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2021 Fiscal Year Annual Research Report

X-ray Imaging of the Earth's Magnetosphere : Revealing Global Behavior of the Magnetosphere

Research Project

Project/Area Number 21H04972
Research InstitutionTokyo Metropolitan University

Principal Investigator

江副 祐一郎  東京都立大学, 理学研究科, 准教授 (90462663)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 船瀬 龍  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 (70509819)
中嶋 大  関東学院大学, 理工学部, 准教授 (70570670)
三石 郁之  名古屋大学, 理学研究科, 講師 (90725863)
Project Period (FY) 2021-05-18 – 2025-03-31
KeywordsX線 / 地球磁気圏
Outline of Annual Research Achievements

本研究が目標とする GEO-X 衛星の実現とそれによる地球磁気圏X線撮像の実現のための重要な開発要素は,(1) コンパクト・軽量・高感度・広視野X線撮像分光装置と,(2) 観測地点である地球磁気圏の外に到達するために高い推力を持つ推進系を備えた超小型衛星である。そこで観測装置の性能実証モデルを製作評価すると共に衛星バス設計と衛星の姿勢制御系の開発を行った。並行してH3ロケット等の打ち上げ遅延が判明したため、打ち上げ機会の調査を実施し、有望な候補の選定を進めた。
(1) 観測装置:望遠鏡はSi基板から光学系基板の製作を行い組み立てを実施することで製作手順の確認を行った。検出器はCMOSセンサを購入し軟X線での性能を評価すると共にバックエンド回路の製造も完了した。可視光防護フィルタもX線・可視光の透過率評価が完了した。ハウジング及び衛星とのI/F確認も進めた。いずれも順調に進んでいる。
(2) 超小型衛星:衛星バスのコンポ配置を決めて形状および重量が概ね定まった。軌道遷移に伴う軌道解析,軌道上での熱解析や放射線解析を実施して影響を定量化した。これらの結果は観測装置の設計に反映されている。GEO-Xでは姿勢制御・軌道遷移のための推進系を持つため,その制御を行うためのアビオニクスの開発を進めた。これらに加えて別予算ではあるが推進系の性能実証モデルも開発して推力履歴,気密,断熱等の実証試験を実施した。こちらも順調に推移している。
その他:観測装置及び衛星検討の具体化に伴いサイエンス検討も進め,衛星軌道や視野を考慮した観測シミュレータを構築中である。並行して科研費以外の大型の外部資金獲得にも成功した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

開発は総じて順調である。ハードウェア開発とサイエンス検討両面で予定通りと言って良い進展があった。一方で年度後半に当初想定していたH3ロケット等の遅延が明らかとなり,国内外の他の打ち上げ機会の調査を開始すると共に一部の開発資金の繰り越しを行った。幸い有望な打ち上げ機会が見つかってきており,今後,選定を進めてゆく。科研費以外の複数の大型資金の獲得にも成功した。これは本研究の追い風となる。さらにハードウェア開発の共有と議論およびサイエンスの深化のために,国内外の著名な研究者が参加する研究会も開催し盛況であった。関連成果は着実に発表して,受賞も頂いてきている。
すなわち打ち上げロケットの遅延という想定外の事態があったものの,それを迅速にリカバーしつつあり,ハードウェア・サイエンス両面において当初期待した通りの成果が得られている。よって概ね順調に進展していると言える。

Strategy for Future Research Activity

観測装置及び衛星の開発及びサイエンス検討は順調に推移している。よって活動を継続して,フライトモデルの開発体制を着々と整えて打ち上げに向かう。衛星の打ち上げ機会についてはJAXAとも協力しつつ調査を推し進め,信頼性の高い機会を選定した上で,ロケットに適合した観測装置及び衛星の開発を行う。幸いにして科研費以外の外部資金も得ており,国内の無償相乗りのみならず海外の有償のロケット打ち上げサービスも候補となる。

Remarks

その他,アウトリーチ2件,受賞2件,学位論文 修士論文2件,学部卒業研究4件。

  • Research Products

    (37 results)

