Study of microburst electron precipitations during pulsating aurorae by a sounding rocket

• Project/Area Number: 18KK0100
• Research Category: Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 17:Earth and planetary science and related fields
• Research Institution: Japan Aerospace EXploration Agency
• Principal Investigator: Asamura Kazushi 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, 准教授 (50321568)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 野村 麗子 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 国際宇宙探査センター, 研究開発員 (30637690) ; 三谷 烈史 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 (70455468) ; 細川 敬祐 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 教授 (80361830)
• Project Period (FY): 2018-10-09 – 2022-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2021)
• Budget Amount: ¥18,070,000 (Direct Cost: ¥13,900,000、Indirect Cost: ¥4,170,000); Fiscal Year 2020: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000); Fiscal Year 2019: ¥9,360,000 (Direct Cost: ¥7,200,000、Indirect Cost: ¥2,160,000); Fiscal Year 2018: ¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
• Keywords: 観測ロケット / 脈動オーロラ / 高エネルギー電子降りこみ / 高エネルギー電子降下 / 高エネルギ電子の降り込み / 高エネルギー電子の降り込み / 高エネルギー電子

Outline of Final Research Achievements

We have participated in the LAMP (Loss through Auroral Microburst Pulsation) sounding rocket mission led by NASA. The scientific purpose of the LAMP mission is to reveal generation mechanisms of microburst precipiation of sub-relativistic electrons during pulsating aurorae. We have developed an electron sensor covering from approx. 100keV up to 2MeV, two high frame rate auroral imagers, and a three-axes magnetometer. LAMP was launched from Poker Flat Research Range, Alaska, USA at March 5th, 2022. We have also established auroral observation stations located just below the predicted rocket trajectory for ground-based optical measurements. The launch timing of the rocket was determined by using auroral monitoring data provided by these gorund stations. As a result, LAMP successfully passed through pulsating auroral patches and a number of electron microburst precipitations were detected.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究で実施した LAMP 観測ロケット実験は脈動オーロラ現象に伴って大気に降りこむ相対論的高エネルギー電子の生成機構を明らかにすることを目的としている。一方、近年、宇宙から高エネルギー電子が中層大気に貫入にすることによるオゾン破壊の可能性と、その結果として起こる地球大気全高度領域における力学・温度変化についての関心が高まっている。本研究の成果は高エネルギー電子が降りこむ原因の解明にとどまらず、その結果として引き起こされる中層大気変動の解明にもつながるものである。

Research Products

• [Int'l Joint Research] NASA/University of New Hampshire/University of Iowa(米国)
• [Int'l Joint Research] NASA/University of New Hampshire/University of Alaska Fairbanks(米国)
• [Int'l Joint Research] NASA/University of New Hampshire/University of Alaska Fairbanks(米国)
• [Int'l Joint Research] NASA/University of New Hampshire(米国)
• [Journal Article] Rocket Observation of Sub‐Relativistic Electrons in the Quiet Dayside Auroral Ionosphere (2021)
  • Author(s): Namekawa T.、Mitani T.、Asamura K.、Miyoshi Y.、Hosokawa K.、Ogawa Y.、Saito S.、Hori T.、Sugo S.、Kawashima O.、Kasahara S.、Nomura R.、Yagi N.、Fukizawa M.、Sakanoi T.、Saito Y.、Matsuoka A.、Shinohara I.、Fedorenko Y.、Nikitenko A.、Koehler C.
  • Journal Title: Journal of Geophysical Research: Space Physics Volume: 126 Issue: 7
  • DOI: 10.1029/2020ja028633
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Periodicities and Colors of Pulsating Auroras: DSLR Camera Observations From the International Space Station (2021)
  • Author(s): Nanjo Sota、Hozumi Yuta、Hosokawa Keisuke、Kataoka Ryuho、Miyoshi Yoshizumi、Oyama Shin‐ichiro、Ozaki Mitsunori、Shiokawa Kazuo、Kurita Satoshi
  • Journal Title: Journal of Geophysical Research: Space Physics Volume: 126 Issue: 10
  • DOI: 10.1029/2021ja029564
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] Sounding rocket missions (RockSat-XN, LAMP, and SS520-3) for ionospheric and magnetospheric explorations (2020)
  • Author(s): Asamura, K., Y. Miyoshi, K. Hosokawa, T. Mitani 他11名
  • Organizer: JpGU2020
• [Presentation] Observation plan of pulsating aurora by the multi-spectral auroral camera on the LAMP rocket (2020)
  • Author(s): Yagi, N., T. Sakanoi, M. Kawamura, K. Asamura, Y. Miyoshi, K. Hosokawa, S. L. Jones, M. Lessard
  • Organizer: JpGU2020
• [Presentation] PARM-HEP observations of microburst precipitation over pulsating aurora (2020)
  • Author(s): Namekawa, T., T. Mitani, K. Asamura, Y. Miyoshi, K. Hosokawa, Y. Ogawa, S. Saito, Y. Saito
  • Organizer: JpGU2020
• [Presentation] PARM: Investigation of precipitating high-energy electrons into the auroral ionosphere with sounding rockets (2019)
  • Author(s): Asamura, K., Y. Miyoshi, K. Hosokawa, T. Mitani, T. Namekawa, T. Sakanoi, N. Yagi, M. Fukizawa, G. Ishizawa, S. Kasahara, S. Sugo, O. Kawashima, R. Nomura, M. Nose, M. Teramoto, Y. Ogawa, S. Saito, R. Fujii
  • Organizer: 2019年地球惑星科学関連学会合同大会
• [Presentation] PARM計画: 観測ロケットRockSat-XNによる高エネルギー電子マイクロバースト現象の観測 (2018)
  • Author(s): 浅村和史、三好由純、細川敬祐、三谷烈史、滑川拓、坂野井健、吹澤瑞貴、八木直志、笠原慧、菅生真、川島桜也、野村麗子、寺本万里子、能勢正仁
  • Organizer: 地球電磁気・地球惑星圏学会 第１４４回総会
• [Presentation] PARM計画: 脈動オーロラ観測ロケット RockSat-XN搭載オーロラカメラの開発 (2018)
  • Author(s): 八木直志、坂野井健、吹澤瑞貴、浅村和史、細川敬祐、津田卓雄、三好由純
  • Organizer: 地球電磁気・地球惑星圏学会 第１４４回総会
• [Presentation] 観測パッケージPARM-HEPによる脈動オーロラ現象に伴う高エネルギー降り込み電子の観測 (2018)
  • Author(s): 滑川拓、三谷烈史、浅村和史、齋藤義文
  • Organizer: 地球電磁気・地球惑星圏学会 第１４４回総会
• [Presentation] 脈動オーロラロケットRockSat-XNとLAMPの開発ならびに将来超高層大気観測衛星計画FACTORS (2018)
  • Author(s): 坂野井健、浅村和史、平原聖文、山内正敏、Sergienko Tima、齋藤義文、大山伸一郎、三好由純、細川敬祐、八木直志、吹澤瑞貴、小嶋浩嗣、北村成寿、津田卓雄、松岡彩子
  • Organizer: 地球電磁気・地球惑星圏学会 第１４４回総会
• [Remarks] 脈動オーロラ研究プロジェクト
  • URL: http://www.psa-research.org/