2023 Fiscal Year Annual Research Report
Basic Development of Mass Spectrometry Technology for Solid Materials toward Lunar and Planetary Landing Missions
Project/Area Number |
23H00141
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Research Institution | The University of Tokyo |
Principal Investigator |
杉田 精司 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (80313203)
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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)
長 勇一郎 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (00737687)
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)
諸田 智克 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (30415898)
塩谷 圭吾 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, 准教授 (40392815)
吉岡 和夫 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 講師 (70637131)
三浦 弥生 東京大学, 地震研究所, 准教授 (90282730)
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Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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Keywords | 月惑星探査 / 探査機搭載機器開発 / 質量分析 / LIBS / アルテミス計画 |
Outline of Annual Research Achievements |
アルテミス計画に代表される巨大な国際協力の枠組みで進行しつつある月着陸探査機への搭載を目標に、小型質量分析計による表面年代のその場計測装置の基礎開発を行った。具体的には、質量分析装置の小型高性能化、LIBS用の小型分光計の試作品作成、固体試料処理機構の製作、光学カメラの設計検討等を進めた。質量分析器については、数値シミュレーションによる軌道設計の詳細化とオプティクスの図面作成、イオン源の設計、ならびに必要な高電圧部品や制御回路の設計を実施した。また、カメラの開口部に設置する帯域フィルターおよび保護窓がカメラの結像性能への影響を調べた。さらに、質量分析装置とガス発生装置を結合するために必要な構造体の設計と製作も実施した。加えて、アルテミス計画の主体である米国航空宇宙局NASAの研究者と頻繁な会合を持って、搭載機会の創出のための検討を行った。 質量分析装置の軌道設計の詳細化とオプティクスの図面作成などは当初予定通りに進んだことと、LIBS用の小型分光計の製作が当初予定より早く実現できたことは重要な成果である。また、光学カメラについて帯域フィルターや保護窓の悪影響が十分小さいことを確認できた。さらに、総合動作試験に向けて、探査で使用可能な超小型真空用バルブを選定し、動作・性能試験、探査向け小型真空ポンプの動作・性能試験、小型ゲッター(ガス精製用部品)の動作・性能試験、および配管サイズ決定のための基礎実験も予定通り進めることができた。加えて、NASA側のアルテミス計画の科学とりまとめ担当者と直接会って具体的な検討のテーブルに着けたことも本研究計画を着実に進めるに当たって重要な成果であった。これら全体を踏まえて、概ね順調な進捗だと考えている。
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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
質量分析装置の軌道設計の詳細化とオプティクスの図面作成などは当初予定通りに進んだことは重要な成果である。また、LIBS用の小型分光計の製作が当初予定より早く実現できた反面、固体試料処理機構の製作は若干遅れている。さらに、NASA側のアルテミス計画の科学とりまとめ担当者と直接会って具体的な検討のテーブルに着けたことも本研究計画を着実に進めるに当たって重要な成果であった。これら全体を踏まえて、概ね順調な進捗だと考えている。
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Strategy for Future Research Activity |
第二年度の今年は、当初の研究提案書に述べた4作業を着実に進めて、最終年に予定している質量分析装置と固体試料処理機構を結合した試験の実施を目指す方針である。その一方で、本申請書執筆時期の予想を超えてアルテミス計画の進展状況が早いので、 米国NASA側および日本JAXA側からの搭載装置への種々の条件情報の収集活動は、初年度より充実される方針とする。
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[Journal Article] Curation protocol of Phobos sample returned by Martian Moons eXploration2024
Author(s)
Fukai Ryota、Usui Tomohiro、Fujiya Wataru、Takano Yoshinori、Bajo Ken‐ichi、Beck Andrew、Bonato Enrica、Chabot Nancy L.、Furukawa Yoshihiro、Genda Hidenori、Hibiya Yuki、Jourdan Fred、Kleine Thorsten、Koike Mizuho、Matsuoka Moe、Miura Yayoi N.、、Cho Yuichiro...et al
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Journal Title
Meteoritics & Planetary Science
Volume: 59
Pages: 321~337
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Gamma-ray irradiation of optical glass for the development of LIBS for future planetary missions2023
Author(s)
田畑, 陽久, 長, 勇一郎, 吉岡, 和夫, 相田, 真里, 与賀田, 佳澄, 林田, 雅人, 神田, 剛, 川上, 結生, 戸枝, 純哉, 佐藤, 真一郎, 今泉, 充
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Journal Title
JAXA Research and Development Report
Volume: -
Pages: -
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] A 3D Modeling of Shadow Hiding Opposition Effect on Asteroid Ryugu2024
Author(s)
Yokota, Y., Honda, R., Domingue, D., Tatsumi, E., Schroder, S.E., Matsuoka, M., Riu, L., Longobardo, A., Sugita, S., & Morota, T.
