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Study on size distribution of small solar system bodies by detecting fast moving objects

Research Project

Project/Area Number 18H01261
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 16010:Astronomy-related
Research InstitutionResearch for Spaceguard Center, Japan Spaceguard Association

Principal Investigator

奥村 真一郎  特定非営利活動法人日本スペースガード協会(スペースガード研究センター), スペースガード部門, 主任研究員 (40344270)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 柳沢 俊史  国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 研究開発部門, 主任研究開発員 (20371106)
酒向 重行  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (90533563)
吉川 真  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 (70311173)
Project Period (FY) 2018-04-01 – 2021-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥17,420,000 (Direct Cost: ¥13,400,000、Indirect Cost: ¥4,020,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Fiscal Year 2019: ¥6,890,000 (Direct Cost: ¥5,300,000、Indirect Cost: ¥1,590,000)
Fiscal Year 2018: ¥8,320,000 (Direct Cost: ¥6,400,000、Indirect Cost: ¥1,920,000)
Keywords太陽系小天体 / 地球接近小惑星 / 高速移動天体 / CMOSカメラ / 重ね合わせ法 / 地球接近天体
Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は、小サイズの地球接近天体(NEO)を多く検出しそのサイズ分布に制限を与えることにより、太陽系小天体の軌道進化や起源を解明する事である。小さいNEOは地球に近づいた時でないと検出できる明るさにならないが、地球に近づいた際は相対移動速度が大きくなるため露出中に検出器の素子間を移動し、感度低下をまねく(「トレイルロス」)。
東京大学木曽観測所で開発を進めてきたカメラ「Tomo-e Gozen」(以下、Tomoeカメラ)は検出素子を84枚並べて直径9度の範囲をカバーする超広視野カメラである。CMOSの採用により高速読み出しが可能であり、一素子あたりの視野が広いため高速移動天体に対しても「トレイルロス」の影響を受けにくい。また、JAXAで開発された「重ね合わせ法」は多数枚の短時間露出画像を様々な移動方向・移動速度を仮定してずらしながら足し合わせるものであり、同様に「トレイルロス」の影響を受けずに深い感度を達成できる。
Tomoeカメラによる高速読み出しデータは「重ね合わせ法」を適用するのに最適である。これら二つの技術要素を組み合わせる効果により高速で移動する微小なNEOの検出を可能にし、直径数十mサイズの小天体を数多く発見する事によって上述の目的達成を目指す。
Tomoeカメラは2019年4月に全84チップの搭載が完了し、観測が進められている。2018年度の試験観測でNEOを1つ発見、2019年度には検出アルゴリズムの改良により、本研究の主要部分である「重ね合わせ法」の適用を待たずして10m-20mクラスのNEOを8個発見し、高速移動天体に対する高い観測能力を証明した。一方「重ね合わせ法」の方は、Tomoeカメラを使った基幹プログラムである突発天体高頻度サーベイ観測のデータ処理に最適化する改良・改修をすすめ、このシステムを木曽観測所に導入するための準備を整えた。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

Tomoeカメラについては全84枚のCMOSセンサのうち4分の3にあたる63枚が2018年度に搭載され、さらに2019年度に残り21枚の搭載も完了し、順調に開発が進んでいる。重ね合わせ法についてもTomoeカメラのデータに最適化する改修を予定通り進めてきた。2019年度末に重ね合わせ法のシステムを木曽観測所に導入する予定であったが、新型コロナウイルスの影響により木曽観測所への出張機会が失われたためこの作業が滞っている。

Strategy for Future Research Activity

新型コロナの騒動が一段落したところで、なるべく早急に木曽観測所に重ね合わせシステムを導入する。導入後は84枚のCMOSデータのうち少なくとも21枚分についてはリアルタイム処理ができるようになる予定である。今年(2020年)秋の観測好機までに導入を完了させ、その後は観測を進めながら後処理のプロセスにおける課題(候補天体が見つかった際のフォローアップ、軌道の決定と人工天体との識別、など)についても検討し、自動処理できるシステムの構築を目指す。

Report

(2 results)
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report

Research Products

(35 results)

