外気圏リトリーバル手法を用いた火星外気圏大気と火星衛星フォボスの相互作用の研究
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22K03708
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 17010:Space and planetary sciences-related
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| Research Institution | Japan Aerospace EXploration Agency |
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Principal Investigator |
益永 圭 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, 宇宙航空プロジェクト研究員 (60909521)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
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| Keywords | 火星 / イオン観測 / 外気圏 / MAVEN / MMX / ピックアップイオン / フォボス |
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| Outline of Research at the Start |
火星衛星の公転軌道には火星外気圏大気が広がっており、火星衛星表面は火星大気によって汚染されている可能性が高い。そのため、将来日本の火星衛星サンプルリターン計画によって持ち帰ったサンプルを分析する際は、火星大気による汚染の効果を考慮に入れる必要がある。しかし、これまでの探査で火星衛星の観測機会は少なく、火星大気と火星衛星の相互作用についてはよく分かっていない。そこで、本研究は火星探査機のイオンの観測データを解析し、イオンの源である外気圏大気の数密度分布を導出する「外気圏リトリーバル手法」を開発する。これにより火星外気圏の三次元分布を作成し、火星大気が火星衛星表面へ輸送される量を明らかにする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
火星衛星の公転軌道には火星外気圏大気が広がっており、火星衛星表面は火星大気によって汚染されている可能性が高い。そのため、将来日本の火星衛星サンプルリターン計画によって持ち帰ったサンプルを分析する際は、火星大気による汚染の効果を考慮に入れる必要がある。しかし、これまでの探査で火星衛星の観測機会は少なく、火星大気と火星衛星の相互作用についてはよく分かっていない。そこで、本研究は火星探査機のイオンの観測データを解析し、イオンの源である外気圏大気の数密度分布を導出する「外気圏リトリーバル手法」を開発する。これにより火星外気圏の三次元分布を作成し、火星大気が火星衛星表面へ輸送される量を明らかにする。
今年度は火星探査機MAVENのイオン観測データを用い、外気圏リトリーバルのイベント解析を中心に進めた。数軌道のイオン質量分析データを詳細に解析した結果、酸素イオンの観測データから酸素原子数密度の空間分布を導出した。数値シミュレーションによって計算された酸素原子の空間分布との比較の結果、外気圏リトリーバル手法によって求めた密度分布とシミュレーション結果がよく一致することも明らかになった。
さらに、火星に彗星が接近した際のデータに本手法を適用すると、酸素原始の外気圏分布が彗星接近の前後で大きく変動することも観測された。これは、彗星の大気成分が火星に輸送された可能性を示唆する。ただし、同時期に火星に到来したCME(強烈な太陽風イベント)や火星地上で発生した砂嵐が火星の外気圏に影響を及ぼしている可能性もあるため、今後さらなる解析が必要である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
今年度はMAVEN搭載のイオン質量分析器観測データのイベント解析を中心に進め、外気圏リトリーバル手法を構築することができた。また、得られた成果は国内外の学会にて発表を行った。
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| Strategy for Future Research Activity |
現在、外気圏リトリーバルのイベント解析結果を論文としてまとめており、間も無く国際学術雑誌に投稿予定である。今後はこの手法を複数年にわたるMAVENの観測データに適用し、火星の外気圏分布の時間変化を統計的に調べる予定である。
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Report
(1 results)
Research Products
(8 results)
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[Journal Article] Alternate oscillations of Martian hydrogen and oxygen upper atmospheres during a major dust storm2022
Author(s)
Kei Masunaga, Naoki Terada, Nao Yoshida, Yuki Nakamura, Takeshi Kuroda, Kazuo Yoshioka, Yudai Suzuki, Hiromu Nakagawa, Tomoki Kimura, Fuminori Tsuchiya, Go Murakami, Atsushi Yamazaki, Tomohiro Usui, and Ichiro Yoshikawa
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Journal Title
Nature Communications
Volume: 13
Issue: 1
Pages: 6609-6609
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Reflectivity of Venus’ dayside disk during the 2020 observation campaign: outcomes and future perspectives2022
Author(s)
Y. J. Lee, A. Garca Muoz, A. Yamazaki, E. Qumerais, S. Mottola, S. Hellmich, T. Granzer, G. Bergond, M. Roth, E. Gallego-Cano, J.-Y. Chaufray, R. Robidel, G. Murakami, K. Masunaga, and et al.
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Journal Title
The Planetary Science Journal
Volume: 3
Issue: 9
Pages: 209-209
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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