2015 Fiscal Year Annual Research Report
超高時間分解能低エネルギープラズマ粒子観測装置による新世代地球磁気圏観測
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26287121
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| Research Institution | Japan Aerospace EXploration Agency |
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Principal Investigator |
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)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
横田 勝一郎 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 (40435798)
淺村 和史 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 (50321568)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 超高時間分解能プラズマ計測 / 電子 / イオン / 編隊飛行 / 観測ロケット / 電子・イオン同時計測センサー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、地球磁気圏を4機の編隊飛行で探査する米国の人工衛星MMS(Magnetospheric Multi Scale)にこれまでの研究で開発した高時間分解能プラズマ観測装置（FPI）を搭載し、従来に比べて10倍以上高い時間分解能で観測を行なうことで、磁力線再結合の物理素過程等に関する世界初の観測成果を得ることを目的の一つとしている。更に、FPIの開発経験を活かして将来の衛星観測に向けて超高時間分解能プラズマ計測装置の開発を進める。本研究期間中に実施を申請している、カスプ領域からの電離大気流出をターゲットとした宇宙科学研究所のSS520観測ロケット実験に、本研究で開発を進める観測装置を搭載して電離大気の流出メカニズムを解明すると共に、本観測装置の初めての飛翔性能実証試験を行うことが本研究のもう一つの目的である。
本研究で、観測データを取得するために用いる、代表者が開発した観測装置である米国のMMS衛星搭載FPI-DISは、平成27年3月12日のMMS衛星の打上げ以降正常に観測を継続しており、平成27年9月以降主に磁気圏昼間側で本格的な観測を実施している。担当している低エネルギーイオンの観測装置FPI-DIS16台（4台 X 4機の編隊飛行衛星）全てが予定通りの性能を発揮している。平成27年度は、取得したデータの評価、処理を行い、日本の研究者にデータの供給を開始した他、まだ少ないデータではあるが、磁気圏夜側で取得された低エネルギーイオン・電子データの解析を開始した。
一方、本研究では、MMS衛星計画の先の将来の磁気圏探査を見据えて超高時間分解能観測を実現するための観測装置の開発も並行して進めた。小型軽量の電子・イオン同時計測センサーEISAについて、平成２７年度は観測ロケットSS520-3号機搭載EISAのフライト品の機構部分の製作を実施した。
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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
平成27年度の申請時の計画の一つは、 FESAとEISAの観測ロケット搭載フライト品の製作を開始することであった。申請時には、平成２８年６月頃に観測ロケットの一次噛み合わせ試験が実施される予定であったが、打上げが１年遅れることになったため、一次噛み合わせ試験の実施も平成２８年４月頃の予定となった。このため、装置の設計をより注意深く行うため、設計に予定より多くの時間をかけることにし、製作時期を少し遅らせることにした。また、元々の計画ではFESAとEISAを別々のセンサーとする予定であったが、両者を統合して、EISAのみをフライト品として製作することにした。その結果、平成２７年度中に、EISAのフライト品機構部分の製作を完了することができた。一方、アナライザーの特性取得試験と、伸展機構駆動部の設計・製作、電子回路部の設計・製作は平成２８年度に行うことにした。
平成27年度の申請時の計画のもう一つは、代表者が開発した観測装置であるFPI-DISを搭載した米国のMMS衛星が平成27年9月から本格的な観測を開始するのに伴って、取得したデータの評価、処理を行い、日本の研究者にデータの供給することであったが、MMS衛星は、予定通り、平成27年9月に主に磁気圏昼間側で本格的な観測を開始し、FPI-DIS16台全てが予定通りの性能を発揮したため、予定通り、FPI-DISによって取得したデータの評価、処理を行い、日本の研究者にデータの供給を開始することができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究開始時の計画では、観測ロケットの打ち上げは平成28年度の11月から12月にかけての予定であったが、平成29年度の12月に遅れることとなった。これに合わせて、EISAのフライト品の製作時期を少し遅らせることにしたが、一次噛み合わせ試験が平成29年度の4月に実施される予定であるため、平成28年度中に観測装置フライト品の製作を完成させる必要があることに変わりはない。従って、この観測ロケット実験のスケジュールに合わせてEISAの開発を進めることで、本研究の一つの目的である、MMS衛星計画の先の将来の磁気圏探査を見据えた超高時間分解能観測を実現するための観測装置の開発については、当初の目的を達成することができる。
一方で、MMS衛星の打ち上げは、研究開始時の計画では平成26年の10月であったが、約半年打上げが遅れて平成27年の3月になったため、観測データを取得するタイミングが半年遅れることになった。磁気圏夜側の磁力線再結合領域の観測は、本研究期間が終了した後となるが、磁気圏昼間側の磁力線再結合領域の観測は本研究期間に実施できるため、このままデータ取得、処理とデータ解析を進めていけば、当初の目的を達成することができる。
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| Causes of Carryover |
平成27年度には、観測ロケット搭載観測装置フライト品の製作を開始する予定であったが、打上げが１年遅れることになったため、装置の製作時期を少し遅らせることにした。その結果、次年度使用額が生じることになった。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
平成28年度中に観測ロケット搭載観測装置フライト品の製作を完了する予定であるため、平成27年度中に製作しなかった、フライト品の伸展機構駆動部の設計・製作に使用する予定である。
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