Organizer
55th Lunar and Planetary Science Conference
Int'l Joint Research
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[Presentation] Intrinsic Spectral Variation Among C-Type Bright Boulders on Ryugu Revealed from Observations of the Artificial Crater2024
Author(s)
Sugita, S., Sugimoto, C., Aoki, M., Takaki, N., Yumoto, K., Morota, T., Cho, Y., Tatsumi, E., Kameda, S., & Honda, R.
Organizer
55th Lunar and Planetary Science Conference
Int'l Joint Research
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[Presentation] A Nanosecond Time-Gated Raman Spectroscopy of Clay Minerals, Carbonates, and Salts for Reconstructing the Water Chemistry on Early Mars2024
Author(s)
Tabata, H., Cho, Y., Noji, Y., Yumoto, K., Mori, S., Hyuga, H., Sugita, S, et al.
Organizer
55th Lunar and Planetary Science Conference
Int'l Joint Research
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[Presentation] Sample Return from the Nectaris Basin on the Moon2024
Author(s)
Morota, T., Cho, Y., Nagaoka, H., Nakauchi, Y., Sato, Y., Tabata, H., Sugita, S.,..et al
Organizer
55th Lunar and Planetary Science Conference
Int'l Joint Research
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[Presentation] Sample Return of Purest Anorthosite (PAN) in the Primordial Lunar Crust for Understanding of the Earth-Moon System2024
Author(s)
Nagaoka, H., Ohtake, M., Morota, T., Nakauchi, Y., Cho, Y., Sugita, S.,...et al.
Organizer
55th Lunar and Planetary Science Conference
Int'l Joint Research
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[Presentation] Ryugu Sample Distribution Via Four Times of Announcement of Opportunities and Preparation for Bennu Sample Curation Allocated to JAXA2024
Author(s)
Yada, T., Abe, M., Fukai, R., Nishimura, M., Hatakeda, ... Sugita, S., et al
Organizer
55th Lunar and Planetary Science Conference
Int'l Joint Research
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[Presentation] Boulder Motion on Asteroid Ryugu Induced by Thruster Gas Disturbance by Hayabusa22024
Author(s)
Sakatani, N., Kameda, S., Kitsunai, K., Kikuchi, H.,... Sugita, S.,
Organizer
55th Lunar and Planetary Science Conference
Int'l Joint Research
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[Presentation] The ESA Hera Mission to the Near-Earth Asteroid Binary (65803) Didymos: Documentation of the NASA DART Impact and Full Characterization of the Asteroid System2023
Author(s)
Michel, P. , Kuppers, M. Fitzsimmons, A. , Green, S. , Lazzarin, M. , Ulamec, S. , Abell, P. , Sugita, S. , Martino, P. , Carnelli, I.
Organizer
Asteroids, Comets, Meteors Conference 2023
Int'l Joint Research
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[Presentation] Observations of Transiting Exoplanets with the Optical Navigation Camera Onboard Hayabusa22023
Author(s)
Yumoto, K., Kouyama, T., Mimasu, Y., Yamada, M., Morota, T., Cho, Y., Yokota, Y., Hayakawa, M., Tatsumi, E., & Matsuoka, M.
Organizer
55th Lunar and Planetary Science Conference
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[Presentation] The Comet Interceptor mission: pre-project activities in 2022-20232023
Author(s)
Kasahara, S., Funase, R., Nakajima, S., Yoshioka, K., Sakatani, N., ...et al, and the Comet Interceptor team
Organizer
日本地球惑星科学連合2023年大会
Int'l Joint Research
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[Presentation] 火星着陸探査に向けた大気 Ne 同位体測定法の開発2023
Author(s)
三浦弥生, 長勇一郎, 黒川宏之, 齋藤義文, 笠原慧, 吉岡和夫, 熊谷英憲, 岩田尚能, 日向輝, 霜越健多, 山﨑敦, 杉田精司
Organizer
日本地球化学会 第70回年会
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[Presentation] 火星着陸探査に向けた大気Ne同位体測定法の開発2023
Author(s)
三浦弥生, 長勇一郎, 黒川宏之, 齋藤義文, 笠原慧, 吉岡和夫, 熊谷英憲, 岩田尚能, 日向輝, 霜越健多, 山﨑敦, 杉田精司
Organizer
日本質量分析学会同位体比部会
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[Presentation] 火星衛星探査計画MMXのキュレーション/SAWTの検討状況2023
Author(s)
臼井寛裕, 深井稜太, 藤谷渉, 高野淑識, 馬上謙一, Beck Andrew, Bonato Enrica, Chabot Nancy, 古川善博, 玄田英典, Jourdan Fred, Kleine Thorsten, 小池みずほ, 松岡萌, 三浦弥生, Moynier Frederic, 岡崎隆司, Russell Sara, Zolensky Michael, 菅原春菜, 橘省吾, 坂本佳奈子, 安部正真, 長勇一郎
Organizer
第67回宇宙科学技術連合講演会