2020 Fiscal Year Annual Research Report
地球惑星超高層大気の中性粒子分布・力学機構の実証解明を実現する直接観測の基盤構築
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17H01164
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| Research Institution | Japan Aerospace EXploration Agency |
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Principal Investigator |
齋藤 義文 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 (30260011)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
笠原 慧 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (00550500)
横田 勝一郎 大阪大学, 理学研究科, 准教授 (40435798)
平原 聖文 名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 教授 (50242102)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 質量分析器 / 人工飛翔体 / 中性粒子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は将来の地球の電離圏・磁気圏観測や他天体の周回観測及び他天体への着陸探査を含めた惑星探査に向けた、4種類の人工飛翔体搭載用中性粒子質量分析器を開発することである。「マルチターンTOF型質量分析器」については、開発したパルス高圧電源を後述の質量分析器試験に提供し性能実証試験を実施した。また、実験室のマルチターンTOF型質量分析器を使った模擬試験結果からH, C, N, Oに対する同位体分別精度を見積もった。「多反射リフレクトロン型質量分析器」については、固体物質の加熱機構の試作品と試験モデルを組み合わせた試験を実施した。運用モードにより所定の質量分解能が達成できる場合とできない場合のあることが判明したため、特性を改良するための部品を設計・試作した上で試験を実施し、どの運用モードでも所定の質量分解能を達成できるようになった。その後、中性粒子の電離機構部・宇宙機搭載用パルス高圧電源の試作品と組み合わせた試験を行い予定していた性能が達成できる事を確認した。当初の「四重極型質量分析器」に変えて開発を進めることにした「オービトラップ型質量分析器」については、時間収束させた多数(>1,000個)のイオンをオービトラップ部に導入し，周波数スペクトルを取得する実験を実施したが，これまでのところ導入サンプルガスに対応する質量の信号ピークが得られておらず，信号・雑音比の改善に取り組んでいる．「2次元速度計測用ベネット型中性粒子分析器」については、2次元位置検出用MCP（マイクロチャンネルプレート）アセンブリーの位置検出機能向上のための基礎実験を実施し、1mm以下の位置精度を確認している。また、本中性粒子分析器の較正実験では、フィラメントの改良を実施し2倍以上のカウントが取得可能となった他、イオンビームの2次元空間プロファイルを取得するビームラインモニターの整備も並行して行った。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Presentation] Development of a miniature ion-trap Fourier-transform mass spectrometer for future space missions2020
Author(s)
Kawashima, O., Kasahara, S., Saito, Y., Yokota, S., Hirahara, M., Sugita, S.
Organizer
JpGU Meeting 2020
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