All 2020 2019 2018 Other

All Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 6 results) Presentation (25 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results) Remarks (4 results)

  • [Journal Article] An optical search for transients lasting a few seconds2020

    • Author(s)
      Michael W. Richmond, Masaomi Tanaka, Tomoki Morokuma, Shigeyki Sako, Ryou Ohsawa, Noriaki Arima, Nozomu Tominaga, Mamoru Doi, et al.
    • Journal Title

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      Volume: 72 Pages: 1-14

    • DOI

      10.1093/pasj/psz120

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  • [Journal Article] New Constraint on the Atmosphere of (50000) Quaoar from a Stellar Occultation2019

    • Author(s)
      Ko Arimatsu, Ryou Ohsawa, George L. Hashimoto, Seitaro Urakawa, Jun Takahashi, Miyako Tozuka, Yoichi Itoh, Misato Yamashita, et al.
    • Journal Title

      The Astronomical Journal, Volume 158, Issue 6, article id. 236, 7 pp. (2019).

      Volume: 158 Pages: 236-236

    • DOI

      10.3847/1538-3881/ab5058

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  • [Journal Article] Shape and Rotational Motion Models for Tumbling and Monolithic Asteroid 2012 TC4: High Time Resolution Light Curve with the Tomo-e Gozen Camera2019

    • Author(s)
      Urakawa Seitaro、Ohsawa Ryou、Sako Shigeyuki、Okumura Shin-ichiro、Sakurai Yuri、Takahashi Jun、Imamura Kazuyoshi、Naito Hiroyuki、Watanabe Fumitake、Nagayoshi Ryoma、Murakami Yasuhiko、Okazaki Ryo、Sekiguchi Tomohiko、Ishiguro Masateru、Michikami Tatsuhiro、Yoshikawa Makoto
    • Journal Title

      The Astronomical Journal

      Volume: 157 Pages: 155-155

    • DOI

      10.3847/1538-3881/ab09f0

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    • Author(s)
      Ohsawa Ryou, Toshikazu Shigeyama (26/37) et al.
    • Journal Title

      Planetary and Space Science, Volume 165, p. 281-292.

      Volume: 165 Pages: 281-292

    • DOI

      10.1016/j.pss.2018.09.006

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      Sako Shigeyuki, Toshikazu Shigeyama (21/39) et al.
    • Journal Title

      Proceedings of SPIE, Ground-based and Airborne Instrumentation for Astronomy VII

      Volume: 10702 Pages: 1-17

    • DOI

      10.1117/12.2310049

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    • Author(s)
      Kojima Yuto, Toshikazu Shigeyama (20/39) et al.
    • Journal Title

      Proceedings of SPIE, High Energy, Optical, and Infrared Detectors for Astronomy VIII

      Volume: 10709 Pages: 1-10

    • DOI

      10.1117/12.2311301

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      紅山 仁, 酒向 重行, 大澤 亮, 小林 尚人, 奥村真一郎, 浦川聖太郎, 吉川 真, 柳沢俊史, 佐藤英貴, Tomo-e Gozen Project メンバー
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      奥村真一郎、浦川聖太郎、柳沢俊史、吉川 真、酒向重行、大澤 亮、紅山 仁、高橋英則、小島悠人、Tomo-e Gozen 開発チーム
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      浦川聖太郎、大澤亮、酒向重行、奥村真一郎、櫻井友里、高橋隼、今村和義、内藤博之、岡崎良、関口朋彦、石黒正晃、道上達広、吉川真、Tomo-e Gozenメンバー
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      奥村真一郎、柳沢俊史、酒向重行、吉川 真、浦川聖太郎、大澤 亮、小島悠人、他、Tomo-e Gozenメンバー
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      奥村真一郎、浦川聖太郎、柳沢俊史、吉川 真、酒向重行、大澤 亮、小島悠人、Tomo-e Gozenプロジェクトメンバー
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      奥村真一郎、浦川聖太郎、柳沢俊史、吉川 真、酒向重行、大澤 亮、小島悠人、Tomo-e Gozen開発チーム
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    • Organizer
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Published: 2018-04-23   Modified: 2021-01-27  

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