| Project/Area Number |
24K00687
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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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 | Tohoku University |
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Principal Investigator |
笠羽 康正 東北大学, 理学研究科, 教授 (10295529)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小嶋 浩嗣 京都大学, 生存圏研究所, 教授 (10215254)
臼井 英之 神戸大学, システム情報学研究科, 教授 (10243081)
三好 由純 名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 教授 (10377781)
松田 昇也 金沢大学, 電子情報通信学系, 准教授 (20772213)
中川 朋子 東北工業大学, 工学部, 教授 (40222161)
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| Project Period (FY) |
2024-04-01 – 2028-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥18,720,000 (Direct Cost: ¥14,400,000、Indirect Cost: ¥4,320,000)
Fiscal Year 2027: ¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000)
Fiscal Year 2026: ¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000)
Fiscal Year 2025: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
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| Keywords | 水星 / 地球 / 木星 / 磁気圏 / 電磁波動 |
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| Outline of Research at the Start |
2020年代後半～2030年代前半、我々は欧との共同開発で搭載した自身の電磁波観測装置によって、有磁場惑星である水星・木星を直接周回探査する稀有な機会を得た。この日欧共同BepiColombo水星探査機の周回探査は2025年12月から開始される。水星の磁気圏電磁波動観測は史上初である。
2024年4月～2025年12月の約２年間は、地球放射線帯観測衛星Araseに搭載した我々の電磁波観測装置PWEを基盤とした水星観測準備を行い、2026年1月から電磁波観測装置PWIを円滑に起動する。2026年1月～2028年3月の活動で水星磁気圏の構造・エネルギー過程解明に連なる大きな初動成果を挙げる。
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| Outline of Annual Research Achievements |
Arase衛星など（笠原+の講演など）で構築した観測解析手法・ツールおよび数値モデルの研究を進めるとともに、2024までの水星フライバイ観測を利用した水星周回探査準備を進めた。具体的には、以下の成果を挙げた。
(1) 磁気圏電磁波動の活動分布・活動度・伝搬研究： [a] 電子・イオン加速を生み出すアルフヴェン波と沿磁力線電場（地球：Imajo+, JGR, 2024など)、[b] イオン運動を乱して加熱・加速するElectroMagnetic Ion Cyclotron波 (EMIC)（地球：Hirai+, JGR, 2025、Miyashita+, Kikuchi+の講演など)、[c] 電子運動を乱して加熱・加速するWhistler波/Chorus波（地球：Ito+, JGR, 2024、Kurita+ Sci.Rep. 2024、Yamagata+の講演など; 水星：Kasaba+, Ozaki+, Sahroi+の講演など）、[d] a～cが生む高エネルギー電子が引き起こすオーロラ電波（地球：Yamanaka+の講演など）について、地球および水星での観測成果を創出した。
(2) 電場波動による磁気圏密度・温度構造研究： 電子プラズマ周波数近傍の波動特性および衛星ポテンシャル計測をツールとして、磁気圏の密度・温度をpassive・active導出する手法について、Arase衛星による検討を進めた（中川, 東北工大紀要, 2025; Kawagata+の講演 など）。地球の磁気圏電場や上部電離圏電場でも成果をあげた（Sugimura+ JGR 2025や、Sori+の講演など）。
また(1)において、電磁波動による磁気圏粒子加速・加熱・喪失研究、特に大規模電場が引き起こす電子の加速、電磁波擾乱と荷電粒子との結合による電子・イオンの加熱・喪失、およびそれらの発生場所・機構について観測と数値モデルで検証も行った(Zijin+ JGR 2024、Takahara+ GRL 2025など）。
また、2030年代の木星・氷衛星探査につながるJUICE RPWIの初動運用・観測（Wahlund+ SSR 2024）および木星・氷衛星における電波伝播のGalileo探査機による検証（Yasuda+ JGR 2024など）も行った。
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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
BepiColombo探査機のクルーズ用推進部（欧州宇宙機関担当）の太陽電池パネルに不具合が発生し、電気推進による軌道制御量を削減する必要が出た。このため、2024年夏の諸会合にて、2025年末予定であった水星周回開始が2026年末にずれ込むこととなった。
このため、2024年度の研究活動は抑制的に進め、2025-2026年度を含めた３年間の実施となる。
2026-2027年度に予定していた「水星周回軌道投入後のセンサーフル稼働による観測データ取得」が実現するのは、2027-2028年度となる。
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| Strategy for Future Research Activity |
【現在までの進捗状況】に述べた理由で、本研究計画において2024-2025年度に予定していた水星観測の準備作業は2024-2026年度の３年間となり、2026-2027年度に予定していた水星周回本観測は2027-2028年度となる予定である。
2025-2026年度には、2024年度までに得られた水星観測データの解析と論文化、そして水星軌道投入直後に行われる各種動作試験・初期観測の計画立案を進めるとともに、これらの準備となる地球・木星系観測による成果出力を進めていく。
成果を出していくのは水星周回１年目のデータが蓄積される2028年度であり、この年度の活動経費を残しつつ、すなわち「最終年度を１年繰り越す」前提で今後の研究を進める。
2028年度には、そこからの初動成果を極大化するともに、2030年代の木星・氷衛星探査、特にGanymede周回探査に向けた準備作業へつなげる。
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