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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

Research Project

Project/Area Number 22K03708
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 17010:Space and planetary sciences-related
Research InstitutionJapan Aerospace EXploration Agency

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)

Project Period (FY) 2022-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
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)
Keywords火星 / ピックアップイオン / 外気圏 / イオン観測 / MAVEN / MMX / フォボス
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。

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、本研究は火星周辺のピックアップイオンの観測データを解析し、ピックアップ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ことを目的としている。
今年度は火星探査機MAVENによって観測された代表的な観測例を選定し、外気圏リトリーバル手法を論文として詳細にまとめた。論文は国際誌へ投稿し、現在査読を経てリバイス中である。今後はこの手法を用いて統計解析を行うことにより、火星外気圏の太陽放射や太陽風、季節依存性などを調べる予定である。また、この手法は火星だけでなく、ピックアップイオンが存在するさまざまな天体環境に応用可能である。過去、現在、将来の惑星探査ミッションに応用することにより、さまざまな天体からの大気流出現象の理解につながると考えられる。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

今年度は外気圏リトリーバル手法を論文としてまとめることができた。来年度はこの手法を用いて統計解析を進めることにより、火星外気圏の時空間変動の太陽放射、太陽風、季節依存性などを調べることができる。

Strategy for Future Research Activity

来年度は開発した外気圏リトリーバル手法を用いて統計解析を進める。10年にわたるMAVENのピックアップイオン観測データを解析することにより、火星外気圏の太陽放射、太陽風、季節依存性などを調べる。これにより外気圏の時空間変動の仕組みを解明し、火星を周回する月の表面に与える影響について議論を進める。

Report

(2 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • Research Products

    (13 results)

All 2024 2023 2022 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Open Access: 5 results,  Peer Reviewed: 5 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 1 results)

  • [Int'l Joint Research] Sorbonne Universite(フランス)

    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Int'l Joint Research] University of California Berkeley(米国)

    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Journal Article] もう一つの月世界へ:火星衛星探査計画MMX その4 ~イオン質量分析による火星大気流出観測の意義~2024

    • Author(s)
      益永圭、黒川宏之、小池みずほ、中川広務、寺田直樹、横田勝一郎、MSAチーム、MSSSTチーム
    • Journal Title

      遊星人

      Volume: 33 Pages: 51-59

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Open Access
  • [Journal Article] On the Periodic Variation of the Ion Density in the Martian Dayside Ionosphere During the Regional Dust Storm in September 20162024

    • Author(s)
      Hara Takuya、Masunaga Kei、Terada Naoki、Sakai Shotaro、Osanai Taiga、Seki Kanako、Fowler Christopher M.、Hanley Kathleen Gwen、McFadden James P.、Curry Shannon M.
    • Journal Title

      Journal of Geophysical Research: Space Physics

      Volume: 129 Issue: 4

    • DOI

      10.1029/2023ja031848

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [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
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 13 Issue: 1 Pages: 6609-6609

    • DOI

      10.1038/s41467-022-34224-6

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] BepiColombo mission confirms stagnation region of Venus and reveals its large extend2022

    • Author(s)
      M. Persson, et al. (incl. K. Masunaga)
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 13 Issue: 1 Pages: 7743-7743

    • DOI

      10.1038/s41467-022-35061-3

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [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.
    • Journal Title

      The Planetary Science Journal

      Volume: 3 Issue: 9 Pages: 209-209

    • DOI

      10.3847/psj/ac84d1

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] In situ observations of solar-flare-induced proton cyclotron waves upstream from Mars2022

    • Author(s)
      Lin, H., J. Guo, K. Masunaga, K. Seki, C. Mazelle, D. Zhao, H. Huang, J. Zhao, and L. Liu
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 934 Issue: 2 Pages: 183-183

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ac7d4f

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] A technique of retrieving the exospheric number density distribution from pickup ion ring distributions observed by MAVEN/STATIC and its application to future MMX/MSA observations2023

    • Author(s)
      益永圭、寺田直樹、Leblanc Francois、堺正太朗、横田 勝一郎、原田裕己、原拓也、関華奈子、山崎 敦、臼井寛裕
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2023年大会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] A method of probing Mars’s exosphere using ion measurements: Prospects for MMX/MSA observations2023

    • Author(s)
      K. Masunaga
    • Organizer
      The 6th MMX SWT meeting
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 火星への彗星大気 成分の輸送についての観測的研究2022

    • Author(s)
      益永圭、寺田直樹、堺正太朗、横田勝一郎、原田裕己、原拓也、臼井寛裕
    • Organizer
      日本惑星科学会2022年秋季講演会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] Retrieving exospheric number density from pickup ion ring distributions2022

    • Author(s)
      K. Masunaga, N. Terada, F. Leblanc, S. Sakai, S. Yokota, Y. Harada, T. Hara, K. Seki, and T. Usui
    • Organizer
      MAVEN PSG meeting fall 2022
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Martain exosphere derived from pickup ion measurements: A feasibility study for future MMX mission2022

    • Author(s)
      K. Masunaga, N. Terada, S. Sakai, S. Yokota, Y. Harada, T. Hara, and T. Usui
    • Organizer
      Japan Geophysical Union Meeting 2022
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited

URL: 

Published: 2022-04-19   Modified: 2024-12-25  

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