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Development of space-based solar neutron observations with micro-satelite

Research Project

Project/Area Number 18H03700
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Medium-sized Section 15:Particle-, nuclear-, astro-physics, and related fields
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

山岡 和貴  名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 特任准教授 (00365016)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 宮田 喜久子  名城大学, 理工学部, 准教授 (00733156)
Project Period (FY) 2018-04-01 – 2023-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥44,980,000 (Direct Cost: ¥34,600,000、Indirect Cost: ¥10,380,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2019: ¥15,860,000 (Direct Cost: ¥12,200,000、Indirect Cost: ¥3,660,000)
Fiscal Year 2018: ¥23,270,000 (Direct Cost: ¥17,900,000、Indirect Cost: ¥5,370,000)
Keywords超小型衛星 / 太陽 / 中性子 / 宇宙中性子・ガンマ線センサ / 粒子加速 / 宇宙用中性子・ガンマ線センサ / 太陽フレア / ガンマ線 / 半導体光センサ / 衛星バス / 放射線検出器
Outline of Annual Research Achievements

本研究は中性子を観測手段として、これまで観測が進展してこなかった太陽フレアに伴う中性子観測を通じ、太陽フレアにおけるイオン加速メカニズムに迫るものであり、その鍵となるのが宇宙空間からの太陽中性子観測専用の超小型衛星による観測である。中性子とガンマ線を同時に観測する独自のミッションセンサを開発し、大学内で開発する超小型人工衛星に搭載して一線級の科学観測を継続的に行うことを視野に置いている。
これまでに中性子・ガンマ線センサについては集積回路を用いたセンサ信号読み出し技術・センサ組み立て技術、およびセンサ性能について陽子やガンマ線照射を行い、解析方法まで含めて検証を行ってきた。その結果、フライトモデルの設計もほぼ終了し、低消費電力・省スペース・軽量で実現できることが示されてきた。キーパーツとなるセンサの一部は、2022年度に打ち上げられるJAXA革新実証衛星3号機にも搭載される予定でである。一方、人工衛星バスについてはこれまで名古屋大学工学部で開発されたものを用い、それに新たな機能を追加する形で開発を進めており、その差分機能の要素試作モデル開発を行い、検証してきた。ミッションを実現する上で必要な要素が必要な電力で実現できることは確認済みであり、今後エンジニアリング・フライトモデル開発を進めていく。
また、オンラインを中心に学部学生・大学院生や社会人を対象に超小型衛星に関する講習会(基礎編と上級編)を定期的に開催し、超小型衛星に関する知識や試験手法について普及に努めるとともに、講習会の参加者をチームの研究協力者として取り込み、開発チームを拡大しつつある。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

中性子・ガンマ線センサ、超小型人工衛星(3Uキューブサット)とも要素試作モデル製作・試験をほぼ終えており、現在エンジニアリングモデルとフライトモデルの設計を行っているところであり、おおむね順調であるといえる。ただし、開発体制の見直しに加えて、コロナウイルス感染の影響、さらにマイコン・FPGAなどの使用予定半導体電子部品の入手困難のため、電子回路基板開発が遅れている。

Strategy for Future Research Activity

今後本格的に人工衛星バスや中性子・ガンマ線センサのフライトモデルを製作・製造していく上でさらなるマンパワーの増強が不可欠である。今後も定期的に行っている超小型衛星講習会やSNS・講演による広報活動により参加を呼びかける努力を続けていく。また、人工衛星搭載に向けた打ち上げ機会を確保するため、JAXAや民間・海外を含めて様々な手段を探っていく。

Report

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

Research Products

(89 results)

All 2022 2021 2020 2019 2018 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (24 results) (of which Int'l Joint Research: 17 results,  Peer Reviewed: 21 results,  Open Access: 13 results) Presentation (54 results) (of which Int'l Joint Research: 21 results,  Invited: 1 results) Remarks (9 results)

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      Kikuko Miyata, Arata Takaki, Susumu Hara
    • Journal Title

