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惑星超高層大気リモートセンシングへの応用を目指した無電極吸収・発光セル法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 16K13887
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 超高層物理学
研究機関立教大学

研究代表者

田口 真  立教大学, 理学部, 教授 (70236404)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2016年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
キーワード惑星コロナ / 散逸大気 / ハビタブルゾーン / 水素ライマンアルファ / 大気散逸 / オーロラ / 大気光
研究成果の概要

太陽系内の惑星や彗星の水散逸過程や水素重水素比を測定するために新しい吸収セル法を開発した。試作した吸収セルの最高性能を引き出すため、超高分解能分光器を用いた実験によりフィラメント形状、フィラメント電力、光路長、封入ガス密度を最適化した。吸収量の性能だけではなく吸収の安定性を考慮したフィラメント設計が重要であることがわかった。開発された水素吸収セルを搭載する衛星や惑星探査ミッションの検討が進められている。

研究成果の学術的意義や社会的意義

生命の誕生に液体の水の存在は不可欠であると考えられている。惑星や太陽系内小天体から散逸する水素原子の計測はそれらの天体に液体の水が現在どれだけ存在するか、あるいは過去にどれだけ存在したかを知る手がかりとなる。散逸する水素原子が散乱する太陽紫外線強度から水素原子密度と温度を推定することができる。しかしそのためには、高い波長分解能の分光器が必要である。本研究で開発された水素吸収セル法は小型軽量で高性能分光器に匹敵する波長分解能を実現できるため、それらの天体を対象とする宇宙ミッションに重要な観測手段を提供する。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2018 2016

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Evaluation of hydrogen absorption cells for observations of the planetary coronas2018

    • 著者名/発表者名
      Kuwabara, M., M. Taguchi, K. Yoshioka, T. Ishida, N. de Oliveira, K. Ito, S. Kameda, F. Suzuki, and I. Yoshikawa
    • 雑誌名

      Rev. Sci. Instr.

      巻: 89 ページ: 0231111-10

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Evaluation of hydrogen absorption cells for observations of the planetary coronas2018

    • 著者名/発表者名
      Kuwabara M., Taguchi M., Yoshioka K., Ishida T., de Oliveira N., Ito K., Kameda S., Suzuki F., and Yoshikawa I.
    • 雑誌名

      Review of Scientific Instruments

      巻: 89 号: 2 ページ: 023111-023111

    • DOI

      10.1063/1.5007812

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Optimization of the hydrogen absorption cell dedicated to small satellite missions2018

    • 著者名/発表者名
      Masaki Kuwabara, Makoto Taguchi, Kazuo Yoshioka, Shingo Kameda, and Ichiro Yoshikawa
    • 学会等名
      2018 AGU Fall Meeting
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] D/H吸収セルの開発と惑星科学への貢献2018

    • 著者名/発表者名
      吉岡和夫、桑原正輝、田口 真、川原琢也、亀田真吾、吉川一朗
    • 学会等名
      第19回惑星圏研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Optimization of the hydrogen absorption cell dedicated for ultra-small missions2018

    • 著者名/発表者名
      M. Kuwabara, M. Taguchi, K. Yoshioka, S. Kameda, F. Suzuki, and I. Yoshikawa
    • 学会等名
      JpGU-AGU Joint Meeting 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] D/H吸収セルの開発と惑星科学への貢献2018

    • 著者名/発表者名
      吉岡和夫、桑原正輝、田口 真、川原琢也、亀田真吾、吉川一朗
    • 学会等名
      惑星圏研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 水素吸収セル法による惑星コロナ観測2016

    • 著者名/発表者名
      田口 真
    • 学会等名
      「プラズマ科学における分光計測の高度化と原子分子過程研究の新展開」「原子分子データ応用フォーラムセミナー」合同研究会
    • 発表場所
      核融合科学研究所(岐阜県土岐市)
    • 年月日
      2016-12-20
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Evaluation of hydrogen absorption cells for observation of the planetary coronas2016

    • 著者名/発表者名
      Masaki Kuwabara, Makoto Taguchi, Kazuo Yoshioka, Tokio Ishida, Shingo Kameda, and Ichiro Yoshikawa
    • 学会等名
      地球電磁気・地球惑星圏学会
    • 発表場所
      九州大学(福岡県福岡市)
    • 年月日
      2016-11-19
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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