宙望遠鏡の眼、広視野カメラ3（WFC3）

広視野カメラ3（Wide Field Camera 3、WFC3）は、ハッブル宇宙望遠鏡に搭載されている最新世代のカメラの一つです。可視光領域の天体画像を撮影するために開発され、従来のカメラに比べて大幅な性能向上を実現しています。2009年5月14日、スペースシャトル・アトランティスによるSTS-125ミッションでの宇宙遊泳中に、広視野惑星カメラ2（WFPC2）と交換されました。

WFC3の主な特徴

WFC3は、広い周波数範囲と視野角をカバーする多目的カメラとして設計されています。ハッブル宇宙望遠鏡にとっては4世代目の観測機器にあたります。WFC3は、2つの独立した光路を持っています。

光学チャンネル：2つのCCDイメージセンサを使用し、200nmから1000nmの波長範囲の画像を記録します。可視光スペクトル（380nmから780nm）を高効率でカバーし、近紫外線領域（200nm）まで観測可能です。
近赤外線チャンネル：近赤外線検出アレイを使用し、800nmから1700nmの波長を捉えます。

両チャンネルともに、様々な広帯域・狭帯域フィルタやプリズム、グリズムを備えており、多様な観測ニーズに対応できます。

イメージセンサーは、光学チャンネルは2048 x 4096ピクセルのCCDを2つ、近赤外線チャンネルは2048 x 2048ピクセルの検出器を1つ備えています。
光学チャンネルの視野は164 x 164秒角（2.7 x 2.7分角）で、これは地球から見た満月の約8.5%に相当します。近赤外線チャンネルの視野は135 x 127秒角（2.3 x 2.1分角）です。近赤外線チャンネルは、将来のジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡の技術的先駆けとしての役割も担っています。

また、WFC3は、ハッブル宇宙望遠鏡本体からの赤外線の影響を避けるため、1700nm以上の波長をカットする設計となっています。これにより、冷却剤を使用せずにペルティエ素子による冷却が可能となり、観測効率の向上に貢献しています。

過去の遺産を再利用

WFC3の製造には、以前の広視野惑星カメラで使用されていた構造やフィルタが再利用されています。これらは、1993年12月のSTS-61ミッションでWFPC2と交換されたものです。

WFC3は、当初は光学チャンネルのみの構想でしたが、後に赤外線チャンネルが追加されました。これにより、ハッブル宇宙望遠鏡は、その寿命が尽きるまで強力な撮影能力を維持することができました。

開発の歴史

WFC3の計画は、1998年春に始まりました。ゴダード宇宙飛行センターの指揮のもと、ゴダード宇宙飛行センターとボール・エアロスペース&テクノロジーズを中心に、様々な組織から集まった経験豊富な技術者や科学者のチームによって製造されました。各パーツは、アメリカ合衆国やイギリス中の製造業者によって製造されています。

WFC3は、当初2008年10月14日にSTS-125で打ち上げられる予定でしたが、改修が必要となり延期されました。その後、2009年5月11日に打ち上げられ、5月14日にハッブル宇宙望遠鏡に取り付けられました。

WFC3の登場により、ハッブル宇宙望遠鏡は可視光から近赤外線にかけての観測能力が飛躍的に向上し、宇宙の様々な現象の解明に大きく貢献しています。

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