Basic Development of an in-situ Age Measurement System for Planetary Surfaces

2016 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, 大学院理学系研究科(理学部), 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

計画最終年度の本年度には、前年度に完成させた飛行時間型質量分析装置を真空チェンバにいれた状態で性能評価実験を繰り返し、シグナル強度と質量分解能の向上に必要な設定パラメーターの探索および電極形状の改修を行った。この改修により、岩石中の含有量が弱く正確な計測が難しい36Arの計測が成立させられる性能が得られ、40Arから大気成分を分別するために必要な36Ar計測の目処をつけることができた。さらに、アルゴン計測に必要な真空度は、二重のＯリングを用いれば達成が可能であることを実験によって確認することができた。これにより大きなトルク発生機構と使い捨て部品を要するために重量的な負担の大きな金属ガスケット方式を用いずに火星表面環境でK-Ar年代を成立させられる目処がついた。さらに年度後半には、伊豆大島においてローバにLIBS装置と質量分析装置を搭載し、走行実験およびレーザー照射実験を実施した。その結果、本計画で整備した小型レーザーを用いることで十分な精度（S/N比）の信号を得ることができた。また、100kg級の中型ローバーへの悪路走行で生じる振動や衝撃が我々の開発してきた計測装置に大きな問題を引き起こさないことも確認できた。以上３つの実験の総括として、本研究計画で基礎開発してK-Ar年代計測システムは、基本的なスペックとして、日本が打上げを検討しているサイズのローバーへ搭載できる寸法や重量に収められて且つ十分な耐振動衝撃性能を持つ装置を組み上げることが可能であることが確認できた。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Quantitative Potassium Measurements with Laser-Induced Breakdown Spectroscopy Using Low-Energy Lasers: Application to In Situ K-Ar Geochronology for Planetary Exploration, (2017)
  • Author(s): Cho, Y., M. Horiuchi, K. Shibasaki, S. Kameda and S. Sugita
  • Journal Title: Appl. Spectroscopy Volume: 印刷中 Pages: 印刷中
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Conceptual Design of an In Situ K-Ar Isochron Dating Instrument for Future Mars Rover Missions (2016)
  • Author(s): Cho, Y., S. Kameda, Y. N. Miura, Y. Saito, S. Yokota, S. Kasahara, R. Okazaki, K. Yoshioka, K. Shibasaki, T. Oishi, and S. Sugita
  • Journal Title: Trans. Jpn. Soc. Aeronaut. Sp. Sci. Volume: 14 Pages: 89-94
  • DOI: 10.2322/tastj.14.Pk_89
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Shock compression response of forsterite above 250 GPa (2016)
  • Author(s): Sekine, T., N. Ozaki, K. Miyanishi, Y. Asaumi, T. Kimura, B. Albertazzi, Y. Sato, Y. Sakawa, T. Sano, S. Sugita, T. Matsui, R. Kodama
  • Journal Title: Science Advances Volume: 2 Pages: e1600157
  • DOI: 10.1126/sciadv.1600157
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] An in-situ K-Ar isochron dating method for planetary landers using a spot-by-spot laser-ablation technique (2016)
  • Author(s): Cho, Y., S. Sugita, Y. N. Miura, R. Okazaki, N. Iwata, T. Morota, and S. Kameda
  • Journal Title: Planet. Sp. Sci. Volume: 128 Pages: 14-29
  • DOI: 10.1016/j.pss.2016.05.004
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Deconvolution of reflectance spectra of synthetic clinopyroxene using the exchange Monte Carlo method (2016)
  • Author(s): Hong, P. K., H. Miyamoto, T. Niihara, S. Sugita, K. Nagata, J. M. Dohm, M. Okada
  • Journal Title: J. Geol. Geophys. Volume: 5 Pages: 1-15
  • DOI: 10.4172/2381-8719.1000243
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Cluster analysis on the bulk elemental compositions of Antarctic stony meteorites (2016)
  • Author(s): Miyamoto, H., T. Niihara, T. Kuritani, P, K. Hong, J. M. Dohm, and S. Sugita
  • Journal Title: Meteo. Planet. Sci. Volume: 56 Pages: 906-919
  • DOI: 10.1111/maps.12634
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [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 Sci. Rev. Volume: - Pages: -
  • DOI: 10.1007/s11214-015-0227-y
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] Inflight spectroscopic calibration of Hayabsusa2 optical navigation caemras (ONC) using Earth, Moon, Mars, and stars (2017)
  • Author(s): Sugita, S., H. Suzuki, E. Tatsumi, M. Yamada, H. Sawada, S. Kameda, T. Kouyama, R. Honda, T. Morota, C. Honda, K. Ogawa, K. Shirai, M. Hayakawa, N. Ogawa, Y. Iijima, and ONC Team
  • Organizer: Lunar Planet. Sci. Conf., XXXXVIII
  • Place of Presentation: Houston, Texas, U.S.A.
  • Year and Date: 2017-03-20 – 2017-03-24
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] New Crater scaling law for corase-grained targets based on dimensional analysis (2017)
  • Author(s): Tatsumi, E. and S. Sugita
  • Organizer: Lunar Planet. Sci. Conf., XXXXVIII
  • Place of Presentation: Houston, Texas, U.S.A.
  • Year and Date: 2017-03-20 – 2017-03-24
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Investigation of Hayabusa-2/ONC sensitivity variation based on observed Moon images (2017)
  • Author(s): Kouyama, T., Y. Yokota, Y. Ishihara, R. Nakamura, S. Yamamoto, T. Matsunaga, M. Yamada, S. Kameda, H. Sawada, H. Suzuki, R. Honda, T. Morota, C. Honda, K. Ogawa, E. Tatsumi, N. Sakatani, M. Hayakawa, and S. Sugita
  • Organizer: Lunar Planet. Sci. Conf., XXXXVIII
  • Place of Presentation: Houston, Texas, U.S.A.
  • Year and Date: 2017-03-20 – 2017-03-24
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] End-to-End Validation of an In-Situ K-Ar Isochron Dating Method for Planetary Landers: Isochron Analysis of Natural Rocks (2016)
  • Author(s): Cho, Y., S. Sugita, Y. N. Miura, R. Okazaki, N. Iwata, S. Kameda
  • Organizer: 3rd International Workshop on Instrumentation for Planetary Mission
  • Place of Presentation: Pasadena, California, U.S.A.
  • Year and Date: 2016-10-24 – 2016-10-27
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] LIBS for Martian Moons eXploration (MMX) (2016)
  • Author(s): Kameda, S., M. Horiuchi, Y. Cho, K. Ishibashi, K. Wada, T. Mikouchi, T. Nakamura, S. Sugita
  • Organizer: 3rd International Workshop on Instrumentation for Planetary Mission
  • Place of Presentation: Pasadena, California, U.S.A.
  • Year and Date: 2016-10-24 – 2016-10-27
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Hayabusa2 Landing Site Selection Team, Scientific Strategy of Landing Site Selection for Hayabusa2 (2016)
  • Author(s): Yabuta, H., A. Nakato, M. Komatsu, T. Morota, M. Matsuoka, S. Sugita, Hiroi, To., K. Kitazato,, T. Okada, H. Senshu, S. Sasaki, T. Nakamura, N. Kobayashi, S. Watabnabe
  • Organizer: 79th Annual Meeting of the Meteoritical Society
  • Place of Presentation: Berlin, Germany
  • Year and Date: 2016-08-07 – 2016-08-12
  • Int'l Joint Research