惑星表面その場年代計測装置の開発

2015 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 26247092
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 杉田 精司 東京大学, 理学系研究科, 教授 (80313203)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 笠原 慧 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, 助教 (00550500) ; 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, 准教授 (30260011) ; 亀田 真吾 立教大学, 理学部, 准教授 (30455464) ; 三浦 弥生 東京大学, 地震研究所, 助教 (90282730)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: 惑星探査 / 年代計測 / アイソクロン法 / K-Ar年代 / 衛星搭載装置開発

Outline of Annual Research Achievements

本年度に得られた研究成果は以下の通りである。火星および月の探査ローバに搭載可能な重量・電力・寸法の条件を満たして且つ宇宙仕様部品のみで構成できる飛行時間型質量計のプロトタイプ（寸法と機能は宇宙仕様品と同等だが耐環境性能と重量は民生品レベルの部品で構成）の製作を完了した。試験運転と機器調整の結果、K-Ar年代計測に必要な質量分解能M/ΔM≧100を達成できることが確認できた。また、昨年度に導入した小型レーザーを用いて耐環境実験とLIBS(レーザー誘起絶縁破壊分光計測)実験を実施し、月・火星探査に必要な耐環境性能を持つこと及び十分な精度のLIBS計測を成立させられる光量を確保できることを確認した。また、このレーザーの直流電源ユニットも宇宙仕様品で構成できることも確認した。両者を組み合わせれば、小型ローバに搭載可能な寸法に収めることができるため、来年度の伊豆大島でのフィールド実験の目処が立った。加えて、使い捨て部品を用いずに繰り返し開閉が可能で且つ必要トルクが低いOリングによる真空保持機構の開発を昨年に引き続き行った。今年度は特に低温耐性を持つOリング材質のバイトンからの脱ガス特性を調査し、K-Ar年代計測に必要な性能が確保されることが分かった。さらに、月および火星の着陸探査機に搭載するための試料取り回し機構の検討を行い、小型カメラ、試料捕獲アーム、試料保持カップ、コア抜きドリルという最小限のコンポーネント構成で、惑星表面に期待される様々な大きさの岩石を捕獲してK-Ar計測に必要な一定の大きさと形状の試料に成形できるシステムの概念設計ができた。

Current Status of Research Progress

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

Reason

機器設計および実証実験の両面で、本研究課題の中心テーマであるK-Ar年代計測装置に必要な重要コンポーネントのそれぞれで当初計画通りの検討・試作が進捗しており、順調な進展状況であると評価して良いと考えている。

Strategy for Future Research Activity

K-Ar年代計測装置は、日本の固体惑星科学コミュニティーでも将来の惑星探査機にも搭載すべき価値の高い装置との評価を得ていると認識している。しかし、具体的な探査計画が確定することとは、大きな隔たりがある。機器開発は本研究計画で申請した方針を踏襲して、地道な作業を通じて進めて行く必要があるが、真に開発の成果を得るためには探査機に搭載することが必要である。今後は、並行して、国の内外の探査機打上機会や検討機会にこれまで以上に積極的に参画して搭載機会を模索する活動に注力していく。

