2019 Fiscal Year Annual Research Report
月惑星探査のための岩石組織に対応した可視近赤外分光データ解析モデルの構築
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19H01953
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
佐伯 和人 大阪大学, 理学研究科, 准教授 (50292363)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 月探査 / 近赤外分光 / 可視分光 / 岩石組織 / 月極域探査 / 氷検出 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
研究課題の三つの柱「人工岩石の合成」、「人工岩石と天然岩石の分光観測」、「分光データ解析モデル構築」のうち二本目までを開始した。
「人工岩石の合成」で合成するのは人工火成岩と人工凍土の2 種類である。人工火成岩に関して、構成鉱物粒径が１ｍｍ未満の人工岩石の合成を試みた。材料鉱物を粉砕機で粉砕した後ふるいで選別し、それらを焼結させる。短時間で密な岩石組織をつくるためにピストンシリンダー高圧装置を使って、加熱圧縮成形を試みた。しかし鉱物粒間の空隙がなくなる前に試料密封に使っている鉛が流入し、現状の設定ではうまく合成岩石がつくれないことがわかった。そこで、ブロック状に成形した鉱物を電気炉で焼結させる方法に切り替えたが、予備実験中に電気炉の発熱体の寿命が尽きたため、研究計画より1年早く発熱体を交換した。微量氷を含む人工凍土試料の合成に関しては、2ｍのパイプの中に、湿潤空気を入れ、そこを液体窒素温度に冷却した鉱物粉末を落下させることで、複数粒子が凝集することなく、均一に着氷する「落下式着氷装置」を開発することに成功した。
二本目の柱の「人工岩石と天然岩石の分光観測」に関しては、以前の科研研究で開発した画像分光装置を改良した。具体的には、近赤外域のみに感度があった従来のカメラから、可視光から近赤外域まで感度がある新世代のカメラに取り替えて、重要な波長領域を一度に正確に測定することができるようにした。また、フォーカスの精度向上も行った。さらに、ミクロンスケールの表面粗さを測定できる岩石表面凹凸解析システムを導入し、岩石の表面粗さと反射スペクトル形状との関係を比較できるようにした。
人工凍土試料に関しては、カンラン石粉末に着氷させたもの、斜長石粉末に着氷させたものを測定して、それぞれに氷の含有量を測定するための検量線を導き、月極域氷探査のための近赤外分光測定装置に必要な性能仕様を提案した。
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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
研究課題に必要な主要な研究装置である、可視域拡張近赤外カメラ、スペクトル測定装置の改修、ワンショット3D形状測定装置の導入が無事完了し、想定通りの観測データが得られることが確認できた。人工岩石合成に関して、ピストンシリンダーを使う方式は当初の想定通りにはいかなかったが、成形ブロックを電気炉で焼結する方式を前倒しでスタートし、電気炉の発熱体の交換も当初想定より1年早く実施した。一方、落下着氷装置の方は、想定通りのものが完成し、順調に運用されはじめた。新型コロナによって、出張が必要な東京大学総合研究博物館所蔵の天然岩石試料の借りだしや、国際学会での研究成果の発表などは、延期せざるを得なかったが、次年度で行う実験の一部を前倒しにできたので、研究計画全体で見れば、研究手順の若干の調整で対応できている。新型コロナでできなかった部分は研究費の繰り越しを行い、天然岩石試料の借りだしは新型コロナがやや沈静化している時期に実施することができた。また、国際学会は次年度も新型コロナのためにバーチャル開催となってしまったが成果の一部は発表することができた他、学会開催前に成果の一部を国際学会誌にて発表することができたので、情報交換という意味ではやや物足りなさを感じるものの、成果の公表という意味では十分な活動ができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の予定どおり、「人工岩石の合成」、「人工岩石と天然岩石の分光観測」、「分光データ解析モデル構築」の三本柱で研究を進めていく。実験内容は当初予定と変わらないが、新型コロナのために、出張が推奨されない状況は続きそうなので、天然岩石試料の入手や、実験等で出張する回数をできる限り絞り、新型コロナの状況に対応して時期を選んで出張できるよう、実験の順番は柔軟に調整できるように計画していく。また、学会発表に関しても、バーチャル開催を前提として、バーチャルでもより効率的に成果公表や情報交換ができるように、デジタルコンテンツの作成にこれまで以上に注力していく。さらに、成果の国際学会誌への投稿を加速したい。
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[Presentation] Development of Two Types of NIR Spectral Camera for Lunar Missions SLIM and LUPEX2021
Author(s)
K. Saiki, M. Ohtake, Y. Nakauchi, H. Shiraishi, Y. Ishihara, H. Sato, C. Honda, T. Maeda, C. Yamanaka, H. Nagaoka, S. Sakai, S. Sawai, S. Fukuda, K. Kushiki, N. Ebizuka, M. Sasaki, T. Okamoto, M. Kayama, H. Demura, K. Kitazato, Y. Ogawa, T. Mikouchi, and T. Hirano
Organizer
52nd Lunar and Planetary Science Conference
Int'l Joint Research
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[Presentation] Preparation status of Multi-Band Camera onboard SLIM lander2020
Author(s)
K. Saiki, M. Ohtake, Y. Nakauchi, H. Shiraishi, Y. Ishihara, H. Sato, C. Honda, T. Maeda, C. Yamanaka, H. Nagaoka, S. Sakai, S. Sawai, S. Fukuda, and K. Kushiki
Organizer
JpGU-AGU Joint Meeting 2020
Int'l Joint Research
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[Book] 月はすごい2019
Author(s)
佐伯和人
Total Pages
220
Publisher
中央公論新社
ISBN
978-4121025609
