The flight test of radio interferometry in stratosphere

• Project/Area Number: 17H02874
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Astronomy
• Research Institution: Japan Aerospace EXploration Agency
• Principal Investigator: Doi Akihiro 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 助教 (90403641)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 河野 裕介 国立天文台, 水沢VLBI観測所, 助教 (00370106)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2020)
• Budget Amount: ¥6,760,000 (Direct Cost: ¥5,200,000、Indirect Cost: ¥1,560,000); Fiscal Year 2019: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000); Fiscal Year 2018: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000); Fiscal Year 2017: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000)
• Keywords: 宇宙工学 / 気球 / 干渉計 / 飛翔体 / 電波天文学 / VLBI / ブラックホール

Outline of Final Research Achievements

This research aim to launch a radio telescope into stratosphere using a scientific balloon, which will be the 1st radio interferometry in the world, in order to open a new site for future observations. Our flight had not been done yet, while the flight model for technical feasibility studies has been developed. Hence, this study scopes the achievement of the flight experiment.
All preparations had gone well. However, external factors, such as incompatibility with wether conditions or the Helium supply problem in Japan, prevented from our flight throughout three years and a one-year extension. The performances of the flight model has been maintained at a very high level. We are going to plan another flight in the future.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

開発したフライト実証機には数多くの新規技術開発が含まれている。我々のフライト実証機には、他の成層圏の運用システムに利用できる、高度なアンテナ指向制御システムを備えている。また、成層圏における大容量データ処理システム、高精度時刻系システム、ミクロンオーダーの位置決定システムも備えており、今後の科学研究および成層圏を利用する産業界に波及することが期待される。

