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宇宙空間プラズマ中の衛星電位の理論的解析と次世代衛星電位計測システムの開発

Research Project

Project/Area Number 15740328
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Plasma science
Research InstitutionToyama Prefectural University

Principal Investigator

石坂 圭吾  富山県立大学, 工学部, 助手 (80326074)

Project Period (FY) 2003 – 2005
Project Status Completed (Fiscal Year 2005)
Budget Amount *help
¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000)
Fiscal Year 2005: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2004: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2003: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Keywords衛星電位 / 宇宙空間プラズマ / 地球磁気圏 / 惑星磁気圏 / シングルプローブシステム / 電子密度 / 光電子放出 / 磁気圏
Research Abstract

地球磁気圏近尾部領域においてGeotail衛星の衛星電位-電子密度特性の電子温度依存性を調査し,電子温度を考慮した衛星電位-電子密度特性を示す実験式を導出した.得られた実験式を用いることにより,これまで電子温度が高くて正確な電子密度が得られなかったプラズマシート領域やプラズマシート境界領域においても電子密度が推定できるようになった.さらに,プラズマ波動によって電子密度が推定できない領域においても衛星電位から電子密度を推定することが可能になった.本研究は,2003年10月末に生じた太陽面爆発の際の太陽風と地球磁気圏相互作用を共同研究するさいに用いられ,研究を進める上で極めて重要な基礎パラメータであるBowshock付近の電子密度情報を提供することができた.これにより衛星電位計測の重要性が実証された.
上記の解析と並行して水星探査衛星MMO(BepiColombo計画)に搭載される衛星電位計測システムの設計を行った.本研究で設計中の衛星電位計測システムでは,これまでの衛星には搭載されていないClosed Loop gainのデジタルコントロール機能が付加されている.この機能は衛星電位計測の精度向上のためには極めて重要なものであることがGeotail衛星電位計測システムの再検討を行うことでわかった.そこで,Closed Loop gain controlシステムの試作を行い,手動ではあるが十分にgain control可能であることが示された.今後,衛星電位計測システムをデジタルコントロールするためにFPGAを接続し,Closed Loop Gain Controlやバイアス電流制御,バイアス電流Sweep制御などを行う予定である.これにより,衛星電位計測システムのプロトタイプモデルの製作するための基礎パラメータを提供する.

Report

(3 results)
  • 2005 Annual Research Report
  • 2004 Annual Research Report
  • 2003 Annual Research Report
  • Research Products

    (15 results)

All 2005 2004 Other

All Journal Article (9 results) Publications (6 results)

  • [Journal Article] Indirect estimation of the solar wind conditions in 29-31 October 20032005

    • Author(s)
      A.V.Dmitriev et al.(他7名中4番目)
    • Journal Title

      JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESEARCH Vol.110・A09S02(全15ページ)

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Determination of shock parameters for the very fast interplanetary shock on 29 October 20032005

    • Author(s)
      T.Terasawa et al.(他11名中8番目)
    • Journal Title

      JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESEARCH Vol.110・A09(全9ページ)

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] プローブ法電場計測の課題:衛星電位の制御&衛星表面物性2005

    • Author(s)
      笠羽 康正 他(他3名中2番目)
    • Journal Title

      宇宙航空研究開発機構特別資料(第1回宇宙環境シンポジウム報告書) JAXA-SP-04-010

      Pages: 136-141

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Application of spacecraft potential to investigate the distribution of low energy plasma in magnetosphere2005

    • Author(s)
      K.Ishisaka, T.Okada, H.Hayakawa, T.Mukai, H.Matsumoto
    • Journal Title

      Frontiers in Magnetospheric Plasma Physics, COSPAR COLLOQUIA SERIES Vol.16

      Pages: 75-78

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] RELATIONSHIP BETWEEN THE GEOTAIL SPACECRAFT POTENTIAL AND THE ELECTRON DENSITY IN THE NEAR TAIL REGIONS2005

    • Author(s)
      K.Ishisaka, M.Terashita(他7名)
    • Journal Title

      9th Spacecraft Charging Technology Conference

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Geotail衛星電位計測による磁気圏近尾部領域の電子密度推定2004

    • Author(s)
      寺下 真理子, 石坂 圭吾(他7名)
    • Journal Title

      地球惑星科学関連学会2004年合同大会

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] プローブ法による宇宙空間電場計測:精度評価(3)2004

    • Author(s)
      笠羽 康正, 石坂 圭吾(他6名)
    • Journal Title

      地球惑星科学関連学会2004年合同大会

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] DC electric field measurement by the Double probe system : Evaluation of the accuracy -Road from GEOTAIL to BepiColombo/MMO-2004

    • Author(s)
      Y.Kasaba, K.Ishisaka(他3名)
    • Journal Title

      35th COSPAR SCIENTIFIC ASSEMBLY

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] MEFISTO - AN ELECTRIC FIELD INSTRUMENT FOR BEPICOLOMBO/MMO2004

    • Author(s)
      L.G.Blomberg et al.(他20名中23番目)
    • Journal Title

      35th COSPAR SCIENTIFIC ASSEMBLY

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Publications] K.Ishisaka, T.Okada, H.Hayakawa, T.Mukai, H.Matsumoto: "Application of spacecraft potential to investigate the distribution of low energy plasma in magnetosphere"Advances in Space Research. (in printing).

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] 笠羽康正, 岡田敏美, 石坂圭吾, 早川基, 松岡彩子, 竹井康博: "プローブ法による宇宙空間電場計測:精度評価"地球惑星科学関連学会2003年合同大会. J022-P001 (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] K.Ishisaka, Y.Kasaba, T.Okada, H.Hayakawa, T.Mukai: "Influence of the sheath impedance of biased probe on the Geotail spacecraft potential measurement"XXIII General Assembly of the International Union of Geodesy and Geophysics (IUGG) 2003 Abstract. B.240 (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] 笠羽康正, 石坂圭吾, 早川基, 岡田敏美, 竹井康博, 向井利典, 斎藤義文, 松岡彩子: "プローブ法による宇宙空間電場計測:精度評価(2)"第114回地球電磁気・地球惑星圏学会講演会講演予稿集. C12-04 (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] 寺下真理子, 石坂圭吾, 岡田敏美, 三宅壮聡, 笠羽康正, 早川基, 向井利典, 斎藤義文, 松本紘: "Geotail衛星電位計測による電子密度推定およびその低エネルギープラズマ分布調査への応用"第114回地球電磁気・地球惑星圏学会講演会講演予稿集. D31-P074 (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] T.Terasawa et al.(13人中9番目): "GEOTAIL Observation of Interplanetary Shocks during the Solar Storm Season in October-November 2003"Joint Meeting : AGU, the Canadian Geophysical Union (CGU), and Society of Exploration Geophysicists (SEG), AGU 2004 Spring Meeting. (2004)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report

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Published: 2003-04-01   Modified: 2016-04-21  

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