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Development of an on-board optical isotope analyzer, toward in-situ analyses of water on the lunar surface.

Research Project

Project/Area Number 16K13875
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

Allocation TypeMulti-year Fund
Research Field Solid earth and planetary physics
Research InstitutionIbaraki University (2017-2018)
Osaka University (2016)

Principal Investigator

Hashizume Ko  茨城大学, 理工学研究科(理学野), 教授 (90252577)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 山中 千博  大阪大学, 理学研究科, 准教授 (10230509)
時田 茂樹  大阪大学, レーザー科学研究所, 講師 (20456825)
Research Collaborator TASAKA Naoya  
NIINOBE Ryuta  
MURAYAMA Junpei  
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2016: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Keywords水分子 / 同位体組成 / 光学分析 / 同位体 / 惑星探査
Outline of Final Research Achievements

We developped a compact optical instrument aimed at in-situ analyses of isotope composition of water molecules. The instrument type is a cavity-ringdown spectrometer (CRDS), capable of high-precision hydrogen and oxygen three-isotope analyses. The core part of the instrument envolves only a small number of optical parts, infra-red light source, a pair of mirror and a optical detector, which contributes in downsizing the volume and weight of the instrument. In this research, we worked at achieving the best analyses performance with the most simple hardware set-ups. We also prepared a software scheme to overcome the change of the isotope ratios in response to the temperature fluctuation, which is generally regarded as one of the weakness of the CRDS analyzer.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究で開発された宇宙機搭載用の水分子同位体分析装置は、今後の宇宙生命探査における基盤技術となる。水は、惑星が生命を育むために最も重要な物質と考えられている。天体における水の供給、保持、散逸過程を解明するためには、微量な水が脆弱な状態で天体表面に束縛されたその現場を正確に理解する必要がある。これには、地球帰還試料・隕石分析や、天体上空からのリモートセンシングに加えて、天体表面におけるその場分析が必要である。月面は、惑星・水探査技術の確立に向けた格好の場である。月面着陸機搭載のその場分析装置により、固有の大気・海洋を持たない月面における、微量な水の実像とその挙動を解明することを目指す。

Report

(4 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Research-status Report
  • 2016 Research-status Report
  • Research Products

    (13 results)

All 2019 2018 2017 2016

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (11 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] 月面に供給される揮発性物質とその起源2019

    • Author(s)
      橋爪 光
    • Journal Title

      日本惑星科学会誌遊星人

      Volume: 28 Pages: 6-13

    • NAID

      130007691183

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 月内部に存在する揮発性成分2019

    • Author(s)
      鹿山雅裕, 橋爪 光
    • Journal Title

      日本惑星科学会誌遊星人

      Volume: 28 Pages: 24-33

    • NAID

      130007691185

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Supplies and Storage of Volatiles on Moon2018

    • Author(s)
      HASHIZUME, K
    • Organizer
      New Views of the Moon 2
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 月の水2018

    • Author(s)
      橋爪 光
    • Organizer
      第19回惑星圏研究会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 月岩石圏の水―水惑星・地球の出自を求めて2018

    • Author(s)
      橋爪 光・鹿山雅裕
    • Organizer
      月サンプルリターンワークショップ
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 月極域表土中の水の拡散・捕獲機構と、中性子分光法によるその検出2018

    • Author(s)
      橋爪 光・草野 広樹・長岡 央
    • Organizer
      第62回宇宙科学技術連合講演会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 月の科学探査意義2018

    • Author(s)
      橋爪 光
    • Organizer
      第62回宇宙科学技術連合講演会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 月の水2018

    • Author(s)
      橋爪 光
    • Organizer
      第19回惑星圏研究会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 月の水:理学的立場から見た極域探査・揮発性物質探査2017

    • Author(s)
      橋爪 光
    • Organizer
      月惑星シンポジウム
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] レーザー軽元素同位体アナライザーの現状:課題と将来2017

    • Author(s)
      山中千博・橋爪 光・田坂直也・新述隆太
    • Organizer
      第61回宇宙科学技術連合講演会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 既存データによる成果と課題(濃集機構の観点から)2017

    • Author(s)
      橋爪 光
    • Organizer
      月極域探査機ワークショップ
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 宇宙水・揮発性物質探査への取り組み2016

    • Author(s)
      橋爪 光、山中千博,時田茂樹、田坂直也
    • Organizer
      第60回宇宙科学技術連合講演会
    • Place of Presentation
      函館アリーナ、函館市
    • Year and Date
      2016-09-06
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 月の水、地球の水、そして、月探査2016

    • Author(s)
      橋爪 光、藤谷 渉、春山 純一、山中 千博
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2016年大会
    • Place of Presentation
      幕張メッセ、千葉市
    • Year and Date
      2016-05-22
    • Related Report
      2016 Research-status Report

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Published: 2016-04-21   Modified: 2020-03-30  

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