Research Products

• [Int'l Joint Research] Brown University/NASA Marshall Flight Center(米国)
  • Country Name: U.S.A.
  • Counterpart Institution: Brown University/NASA Marshall Flight Center
• [Journal Article] Preflight calibration test results for optical navigation camera telescope (ONC-T) onboard the Hayabusa2 spacecraft (2016)
  • Author(s): Kameda, S., H. Suzuki, T. Takamatsu, Y. Cho, T. Yasuda, M. Yamada, H. Sawada, R. Honda, T. Morota, C. Honda, M. Sato, K. Shibasaki, S. Ikezawa, S. Sugita
  • Journal Title: Space Science Review Volume: 印刷中 Pages: 印刷中
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Detectability of hydrous minerals using ONC-T camera onboard the Hayabusa-2 spacecraft (2015)
  • Author(s): Kameda, S., H. Suzuki, Y. Cho, S. Koga, M. Yamada, T. Nakamura, T. Hiroi, H. Sawada, R. Honda, T. Morota, C. Honda, A. Takei, K. Takamatsu, Y. Okumura, M. Sato, T. Yasuda, K. Shibasaki, S. Ikezawa, S. Sugita
  • Journal Title: Advances in Space Research Volume: 56 Pages: 1519-1524
  • DOI: 10.1016/j.asr.2015.06.037
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Dynamics of hypervelocity jetting during oblique impacts of spherical projectiles investigated via ultrafast imaging (2015)
  • Author(s): Kurosawa, K. Y. Nagaoka, H. Senshu, K. Wada, S. Hasegawa, S. Sugita, and T. Matsui
  • Journal Title: Journal of Geophysical Research Volume: 120 Pages: 1237-1251
  • DOI: 10.1002/2014JE004730
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Chemical composition diversity among early terrestrial atmospheres generated by impacts (2015)
  • Author(s): Kuwahara, H. and S. Sugita
  • Journal Title: Icarus Volume: 257 Pages: 290-301
  • DOI: 10.1016/j.icarus. 2015.05.007
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] he relative timing of Lunar Magma Ocean solidification and the Late Heavy Bombardment inferred from highly degraded impact basin structures (2015)
  • Author(s): Kamata, S., S. Sugita, Y. Abe, Y. Ishihara, Y. Harada, T. Morota, N. Namiki, T. Iwata, H. Hanada, H. Araki, K. Matsumoto, E. Tajika, K. Kuramoto, and F. Nimmo
  • Journal Title: Icarus Volume: 250 Pages: 492-503
  • DOI: 10.1016/j.icarus.2014.12.025
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Crater-ray formation by impact-induced ejecta particles (2015)
  • Author(s): Kadono, T., A.I. Suzuki, K. Wada, N.K. Mitani, S. Yamamoto, M. Arakawa, S. Sugita, J. Haruyama, A.M. Nakamura
  • Journal Title: Icarus Volume: 250 Pages: 492-503
  • DOI: 10.1016/j.icarus.2014.11.030
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 超高速衝突実験が明らかにした衝突蒸発現象・化学反応過程 (2015)
  • Author(s): 杉田精司，桑原秀治，黒澤耕介
  • Journal Title: 日本惑星科学会誌 遊星人 Volume: 24 Pages: 182-191
  • Peer Reviewed
• [Presentation] A laser-induced breakdown spectroscopy instrument for elemental analyses on Phobos (2016)
  • Author(s): Yuichiro Cho, M. Horiuchi, K. Shibasaki, S. Kameda, K. Wada, T. Nakamura, T. Mikouchi, Y. Miura, R. Okazaki, K. Ishibashi, K. Yoshioka, S. Sugita
  • Organizer: Phobos, Deimos, and Mars Workshop
  • Place of Presentation: 東京都目黒区 東京工業大学大岡山キャンパス
  • Year and Date: 2016-02-15 – 2016-02-16
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] ローバー搭載用K-Ar年代計測装置の製作 (2016)
  • Author(s): 長 勇一郎, 亀田真吾, 石上玄也, 三浦弥生, 芝崎和夫, 堀内美沙, 吉岡和夫, 杉田精司
  • Organizer: 第16回宇宙科学シンポジウム
  • Place of Presentation: 神奈川県相模原市 宇宙科学研究所
  • Year and Date: 2016-01-06 – 2016-01-06
• [Presentation] 月・惑星探査用飛行時間型質量分析装置の開発 (2015)
  • Author(s): 大石 峻裕, 齋藤 義文, 齋藤 直昭, 藤原 幸雄, 長勇一郎
  • Organizer: 地球電磁気地球惑星圏学会2015年秋季講演会
  • Place of Presentation: 東京都文京区 東京大学本郷キャンパス
  • Year and Date: 2015-11-03 – 2015-11-03
• [Presentation] その場K-Ar年代計測装置実現のためのLIBSを使ったAr輝線検出実験 (2015)
  • Author(s): 芝崎和夫, 堀内美沙, 長勇一郎, 吉岡和夫, 亀田真吾, 三部賢治, 三浦弥生, 杉田精司
  • Organizer: 日本惑星科学会2015年度秋季講演会
  • Place of Presentation: 東京都目黒区 東京工業大学大岡山キャンパス
  • Year and Date: 2015-10-16 – 2015-10-16
• [Presentation] 月・惑星探査用飛行時間型質量分析装置の開発 (2015)
  • Author(s): 大石峻裕, 齋藤義文, 齋藤直昭, 藤原幸雄, 長勇一郎, 須藤雄志
  • Organizer: 日本惑星科学会2015年度秋季講演会
  • Place of Presentation: 東京都目黒区 東京工業大学大岡山キャンパス
  • Year and Date: 2015-10-16 – 2015-10-16
• [Presentation] An In-situ Dating Instrument Package for a Future Mars Rover Mission (2015)
  • Author(s): Yuichiro Cho, Shingo Kameda, Yayoi N. Miura, Yoshifumi Saito, Shoichiro Yokota, Satoshi Kasahara, Ryuji Okazaki, Kazuo Yoshioka, Kazuo Shibasaki, Takahiro Oishi, Misako Umeyama, Seiji Sugita
  • Organizer: 30th International Symposium on Space Technology and Science
  • Place of Presentation: 兵庫県神戸市 Kobe Convention Center
  • Year and Date: 2015-07-19 – 2015-07-19
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 惑星着陸探査におけるカリウム・アルゴン年代のその場計測: 月・火星でアルゴンを分析するための真空容器開発 (2015)
  • Author(s): 長勇一郎,三浦弥生,岡崎隆司,芝崎和夫, 亀田真吾,杉田精司
  • Organizer: 第63回質量分析討論会
  • Place of Presentation: 茨城県つくば市 エポカルつくば
  • Year and Date: 2015-06-19 – 2015-06-19
• [Presentation] Possible landing sites on Mars for an in-situ K-Ar dating by future Japan’s Mars rover mission (2015)
  • Author(s): Miura Y. N., Y. Cho, T. Morota, H. Miyamoto, T. Usui, S. Kameda, S. Sugita and R. Okazaki
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2015年大会
  • Place of Presentation: 千葉県千葉市 幕張メッセ
  • Year and Date: 2015-05-28 – 2015-05-28
• [Presentation] 月惑星探査における年代その場計測を目指した開発 (2015)
  • Author(s): 長 勇一郎, 芝崎 和夫, 梅山 未紗子, 大石 峻裕, 亀田 真吾, 三浦 弥生, 吉岡 和夫, 齋藤 義文, 横田 勝一郎, 笠原 慧, 吉光 徹雄, 岡崎 隆司, 大竹 真紀子, 諸田 智克, 古賀 すみれ, 杉田 精司
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2015年大会
  • Place of Presentation: 千葉県千葉市 幕張メッセ
  • Year and Date: 2015-05-25 – 2015-05-25
• [Presentation] LIBSによるその場K-Ar年代測定法の検証 (2015)
  • Author(s): 芝崎和夫、奥村裕、長勇一郎、亀田真吾、三部賢治、三浦弥生、杉田精司
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2015年大会
  • Place of Presentation: 千葉県千葉市 幕張メッセ
  • Year and Date: 2015-05-25 – 2015-05-25