2015 Fiscal Year Annual Research Report
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26287122
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| Research Institution | Japan Aerospace EXploration Agency |
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Principal Investigator |
藤本 正樹 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 (30242811)
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| 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)
篠原 育 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 (20301723)
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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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 木星磁気圏 / 衝撃波での粒子加速 / カッシーニ土星探査機 / 「ひさき」衛星 / 検出器信号読み出し系 / ASIC / 小面積・深空乏層SSD / APD |
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| Outline of Annual Research Achievements |
理論・データ解析テーマのうち、Ｈ27年度で予定していたものは、（１）太陽風と磁気圏の相互作用：（Ａ）太陽風動圧の変化に対する木星内部磁気圏の応答の調査、（２）衝撃波の物理：（Ａ）土星バウショックの高マッハ数事例の調査、（Ｂ）平行衝撃波でのイオン加速、というものである。（１Ａ）巨大な木星磁気圏の内部深くにある内部磁気圏領域の太陽風動圧変化への応答性について、「ひさき」衛星のデータを使った調査を開始し、結果を論文投稿した。（２Ａ）土星バウショックにおける電子加速イヴェントをカッシーニ探査機のデータから検索し、結果を論文投稿した。（２Ｂ）イオン加速と磁場擾乱の共進化に関する考察を完成させ、論文原稿を準備した。
本研究のもうひとつの主要な目的は、木星・土星磁気圏において、粒子加速の観測的理解をより充実させることである。このために、高エネルギー粒子観測器の心臓部たる小面積・深空乏層SSD、アバランシェフォトダイオード(APD)といった半導体検出器に関する技術基盤の上に、高性能ASIC (特定用途向け集積回路)を用いた小型軽量、省電力の高速信号読み出し系を組み合わす開発を行う。検出器部分については，面積，厚み，入射面処理などを検討し，浜松ホトニクスと協議したうえで製造を実施した。高性能ASICを用いた、小型軽量、省電力の高速信号読み出し系の開発について、H26年度に本研究申請当初の予定を変更して、ASIC設計ツールとシミュレータの調達および、それらを購入して動作させるハードウェアの調達と動作試験までを前倒しで完了した。その後、H27年度には、申請当初の年次予定通り、検出器で収集した電荷を検出するためのアナログASICの設計を開始した。設計した入力段の特性をシミュレーションによって評価したところ、予定通りの感度であることが確認できた他、電荷出力パルスの入力タイミングを検出する用途にも使用可能であることがわかった。
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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
検出器開発について、H27年度当初には検出器製造後の性能確認も予定していたが，検出器の設計完了までに当初想定していた以上の時間を要したため（これは，実証試験としての搭載を予定していたロケット計画が不採択となり，観測対象を再検討する必要があったためである），H27年度は設計・製造までの実施とした．
本研究の理論・データ解析テーマに関しては、当初の想定以上の広がりをもって展開している。粒子観測機器開発を含め、研究計画全体としては、ほぼ予定通りの達成度が得られていると判定することができる。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究の理論・データ解析テーマに関して、（１Ａ）巨大木星磁気圏の内部深くにある領域が太陽風動圧変動に対して応答する事実は、しかも、それを実証的に明快に示した結果は、たいへん興味深いものである、H28年度以降も、この方向へと展開していく。（２Ａ）見いだされた３例の電子加速イヴェントを物理的に解釈することを、H28に進めることは予定通りである。（２Ｂ）イオン加速と磁場擾乱の共進化に関する相似則の考察は、H28に実行すべき数値実験の方向性（より普遍的な形での共進化を定式化する数値実験の実行）を確かなものとする。
検出器開発について,引き続き，H28年度に性能確認を実施する（試験用信号処理基板の設計を済ませてあり，基板製造後速やかに試験を行う予定である）。
高性能ASICを用いた、小型軽量、省電力の高速信号読み出し系の開発については、H28年度に引き続きこのアナログASICの設計を進めて、入力段のアナログ信号をデジタル信号に変換する部分の設計を行い、シミュレーションによる性能評価などを行う予定である。
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| Causes of Carryover |
予定していた共同研究のための米国滞在が事前想定よりも短期であったため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
共同研究のための英国（ロンドン）滞在のための経費とする。
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| Remarks |
11111
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Research Products
(7 results)
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[Journal Article] Transient internally driven aurora at Jupiter discovered by Hisaki and the Hubble Space Telescope2015
Author(s)
Kimura, T.; Badman, S. V.; Tao, C.; Yoshioka, K.; Murakami, G.; Yamazaki, A.; Tsuchiya, F.; Bonfond, B.; Steffl, A. J.; Masters, A.; Kasahara, S.; Hasegawa, H.; Yoshikawa, I.; Fujimoto, M.; Clarke, J. T.
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Journal Title
Geophys. Res. Lett.
Volume: 42
Pages: 1662, 1668
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Presentation] Solar wind influence on the Jovian inner magnetosphere observed by Hisaki/EXCEED2015
Author(s)
Go Murakami , Kazuo Yoshioka, Atsushi Yamazaki, Fuminori Tsuchiya, Tomoki Kimura, Chihiro Tao, Masato Kagitani, Takeshi Sakanoi, Kazunori Uemizu, Yasumasa Kasaba, Masaki Fujimoto
Organizer
AGU 2015
Place of Presentation
サンフランシスコ
Year and Date
2015-12-14 – 2015-12-18
Int'l Joint Research
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[Presentation] Plasma Dynamics in the Jovian Inner Magnetosphere; Observation from the EUV Spectroscope, EXCEED,2015
Author(s)
Kazuo YOSHIOKA, Go MURAKAMI, Tomoki KIMURA, Atsushi YAMAZAKI, Fuminori TSUCHIYA, Masato KAGITANI, Takeshi SAKANOI, Yasumasa KASABA, Masaki FUJIMOTO, Ichiro YOSHIKAWA
Organizer
AOGS 2015
Place of Presentation
シンガポール
Year and Date
2015-08-02 – 2015-08-07
Int'l Joint Research
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[Presentation] 6 Variations of Dawn-Dusk Asymmetry in Io Plasma Torus Detected by HISAKI/EXCEED,2015
Author(s)
Go MURAKAMI, Kazuo YOSHIOKA, Tomoki KIMURA, Atsushi YAMAZAKI1, Fuminori TSUCHIYA, Masato KAGITANI, Chihiro TAO, Ichiro YOSHIKAWA, Masaki FUJIMOTO,
Organizer
AOGS 2015
Place of Presentation
シンガポール
Year and Date
2015-08-02 – 2015-08-07
Int'l Joint Research
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[Presentation] Plasma Dynamics in the Jovian Inner Magnetosphere; Observation from the EUV Spectroscope, EXCEED2015
Author(s)
Kazuo YOSHIOKA, Go MURAKAMI, Tomoki KIMURA, Atsushi YAMAZAKI, Fuminori TSUCHIYA, Masato KAGITANI, Takeshi SAKANOI, Yasumasa KASABA, Masaki FUJIMOTO, Ichiro YOSHIKAWA,
Organizer
AOGS 2015
Place of Presentation
シンガポール
Year and Date
2015-08-02 – 2015-08-07
Int'l Joint Research
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