Research Products

• [Journal Article] 気球実験のための姿勢制御システムの開発 (2021)
  • Author(s): 土居明広 , 河野裕介 , 山下一芳 , 佐藤泰貴
  • Journal Title: 宇宙航空研究開発機構研究開発報告 Volume: JAXA-RR-20-009 Pages: 57-67
  • URL: http://id.nii.ac.jp/1696/00047385/
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Studying black holes on horizon scales with space-VLBI (2019)
  • Author(s): Johnson, Michael; Haworth, Kari; Pesce, Dominic W.; Palumbo, Daniel C. M.; Blackburn, Lindy; Akiyama, Kazunori; Boroson, Don; Bouman, Katherine L.; Farah, Joseph R.; Fish, Vincent L.; Honma, Mareki; Kawashima, Tomohisa; Kino, Motoki; Raymond, Alexander; Silver, Mark; Weintroub, Jonathan; ...; Doi, Akihiro et al.
  • Journal Title: Bulletin of the American Astronomical Society Volume: 51
  • Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] A balloon-borne very long baseline interferometry experiment in the stratosphere: Systems design and developments (2019)
  • Author(s): Doi, A.; Kono, Y.; Ogawa, H. et al.
  • Journal Title: Advances in Space Research Volume: 63 Issue: 1 Pages: 779-793
  • DOI: 10.1016/j.asr.2018.09.020
  • NAID: 120006885510
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Balloon-Borne VLBI Reflector Structural Design Considering Failure of Sub-Reflector Adjustment Mechanism Using Multiobjective Optimization (2016)
  • Author(s): 小木曽 望, 児玉 崚, 木村 公洋, 佐藤 泰貴, 土居 明広, 田中 宏明
  • Journal Title: AEROSPACE TECHNOLOGY JAPAN, THE JAPAN SOCIETY FOR AERONAUTICAL AND SPACE SCIENCES Volume: 15 Issue: 0 Pages: 91-100
  • DOI: 10.2322/astj.15.91
  • NAID: 130005164240
  • ISSN: 1884-0477
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] 気球VLBI用アンテナ鏡面誤差を抑制する質量分布を調整した背面支持トラスの数値解析 (2020)
  • Author(s): 河合達樹, 仙場淳彦, 佐藤泰貴, 土居明広, 加鳥裕明
  • Organizer: 第64回宇宙科学技術連合講演会
• [Presentation] 格子投影法計測系を有する形状可変構造の実証計画について (2020)
  • Author(s): 田中宏明，小木曽望，坂本啓，岩佐貴史，樋口健，勝又暢久，岸本直子，池田忠繁，土居明広，佐藤泰貴
  • Organizer: 2020年度 大気球シンポジウム
• [Presentation] スペースVLBI技術調査会の検討状況 (2020)
  • Author(s): 土居明広, 河野裕介, 佐藤泰貴, 木村公洋, 岳藤一宏, 小山友明, 秦和弘, 沖野大貴
  • Organizer: VLBI懇談会シンポジウム2020
• [Presentation] 気球VLBI計画2020年報告と2021年の計画 (2020)
  • Author(s): 河野裕介, 土居明広, ほか
  • Organizer: VLBI懇談会シンポジウム2020
• [Presentation] 気球VLBIシステムの姿勢制御実験 (2020)
  • Author(s): 土居明広, 河野裕介, 中原聡美, 下向怜歩, 井上芳幸
  • Organizer: 宇宙科学シンポジウム2020
• [Presentation] 高精度計測系と形状可変鏡を統合した高精度アンテナシステムの実証試験 (2019)
  • Author(s): 田中 宏明, 小木曽 望, 坂野 文香, 樋口 健, 勝又 暢久, 山崎 健次, 岩佐 貴史, 岸本 直子, 藤垣 元治, 石村 康生, 土居 明広, 中原 聡美, 長谷川 豊, 河野 裕介
  • Organizer: 第35回宇宙構造・材料シンポジウム
• [Presentation] スマート副鏡のアクチュエータ入力最適化のカセグレンアンテナ実験による検証 (2019)
  • Author(s): 坂野 文香, 小木曽望, 田中宏明, 樋口 健, 勝又 暢久, 山崎 健次, 岩佐 貴史, 岸本 直子, 藤垣 元治, 土居 明広, 中原 聡美, 長谷川 豊, 河野 裕介,
  • Organizer: 第28回スペース・エンジニアリング・コンファレンス
• [Presentation] 気球VLBI 2019実験と2020計画 (2019)
  • Author(s): 土居明広
  • Organizer: 第17回水沢VLBI観測所VERAユーザーズミーティング
• [Presentation] 気球VLBI 2019--2020 (2019)
