2012 Fiscal Year Annual Research Report
ロケット・地上連携観測による中緯度電離圏波動の生成機構の解明
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24340120
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
山本 衛 京都大学, 生存圏研究所, 教授 (20210560)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大塚 雄一 名古屋大学, 太陽地球環境研究所, 准教授 (40314025)
山本 真行 高知工科大学, 工学部, 教授 (30368857)
齋藤 享 独立行政法人電子航法研究所, その他部局等, 研究員 (40392716)
阿部 琢美 独立行政法人宇宙航空研究開発機構, その他部局等, 准教授 (40255229)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 地球惑星電離圏 / 地球惑星上層大気 / ロケット観測 / 地上観測 / 中規模伝搬性電離圏擾乱 |
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| Research Abstract |
中緯度域の電離圏波動は中性＝電離大気間の相互作用と、地球磁場を介したF領域・E領域の相互作用が絡み合って発生するとされるが詳細は不明である。本研究は、ロケット観測と地上観測の連携観測によって中規模伝搬性電離圏擾乱（MSTID）の生成機構を解明することを目的としている。H24年度中には以下の研究を実施した。
まずJAXA宇宙科学研究所（以後、宇宙研）が実施する観測ロケットS-520-27号機／S-310-42号機連続打上げの準備を進めた。具体的には、ロケット搭載機器の製作、リチウム撮像装置の改良、観測条件を選定するために重要なGPS受信機網に基づく電離圏全電子密度のリアルタイムモニタの開発等を推進した。特にリチウム撮像に関しては、2012年7月に北海道大学で関係者による研究会を実施して、観測の問題点を集中討議し搭載装置の改良を進めた。さらに2013年1月に米国NASAがリチウム放出実験（実際にロケットを打上げて行う事前テスト）を実施したため、これに参加して実験の成立性を確認した。観測ロケットの組立て作業は2013年2月から宇宙研において開始された。一方、国際宇宙ステーションからの大気光イメージング観測装置が2012年7月に打上げが成功し9月より観測を開始した。
本研究には研究分担者に加えて以下の研究者が参加した。
連携研究者：斉藤昭則（京都大学・理）・渡部重十（北海道大学・理）・津川卓也（情報通信研究機構）
研究協力者： Miguel Larsen (米クレムソン大学)・Rob Pfaff (米NASA/GSFC)・Paul Bernhardt (米NRL)・Roland Tsunoda (米SRI International)・横山竜宏 (情報通信研究機構)・石坂圭吾 (富山県立大学)
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本研究ではロケット観測と地上観測の連携によって中規模伝搬性電離圏擾乱の生成機構を解明する。当初は宇宙研が平成24年度夏期に観測ロケット打上げを実施する予定であったが、平成25年7～8月に延期された。観測が延期されたことによる時間的余裕を観測計画の練り直しにあてた。実験では、満月の夜に観測ロケットを打上げ、高度200km付近でリチウム蒸気を噴出して月光下に発光雲を形成する。これを撮像観測することで超高層大気中の風速を観測する。世界初の試みであるが観測条件が厳しく、ロケット搭載機器と、撮像装置の両面について検討を加えた。その結果、撮像については地上設置のカメラでは感度が不足する可能性が高く、航空機からの撮像が必須とされた。航空機にはJAXAの実験用ジェット機「飛翔」を利用できることとされたが、機内に複数のカメラを設置するための架台を開発する必要に迫られた。このためレーダー観測に割り当てた予算を航空機観測に振り向けることした。一連の変更に伴って、補助金の一部を平成25年度に繰越してカメラ架台の開発を行った。
以上の通り、ロケット打上の延期と当初計画の変更があったため平成24年度においては達成度がやや遅れていた。しかしながら平成25年度にはロケット観測が日程どおりに成功するなど、平成24年度中の遅れは取り戻している。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成24年度中には、上記の装置の開発・準備と並行して、観測ロケットの打上時期の策定（平成25年7-8月とされた）、観測実施条件の確認などが行われた。平成25年度においては、引き続きロケット組立・調整作業を行った。観測ロケットは7月20日に打上げられた。その後、個別の観測項目においてデータの解析が行われ、平成25年度末には初期解析結果が出揃った。今後は観測データ間の相互関係に注意しながら総合解析を実施し、本研究をとりまとめる。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
当初は平成24年度夏季に予定されていた宇宙研による観測ロケット打上げが平成25年度打上げに変更されたことによって次年度使用額が生じた。
平成24年度末において、観測ロケット打上げは平成25年7～8月に実施することとされた。平成25年度において予定に沿って7月20日にロケット打上げが成功した。結果の解析を進め、平成25年度末までに各観測装置からの初期結果を得た。
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[Journal Article] GPS observations of medium-scale traveling ionospheric disturbances over Europe2013
Author(s)
Otsuka, Y., Suzuki, K., Nakagawa, S., Nishioka, M., Shiokawa, K., and Tsugawa, T.
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Journal Title
Ann. Geophys.
Volume: 31
Pages: 163-172
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] 観測ロケットS-520-27号機・S-310-42号機を中心とする電離圏波動現象の総合観測2014
Author(s)
山本衛, 阿部琢美, 山本真行, 渡部重十, 羽生宏人, 石坂圭吾, 遠藤研, 岩上直幹, 高橋隆男, 田中真, 斎藤享, 横山竜宏, 津川卓也, M. Larsen, P. Bernhardt
Organizer
第14回宇宙科学シンポジウム
Place of Presentation
JAXA宇宙科学研究所, 神奈川
Year and Date
20140109-20140110
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[Presentation] ロケットと地上からの複合観測による中緯度電離圏の観測2013
Author(s)
山本衛, 斎藤享, 横山竜宏, 津川卓也, 石坂さん, 山本真行, 羽生宏人, 渡部重十, 阿部琢美, G. Seemala, P. A. Bernhardt、M. F. Larsen
Organizer
地球電磁気・地球惑星圏学会第134回講演会
Place of Presentation
高知大学, 高知
Year and Date
20131102-20131105
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[Presentation] Sounding Rocket/Ground-based Observation Campaign for Medium-Scale Traveling Ionospheric Disturbances (MSTID)2013
Author(s)
Yamamoto, M., A. Saito, Y. Otsuka, T. Yokoyama, M.-Y. Yamamoto, T. Abe, S. Watanabe, K. Ishisaka, M. F. Larsen, R. Pfaff, P. Bernhardt
Organizer
29th International Symposium on Space Technology and Science
Place of Presentation
Nagoya, Aichi
Year and Date
20130602-20130609
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[Presentation] Sounding rocket/ground-based observation campaign to study medium-scale traveling ionospheric disturbances (MSTID)2012
Author(s)
Yamamoto, M., A. Saito, T. Yokoyama, Y. Otsuka, M.-Y. Yamamoto, T. Abe, S. Watanabe, K. Ishisaka, M. Larsen, R. Pfaff, P. Bernhardt
Organizer
39th Scientific Assembly of COSPAR
Place of Presentation
Mysore, India
Year and Date
20120714-20120722
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