All 2022 2021 Other

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (33 results) (of which Int'l Joint Research: 7 results) Remarks (1 results) Funded Workshop (1 results)

  • [Journal Article] High-resolution X-ray spectroscopy of astrophysical plasmas with X-ray microcalorimeters2021

    • Author(s)
      Ezoe Yuichiro、Ohashi Takaya、Mitsuda Kazuhisa
    • Journal Title

      Reviews of Modern Plasma Physics

      Volume: 5 Pages: 4

    • DOI

      10.1007/s41614-021-00052-2

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Suzaku observations of Jovian diffuse hard X-ray emission2021

    • Author(s)
      Numazawa Masaki、Ezoe Yuichiro、Ohashi Takaya、Ishikawa Kumi、Miyoshi Yoshizumi、Shiota Daikou、Uchiyama Yasunobu、Kimura Tomoki、Branduardi-Raymont Graziella
    • Journal Title

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      Volume: 73 Pages: 894~911

    • DOI

      10.1093/pasj/psab053

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Opening remarks2022

    • Author(s)
      Y. Ezoe,
    • Organizer
      GEO-X symposium “Toward solar system X-ray astronomy”
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Jovian diffuse X-ray emission observed with Suzaku2022

    • Author(s)
      M. Numazawa
    • Organizer
      GEO-X symposium “Toward solar system X-ray astronomy”
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] System Design of Interplanetary Microsatellite with High Thrust Propulsion System2022

    • Author(s)
      S. Nakajima, et al.,
    • Organizer
      The 33rd International Symposium on Space Technology and Science
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Trajectory and Attitude Planning during Deep Space Insertion from GTO for Microsatellite having High Thrust Propulsion System2022

    • Author(s)
      T. Yamamoto, et al.,
    • Organizer
      The 33rd International Symposium on Space Technology and Science
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 地球磁気圏X線撮像計画 GEO-X (GEOspace X-ray imager)2022

    • Author(s)
      江副祐一郎ほか
    • Organizer
      宇宙科学シンポジウム
  • [Presentation] MEMS 技術を用いた超軽量X線望遠鏡の開発2022

    • Author(s)
      森下弘海ほか
    • Organizer
      宇宙科学シンポジウム
  • [Presentation] 地球磁気圏X線撮像計画 GEO-X (GEOspace X-ray imager)2022

    • Author(s)
      江副祐一郎ほか
    • Organizer
      超小型衛星シンポジウム
  • [Presentation] 高推力推進系による高頻度な超小型深宇宙探査ミッションの実現2022

    • Author(s)
      船瀬龍ほか
    • Organizer
      超小型衛星シンポジウム
  • [Presentation] はじめに:GEO-X 計画と本研究会の狙い2022

    • Author(s)
      江副祐一郎ほか
    • Organizer
      研究会 「GEO-X 計画と太陽系X線天文学に向けて」
  • [Presentation] 可視光遮光フィルタ2022

    • Author(s)
      三石郁之ほか
    • Organizer
      研究会 「GEO-X 計画と太陽系X線天文学に向けて」
  • [Presentation] GEO-X CMOS検出器開発の現状2022

    • Author(s)
      中嶋大ほか
    • Organizer
      研究会 「GEO-X 計画と太陽系X線天文学に向けて」
  • [Presentation] GEO-X 用X線望遠鏡2022

    • Author(s)
      石川久美ほか
    • Organizer
      研究会 「GEO-X 計画と太陽系X線天文学に向けて」
  • [Presentation] 衛星バス2022

    • Author(s)
      船瀬龍ほか
    • Organizer
      研究会 「GEO-X 計画と太陽系X線天文学に向けて」
  • [Presentation] すざくの成果とモデル比較2022

    • Author(s)
      伊師大貴ほか
    • Organizer
      研究会 「GEO-X 計画と太陽系X線天文学に向けて」
  • [Presentation] GEO-X で期待されるサイエンス2022

    • Author(s)
      三好由純ほか
    • Organizer
      研究会 「GEO-X 計画と太陽系X線天文学に向けて」
  • [Presentation] GEO-Xに向けた磁気圏グローバルMHDモデル開発2022

