米国航空宇宙局（NASA）は2026年9月23日、次世代の遠赤外線宇宙望遠鏡「PRIMA」（プリマ）を、天体物理学分野の新しいミッションとして選定した。宇宙から届く微弱な遠赤外線を捉え、惑星が生まれる過程や地球の水の起源、銀河と超大質量ブラックホールの成長などを探る。2033年の打ち上げを目指しており、日本からは宇宙航空研究開発機構（JAXA）も国際協力機関として参加する。
遠赤外線で宇宙を見る意義
PRIMA（PRobe far-Infrared Mission for Astrophysics）は、NASAのジェット推進研究所（JPL）が計画を管理する遠赤外線宇宙望遠鏡だ。惑星の形成過程や大気の獲得、地球の水の起源、銀河と超大質量ブラックホールの共進化、さらに宇宙の歴史を通じた重元素や星間塵の生成と蓄積を調べることを目的とする。
遠赤外線は、星や惑星が生まれる現場の観測に特に重要だ。星形成領域の分子雲や原始惑星系円盤には大量の塵があり、可視光では内部を見通しにくい。塵は恒星からの光を吸収して温まり、熱放射として主に遠赤外線の波長で放出する。そのため遠赤外線観測により、塵の分布や星・惑星形成の様子を詳しく調べられる。
また、遠赤外線には水や重水素化水素（HD）、OHなどの分子、炭素や酸素などの原子・イオンが生み出す特徴的なスペクトル線が多数存在する。これらを波長ごとに分析することで、原始惑星系円盤内のガスの量や水の分布、銀河内の星形成や超大質量ブラックホールへの物質の降着を調査できる。
観測装置と冷却技術
PRIMAの望遠鏡は口径1.8メートルで、望遠鏡自体を約4.5K（約-269度）まで冷却する。赤外線観測では望遠鏡自身の熱放射が雑音となるため、絶対零度に近い温度まで冷やして観測対象の遠赤外線を捉えやすくする。
搭載する観測装置は「FIRESS」と「PRIMAger」の2つ。FIRESSは24～235マイクロメートルの広い波長域を分光し、水や重水素化水素、炭素、酸素などのスペクトル線を測定する。PRIMAgerは遠赤外線の撮像と偏光観測を行い、星間塵からの偏光を測ることで磁場の向きや構造を調べ、磁場がガスの動きや星形成に与える影響を探る。
観測場所は太陽・地球系の第2ラグランジュ点（L2）付近を予定。観測時間の75％は一般観測に割り当てられ、すでに120件の科学テーマがまとめられている。
2033年打ち上げへ、JAXAも参加
PRIMAは、米国科学・工学・医学アカデミーが2021年にまとめた10カ年計画「アストロ2020」を受けて生まれた。NASAは2024年にPRIMAとX線宇宙望遠鏡「AXIS」の2案を候補に選び、それぞれ500万ドルを提供して概念検討を進めた。その結果、PRIMAがプローブ・エクスプローラーズの第1号に選ばれた。
今後は予備設計・技術開発の「フェイズB」に入り、確認審査を経て「フェイズC」への移行が判断される。打ち上げは2033年目標で、観測期間は5年間を予定。事業費の上限は12億ドル（打ち上げ費用は含まない）。
日本からはJAXAが国際協力機関として参加し、宇宙科学研究所（ISAS）が「PRIMAへの参加検討WG」で具体的な協力内容を検討している。ISASはかつてESAと極低温赤外線宇宙望遠鏡「SPICA」を検討しており、PRIMAはSPICAと機能や科学目標が近く、日本の技術や知見を生かせるとしている。具体的には、SPICA向けに開発した高性能断熱材を使った断熱シールドの提供、美笹深宇宙探査用地上局によるデータ受信支援、冷却光学系の性能試験や評価などでの協力が検討されている。
PRIMAは、現在運用中のジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡（JWST）とアルマ望遠鏡（ALMA）の間の遠赤外線領域の大部分を観測し、両者をつなぐ波長域から宇宙を探る。
