2003 Fiscal Year Annual Research Report
宇宙空間プラズマ中の衛星電位の理論的考察と次世代衛星電位計測システムの開発
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15740328
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| Research Institution | Toyama Prefectural University |
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Principal Investigator |
石坂 圭吾 富山県立大学, 工学部, 助手 (80326074)
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| Keywords | 衛星電位 / 宇宙空間プラズマ / 磁気圏 / シングルプローブシステム / 電子密度 / 光電子放出 |
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| Research Abstract |
本研究では,次期惑星探査衛星及び地球磁気圏探査衛星搭載用衛星電位計測システムの開発のための予備研究を行う.本年度は,実際に宇宙科学研究本部にてGeotail衛星の運用を行い,バイアス電流の印加量を変化させたときの衛星電位を計測し,バイアス電流-衛星電位特性を得た.このバイアス電流-衛星電位特性からプローブ周辺に生じているシース抵抗の値を推定した.ここで,プローブの周辺に生じるシース抵抗値が大きいと衛星電位計測に悪影響を与えるため,シース抵抗は小さければ小さいほどよい.Geotail衛星では衛星電位を精度よく計測するために,適切なバイアス電流を印加し,シース抵抗値を小さくしている.また,衛星電位計測装置の入力インピーダンスをシース抵抗の値よりも十分大きくすることによっても衛星電位の高精度計測が可能である。Geotail衛星の場合,プローブ周辺に生じるシース抵抗は数10MΩと推定でき,衛星電位計測装置の入力インピーダンスは10GΩであるため,精度よく衛星電位が計測できることが確認できた.
そしてGeotailでのシース抵抗値の推定方法を利用し,次期探査衛星が探査する宇宙空間プラズマ環境から理論的にプローブ周辺のシース抵抗値を推定した.このシース抵抗の計算値を元に,衛星電位計測装置の入力インピーダンスおよびバイアス電流印加回路の出力インピーダンスの値が設定された.今後さらに高精度な衛星電位計測を実現するために,宇宙空間プラズマ中の粒子密度やプローブ表面から放出される光電子などが変化したときに,プローブ周辺のシース抵抗の値がどのように変化するかということを計算機実験し,最適な入力インピーダンス値およびバイアス電流の印加量を決定する.
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[Publications] K.Ishisaka, T.Okada, H.Hayakawa, T.Mukai, H.Matsumoto: "Application of spacecraft potential to investigate the distribution of low energy plasma in magnetosphere"Advances in Space Research. (in printing).
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[Publications] 笠羽康正, 岡田敏美, 石坂圭吾, 早川基, 松岡彩子, 竹井康博: "プローブ法による宇宙空間電場計測:精度評価"地球惑星科学関連学会2003年合同大会. J022-P001 (2003)
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[Publications] K.Ishisaka, Y.Kasaba, T.Okada, H.Hayakawa, T.Mukai: "Influence of the sheath impedance of biased probe on the Geotail spacecraft potential measurement"XXIII General Assembly of the International Union of Geodesy and Geophysics (IUGG) 2003 Abstract. B.240 (2003)
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[Publications] 笠羽康正, 石坂圭吾, 早川基, 岡田敏美, 竹井康博, 向井利典, 斎藤義文, 松岡彩子: "プローブ法による宇宙空間電場計測:精度評価(2)"第114回地球電磁気・地球惑星圏学会講演会講演予稿集. C12-04 (2003)
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[Publications] 寺下真理子, 石坂圭吾, 岡田敏美, 三宅壮聡, 笠羽康正, 早川基, 向井利典, 斎藤義文, 松本紘: "Geotail衛星電位計測による電子密度推定およびその低エネルギープラズマ分布調査への応用"第114回地球電磁気・地球惑星圏学会講演会講演予稿集. D31-P074 (2003)
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[Publications] T.Terasawa et al.(13人中9番目): "GEOTAIL Observation of Interplanetary Shocks during the Solar Storm Season in October-November 2003"Joint Meeting : AGU, the Canadian Geophysical Union (CGU), and Society of Exploration Geophysicists (SEG), AGU 2004 Spring Meeting. (2004)
