Development of Ne measurement instrument for ultra-small Mars missions

2019 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 17H01175
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Geochemistry/Cosmochemistry
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: Sugita Seiji 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (80313203)
• 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) ; 永田 晴紀 北海道大学, 工学研究院, 教授 (40281787) ; 吉岡 和夫 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 講師 (70637131) ; 黒澤 耕介 千葉工業大学, 惑星探査研究センター, 上席研究員 (80616433) ; 黒川 宏之 東京工業大学, 地球生命研究所, 研究員 (80713643) ; 三浦 弥生 東京大学, 地震研究所, 助教 (90282730)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 惑星探査 / 惑星起源・進化 / 惑星大気 / 同位体 / 希ガス / 質量分析装置

Outline of Final Research Achievements

In order to measure the neon isotope ratio in the Mars atmosphere with ultra-small spacecraft, we developed orbitrap-type light-weight high-mass-resolution (m/dm > 10,000) mass spectrometer. We also developed membrane system to separate Ne and Ar before taking Mars air into the mass spectrometer. Using the newly developed system, we obtained gas separation performance as a function of time. We also designed a new mechanism to keep high vacuum condition using getter-type pump with very limited resources, such as size, weight, and electricity.

Free Research Field

惑星科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

太古の火星に液体の水が安定に存在した証拠は多数得られたが、太陽光度が低い古火星でどのように温暖湿潤気候が保持されたのか未解明である。この問題の解決には火星の大気散逸史の解明が鍵となる。だが、大気散逸に最も敏感なNeは、存在度も同位体組成も正確に測られておらず、この問題の解決を阻んでいる。本計画で基礎開発を行ったNe計測装置は、安価な打上げが可能なPROCYONクラス(~65kg)の超小型探査機による火星探査に搭載可能であるため、今後の日本の惑星探査に極めて大きな波及効果がある。