    • Author(s)
      松本洋介ほか
    • Organizer
      研究会 「GEO-X 計画と太陽系X線天文学に向けて」
  • [Presentation] 高推力推進系を有する超小型深宇宙探査ミッション2022

    • Author(s)
      船瀬龍ほか
    • Organizer
      研究会 「GEO-X 計画と太陽系X線天文学に向けて」
  • [Presentation] 大面積CMOSイメージセンサのX線分光性能評価2022

    • Author(s)
      平賀純子ほか
    • Organizer
      応用物理学会 春季年会
  • [Presentation] X線反射率向上を目指した原子層堆積法による軽元素膜付け2022

    • Author(s)
      石川久美ほか
    • Organizer
      日本天文学会 春季年会
  • [Presentation] MEMS 技術を用いた Schmidt 配置 Lobster eye X線光学系の開発II2022

    • Author(s)
      作田紗恵ほか
    • Organizer
      日本天文学会 春季年会
  • [Presentation] Status of GEO-X (GEOspace X-ray imager) mission2021

    • Author(s)
      Y. Ezoe, et al.,
    • Organizer
      Japan Geophys. Union
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Smoothing of silicon micropore X-ray optics by thermal annealing2021

    • Author(s)
      A. Fukushima, et al..
    • Organizer
      MNC2021
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Spectroscopic performance and radiation tolerance of X-ray CMOS detector for micro-satellite instrument2021

    • Author(s)
      H. Nakajima, et al.,
    • Organizer
      28th International Symposium on Room-Temperature Semiconductor Detectors
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 地球磁気圏X線撮像計画 GEO-X (GEOspace X-ray imager) の現状III2021

    • Author(s)
      江副祐一郎ほか
    • Organizer
      日本天文学会 秋季年会
  • [Presentation] 次世代X線偏光観測衛星を目指した高温塑性変形 Si 湾曲ブラッグ反射光学系のミッション検討2021

    • Author(s)
      内野友樹ほか
    • Organizer
      日本天文学会 秋季年会
  • [Presentation] 宇宙軟X線観測用CMOSセンサの分光性能と放射線耐性(2)2021

    • Author(s)
      中村彰太郞ほか
    • Organizer
      応用物理学会 秋季年会
  • [Presentation] 原子層堆積法を用いたCo 成膜 Si 光学系のX線反射評価2021

    • Author(s)
      福島碧都ほか
    • Organizer
      応用物理学会 秋季年会
  • [Presentation] MEMS 技術を用いた Schmdit 配置 Lobster eye 光学系の開発2021

    • Author(s)
      作田紗恵ほか
    • Organizer
      応用物理学会 秋季年会
  • [Presentation] GEO-X 計画とその将来ビジョン - 太陽系X線天文学2021

    • Author(s)
      江副祐一郎ほか
    • Organizer
      宇宙科学技術連合大会
  • [Presentation] 高推力推進系を有する超小型衛星による軌道制御技術2021

    • Author(s)
      川端洋輔ほか
    • Organizer
      宇宙科学技術連合大会
  • [Presentation] 高推力推進系を有する超小型探査機によるGTOから深宇宙への移行時の軌道と姿勢計画に関する研究2021

    • Author(s)
      山本智貴ほか
    • Organizer
      宇宙科学技術連合大会
  • [Presentation] 地球磁気圏X線撮像計画 GEO-X の現状2021

    • Author(s)
      江副祐一郎ほか
    • Organizer
      地球磁気圏・地球惑星圏学会
  • [Presentation] 「すざく」とXMM-Newton衛星による地球周辺の多点同時観測2021

    • Author(s)
      伊師大貴ほか
    • Organizer
      地球磁気圏・地球惑星圏学会
  • [Remarks] GEO-X ホームページ

    • URL

      https://tokusui-geox.jp

  • [Funded Workshop] GEO-X symposium “Toward solar system X-ray astronomy”2022

URL: 

Published: 2023-12-25  

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