  • Author(s): 土居明広
  • Organizer: VLBI懇談会シンポジウム2019
• [Presentation] 気球 VLBI 実験: 2019 年の実験の報告と 2020 年の実験再提案 (2019)
  • Author(s): 土居 明広, 河野 裕介, 木村 公洋, 中原 聡美, 下向 怜歩, 長谷川 豊, 小山 友明, 鈴木 駿策, 亀谷 收, 村田 泰宏, 米倉 覚則, 岡田 望, 保田 大介, 関戸 衛, 海老沢 研, 井上 芳幸, 石村 康生, 本間 希樹, 小川 英夫, 小木曽 望, 田中 宏明, 芝井 広, 成田 正直, 莊司 泰弘, 坂東 信尚, 藤澤 健太, 青木 貴弘
  • Organizer: 大気球シンポジウム 2019
• [Presentation] 気球VLBI搭載用 Star Tracker (STT) の開発 (2019)
  • Author(s): 下向怜歩, 河野裕介, 土居明広, 中原聡美, 馬場満久, 海老沢研
  • Organizer: 日本天文学会秋季年会
• [Presentation] 成層圏気球 VLBI 観測の実現に向けた地上実験 (2019)
  • Author(s): 下向怜歩, 河野裕介, 土居明広, 中原聡美, 木村公洋, 長谷川豊, 小山友明, 鈴木駿策, 亀谷收, 村田泰弘, 金口政弘, 山下一芳, 海老沢研, 井上芳幸
  • Organizer: 日本天文学会2019秋季年会
• [Presentation] 気球VLBI実験2018報告 (2018)
  • Author(s): 土居明広
  • Organizer: 水沢VLBI観測所VERAユーザーズミーティング
• [Presentation] 気球VLBI実験2018 (2018)
  • Author(s): 土居明広, 河野裕介, 木村公洋, 中原聡美, 下向怜歩, 長谷川豊, 小山友明, 鈴木駿策, 亀谷收, 村田泰宏, 米倉覚則, 岡田望, 保田大介, 関戸衛, 海老沢研, 井上芳幸, 石村康生, 本間希樹, 小川英夫, 田中宏明, 小木曽望, ほか
  • Organizer: 宇宙科学シンポジウム2019
• [Presentation] ニッケル水素(NiMH)およびリン酸鉄リチウム(LiFePO4)電池セルの低温放電特性試験 (2018)
  • Author(s): 中原聡美, 土居明広, 河野裕介, 金口政弘, 山下一芳,下向怜歩
  • Organizer: 宇宙科学シンポジウム2019
• [Presentation] 気球 VLBI 実験: 2018 年の実験の報告と 2019 年の実験再提案 (2018)
  • Author(s): 土居 明広, 河野 裕介, 木村 公洋, 中原 聡美, 下向 怜歩, 長谷川 豊, 小山 友明, 鈴木 駿策, 亀谷 收, 村田 泰宏, 米倉 覚則, 岡田 望, 保田 大介, 関戸 衛, 海老沢 研, 井上 芳幸, 石村 康生, 本間 希樹, 小川 英夫, 小木曽 望, 田中 宏明, 芝井 広, 成田 正直, 莊司 泰弘, 坂東 信尚, 藤澤 健太, 青木 貴弘
  • Organizer: 大気球シンポジウム
• [Presentation] 気球VLBI搭載用 Star Tracker (STT) の開発 (2018)
  • Author(s): 下向怜歩、河野裕介 、土居明広、中原聡美、馬場満久、海老沢研
  • Organizer: 日本天文学会秋季年会
• [Presentation] 気球VLBI地上振り子フリンジ試験 (2018)
  • Author(s): 河野 裕介, 土居 明広, 木村 公洋, 小山 友明, 中原 聡美, 馬場 満久, 鈴木 駿策, 保田 大介, 岡田 望, 長谷川 豊, 亀谷 收, 米倉 覚則, 関戸 衛, 村田 泰宏, 山下 一芳, 松本 尚子
  • Organizer: 第18回宇宙科学シンポジウム
• [Presentation] 気球VLBIシステムとその開発 (2018)
  • Author(s): 土居 明広, 河野 裕介, 木村 公洋, 中原 聡美, 保田 大介, 長谷川 豊, 岡田 望, 村田 泰宏, 鈴木 駿策, 小山 友明, 下向 怜歩, 小川 英夫, 海老沢 研, 本間 希樹, 真鍋 武嗣, 米倉 覚則, 関戸 衛, 亀谷 收
  • Organizer: 第18回宇宙科学シンポジウム
• [Presentation] 気球 VLBI 地上振り子試験 (2018)
  • Author(s): 河野裕介, 土居明広, 木村公洋, 小山友明, 中原聡美, 鈴木駿策, 保田大輔, 岡田望, 長谷川豊, 亀谷收, 米倉覚則, 関戸衛, 村田泰弘, 山下一芳, 松本尚子, 本間希樹
  • Organizer: 日本天文学会, 日本天文学会2018年春季年会
• [Presentation] 気球 VLBI の姿勢制御地上試験 (2018)
  • Author(s): 土居明広, 河野裕介, 中原聡美, 木村公洋, 鈴木駿策, 岡田望, 保田大介, 長谷川豊, 山下一芳, 佐藤泰貴, 馬場満久, 松本尚子
  • Organizer: 日本天文学会, 日本天文学会2018年春季年会
• [Presentation] 気球VLBI実験2017の報告と来年度の計画 (2017)
  • Author(s): 土居 明広
  • Organizer: 第15回水沢VLBI観測所ユーザーズミーティング
• [Presentation] 気球VLBI2017実験の報告と来年度実験の計画 (2017)
  • Author(s): 土居 明広
  • Organizer: 2017年度VLBI懇談会シンポジウム
• [Presentation] 高萩32mと成層圏VLBI局による気球VLBI実験 (2017)
  • Author(s): 土居 明広
  • Organizer: 茨城大学重点研究 研究会「高萩・日立32m電波望遠鏡によるサイエンス」
• [Presentation] 大阪府大 1.8 m 電波望遠鏡の K 帯給電系開発と気球 VLBI 実験 (2017)
  • Author(s): 保田大介，岡田望，木村公洋，小川英夫，真鍋武嗣，土居明広，長谷川豊，村田泰宏，中原聡美，河野裕介，小山友明，亀谷收，鈴木駿策，米倉覚則，関戸衛
  • Organizer: 日本天文学会, 日本天文学会2017年秋季年会