      IEEJ Journal IA

      Volume: 11(3) Issue: 3 Pages: 447-457

    • DOI

      10.1541/ieejjia.21006980

    • NAID

      130008118826

    • ISSN
      2187-1094, 2187-1108
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      Hirade, Naoyoshi ; Takahashi, Hiromitsu ; Uchida, Nagomi ; Ohno, Masanori ; Torigoe, Kento ; Fukazawa, Yasushi ; Mizuno, Tsunefumi ; Matake, Hiroto ; Hirose, Kengo ; Hisadomi, Syouhei ; Nakazawa, Kazuhiro ; Yamaoka, Kazutaka ; Werner, Norbert ; Rupa, Jakub ; Hatori, Satoshi ; Kume, Kyo ; Mizushima, Satoshi
    • Journal Title

      Nuclear Inst. and Methods in Physics Research, A

      Volume: 986 Pages: 164673-164673

    • DOI

      10.1016/j.nima.2020.164673

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    • Author(s)
      Nobashi, Daiki ; Yamaoka, Kazutaka ; Tajima, Hiroyasu ; Ito, Kazuya
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      Nuclear Inst. and Methods in Physics Research, A

      Volume: 986 Pages: 164811-164811

    • DOI

      10.1016/j.nima.2020.164811

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      Kazutaka YAMAOKA, Hiroyasu TAJIMA, Kikuko MIYATA, Takaya INAMORI, Yoshinori SASAI, Hiroaki KAWAHARA, Ji Hyun PARK, Kazuhiro NAKAZAWA, Satoshi MASUDA, Koji MATSUSHITA, Kazuya ITO, Daiki NOBASHI, Hiromitsu TAKAHASHI, Kyoko WATANABE
    • Journal Title

      AEROSPACE TECHNOLOGY JAPAN

      Volume: 19 (3) Issue: 3 Pages: 354-359

    • DOI

      10.2322/tastj.19.354

    • NAID

      130008034605

    • ISSN
      1884-0485
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      Adriani, O. ; Akaike, Y. ; Asano, K. ; Asaoka, Y. ; Berti, E. ; Bigongiari, G. ; Binns, W. R. ; Bongi, M. ; Brogi, P. ; Bruno, A. ; Buckley, J. H. ; Cannady, N. ; Castellini, G. ; Checchia, C. search by orcid ; Cherry, M. L. ; Collazuol, G. ; Ebisawa, K. ; Yamaoka, K. et al.
    • Journal Title

      Physical Review Letters

      Volume: 126 (24) Pages: 241101-241101

    • DOI

      10.1103/physrevlett.126.241101

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    • Author(s)
      MIYATA Kikuko、TOMIOKA Kota、YAMAOKA Kazutaka
    • Journal Title

      J. of JSEE

      Volume: 69 Issue: 2 Pages: 2_75-2_80

    • DOI

      10.4307/jsee.69.2_75

    • NAID

      130008006345

    • ISSN
      1341-2167, 1881-0764
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    • Author(s)
      Park, Ji Hyun ; Inamori, Takaya ; Hamaguchi, Ryuhei; Otsuki, Kensuke ; Kim, Jung Eun ; Yamaoka, Kazutaka
    • Journal Title

      Remote Sensing

      Volume: 12 (23) Pages: 3941-3941

    • DOI

      10.3390/rs12233941

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    • Author(s)
      Hagino K., Odaka H., Sato G., Sato T., and Terada Y.(39th), and other 40 authors
    • Journal Title

      Journal of Astronomical Telescopes, Instruments, and Systems

      Volume: 6 Pages: 046003-046003

    • DOI

      10.1117/1.jatis.6.4.046003

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    • Author(s)
      Adriani O.、Akaike Y.、Asano K.、Asaoka Y.、Bagliesi M.G.、Berti E.、Bigongiari G.、Binns W.R.、Bongi M.、Brogi P.、Bruno A.、Buckley J.H.、Cannady N.、Castellini G.、Checchia C.、Cherry M.L.、Collazuol G.、Ebisawa K.、Fuke H.、Gonzi S.、Guzik T.G.、Hams T.、Hibino K.、Ichimura M. 他
    • Journal Title

