ハワイ高高度施設と「あかつき」のコラボ：金星の後光から探る大気駆動メカニズム

2017 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16H05738
• Research Institution: Japan Aerospace EXploration Agency
• Principal Investigator: 佐藤 毅彦 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, 教授 (10297632)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 鍵谷 将人 東北大学, 理学研究科, 助教 (30436076) ; 佐藤 隆雄 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 (50633509)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 金星 / 後光 / エアロゾル / 偏光観測 / あかつき

Outline of Annual Research Achievements

地上から金星の高精度偏光観測を行うための「一露光型偏光撮像装置」を組み上げた。この装置の心臓部は、ウェッジド・ダブルウォラストン・プリズム（WeDoWo）と呼ばれる偏光子であり、高い精度に切削・研磨された6個の素子（天然方解石）を所定の角度に組み合わせ接着したものである（日東光器株式会社に製造を依頼）。平成29年5月に納品を受け、プリズム用ハウジングを製作し、装置へと組み込んだ。光学系（コリメータレンズ、結像レンズ）とのアライメント調整を繰り返し、性能評価試験を実施した。
実験室では、人工光源、偏光板、位相板と組み合わせて、直線偏光度およびその振動面方位角を期待された精度で測定できることを確認できた。その次に、偏光撮像装置を望遠鏡に装着し、遠景を撮像しての性能評価を試みた。この段階でひとつ問題を発見することができた。一露光型偏光撮像装置は I±Q、I±U の四つの偏光像を生じるが、それを記録するCCDカメラが全画素をスキャンする時間が有限であり、場所により撮像時間に微妙なズレを生じる問題である。これでは従来の、波長板を回転しながら時間差を伴った I±Q、I±U 画像を得るのと差がなくなってしまう。そこで、CCDカメラ側は少し長い目の露光時間を開始し、途中に置いたメカニカルシャッターを切る方法を採用することとして、問題を解決（軽減）した。
金星の太陽位相角が観測にあまり適さないレンジに入ってしまったため、偏光観測は再び好機が訪れるまで休み、あかつき紫外線データの取得と解析を実施した。あかつきによる紫外線領域の観測では、金星が満月状（小さな位相角）に見える頃に、金星面に後光を直接捉えることができる。その観測計画を立案し、データ取得を行い、解析を行っている。

Current Status of Research Progress

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

Reason

装置開発には必ずといってよいほど、製作過程で初めて明らかになる問題がある。本研究計画でも、一露光型偏光撮像装置の理想とは異なる問題として「CCDの画面スキャンにかかる時間」の問題が明らかとなった。その明らかとなった問題を適切に解決することができ、平成30年度の金星偏光観測に必要な準備を整えたので、研究は順調に進捗しているといえる。

Strategy for Future Research Activity

あかつき搭載の赤外線カメラIR1, IR2を制御する電子機器に不具合が発生し、両カメラが使えない状態となった。それをリカバーするため、平成30年度に金星が内合を迎える前後、地上望遠鏡を使う多くの観測者の協力を得て、金星夜面の集中観測（1.74um, 2.26umの「窓」波長）を行う予定を立てた。そのデータを、あかつき紫外線観測、偏光観測データと組み合わせて解析し、当初予定の研究結果を得る見込みである。