      Physical Review Letters

      Volume: 125 Pages: 251102-251102

    • DOI

      10.1103/physrevlett.125.251102

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    • Author(s)
      Tashiro Makoto S.、Maejima Hironori、Toda Kenichi et al.
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      SPIE

      Volume: 11444 Pages: 1-11

    • DOI

      10.1117/12.2565812

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      Hiroshi Nakajima, Hirofumi Noda, Hironori Matsumoto, Kumiko K. Nobukawa et al.
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      Space Telescopes and Instrumentation 2020: Ultraviolet to Gamma Ray

      Volume: 11444 Pages: 114423-114423

    • DOI

      10.1117/12.2560348

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      Yonetoku Daisuke、Mihara Tatehiro、Doi Akihiro、Sakamoto Takanori、Tsumura Kohji、Ioka Kunihito、et al.
    • Journal Title

      Proceedings of the SPIE

      Volume: 11444 Pages: 1-13

    • DOI

      10.1117/12.2560603

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    • Author(s)
      Mizushima, Tsubasa ; Yoshida, Atsumasa ; Yamaoka, Kazutaka ; Hatori, Satoshi ; Kume, Kyo
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      Proceedings of the SPIE

      Volume: 11454

    • DOI

      10.1117/12.2560810

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      Kikuko MIYATA, Hosei NAGANO and Susumu HARA
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      Volume: -

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      O,Adriani, Y.Asaoka, M.Mori, S.Torii et al. (CALET Collaboration)
    • Journal Title

      Physical Review Letters

      Volume: 122 Pages: 181102-181102

    • DOI

      10.1103/physrevlett.122.181102

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    • Author(s)
      Huang Kuiyun、Shimoda Jiro、Urata Yuji、Toma Kenji、Yamaoka Kazutaka、Asada Keiichi、Nagai Hiroshi、Takahashi Satoko、Petitpas Glen、Tashiro Makoto
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 878

    • DOI

      10.3847/2041-8213/ab23fd

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    • Author(s)
      Beri Aru、Altamirano D、Wijnands R、Degenaar N、Parikh A S、Yamaoka K
    • Journal Title

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      Volume: 486 Pages: 1620-1628

    • DOI

      10.1093/mnras/stz938

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    • Author(s)
      N. Ohmori, K. Yamaoka, M.Yamauchi, 他17名
    • Journal Title

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      Volume: 印刷中 Pages: 1-1

    • DOI

      10.1093/pasj/psz054

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      Urata Yuji、Toma Kenji、Huang Kuiyun、Asada Keiichi、Nagai Hiroshi、Takahashi Satoko、Petitpas Glen、Tashiro Makoto、Yamaoka Kazutaka
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 884

    • DOI

      10.3847/2041-8213/ab48f3

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      Tadayuki Takahashi, Yuto Ichinohe (73/270) et al.
    • Journal Title

      Journal of Astronomical Telescopes, Instruments, and Systems

      Volume: 4 Pages: 021402-021402

    • DOI

      10.1117/1.jatis.4.2.021402

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      K. Hagino, K. Nakazawa, G. Sato, ..., K. Hayashi, ... (7番目/40人中)
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      Volume: 4(2) Pages: 1-1

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      10.1117/1.jatis.4.2.021409

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      Journal of Astronomical Telescopes, Instruments, and Systems

      Volume: 4(2) Pages: 1-1

    • DOI

      10.1117/1.jatis.4.2.021410

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    • Author(s)
      Tajima, H., Fukazawa, Y.(3番目), 他40名
    • Journal Title

      Journal of Astronomical Telescopes, Instruments, and Systems

      Volume: 4 Pages: 021411-021411

    • DOI

      10.1117/1.jatis.4.2.021411

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      Kazutaka Yamaoka, Hiroyasu Tajima, Yoshitaka Itow, Hirosane Fujii, Yuta Nakanishi, Yuhei Kamei, Takeharu Yamakawa, Takumi Niwa, Itsuki Okui, Kikuko Miyata, Takaya Inamori
    • Journal Title

      Proceedings of the SPIE

      Volume: 10762

    • DOI

      10.1117/12.2323451

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Published: 2018-04-23   Modified: 2022-12-28  

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