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地球惑星超高層大気の中性粒子分布・力学機構の実証解明を実現する直接観測の基盤構築

研究課題

研究課題/領域番号 17H01164
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 超高層物理学
研究機関国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構

研究代表者

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, 教授 (30260011)

研究分担者 笠原 慧  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (00550500)
横田 勝一郎  大阪大学, 理学研究科, 准教授 (40435798)
平原 聖文  名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 教授 (50242102)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
44,720千円 (直接経費: 34,400千円、間接経費: 10,320千円)
2020年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2019年度: 12,090千円 (直接経費: 9,300千円、間接経費: 2,790千円)
2018年度: 11,310千円 (直接経費: 8,700千円、間接経費: 2,610千円)
2017年度: 15,990千円 (直接経費: 12,300千円、間接経費: 3,690千円)
キーワード質量分析器 / 中性粒子 / マルチターンTOF型質量分析器 / リフレクトロン型質量分析器 / 四重極型質量分析器 / オービトラップ型質量分析器 / ベネット型中性質量分析器 / 人工飛翔体 / 人工飛翔隊 / 磁気圏・電離圏 / 観測装置 / 惑星探査
研究成果の概要

本研究の目的は将来の地球の電離圏・磁気圏観測や他天体の周回観測及び他天体への着陸探査を含めた惑星探査に向けた、4種類の人工飛翔体搭載用中性粒子質量分析器を開発することである。4種類の質量分析器に共通の開発項目である中性粒子の電離機構部の開発と、マルチターン型質量分析器と多反射リフレクトロン型質量分析器に共通の開発項目である宇宙機搭載用パルス高圧電源の開発については本研究で予定していた開発は完了できた。「四重極型質量分析器」については、より高性能が期待できる「オービトラップ型質量分析器」の開発に変更したが、4種類の質量分析器については、ほぼ予定していた開発を行うことができた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は、これまで我が国では開発が遅れていた飛翔体搭載用中性粒子質量分析器を、共通的な事項をまとめて開発することで短期間で開発を進めることができた。飛翔体搭載用中性粒子質量分析器の開発を行うことで、地球、及び他天体の周辺及び上層大気を対象とするほとんどの領域で計測を行うことができる質量分析器が揃うことになり、わが国の将来の惑星探査において世界的な成果を生み出す原動力となる。今回開発した質量分析器は、天体表面固体物質の同位体質量分析器としても使用することができるため、将来わが国が実施するであろう着陸探査で必須となる強力な観測装置が開発できたことになる。

報告書

(5件)
  • 2021 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (33件)

すべて 2021 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (31件) (うち国際学会 10件、 招待講演 3件)

  • [雑誌論文] In situ observations of ions and magnetic field around Phobos: the mass spectrum analyzer (MSA) for the Martian Moons eXploration (MMX) mission2021

    • 著者名/発表者名
      Yokota Shoichiro、Terada Naoki、Matsuoka Ayako、Murata Naofumi、Saito Yoshifumi、Delcourt Dominique、Futaana Yoshifumi、Seki Kanako、Schaible Micah J.、Asamura Kazushi、Kasahara Satoshi、Nakagawa Hiromu、Nishino Masaki N.、Nomura Reiko、Keika Kunihiro、Harada Yuki、Imajo Shun
    • 雑誌名

      Earth, Planets and Space

      巻: 73 号: 1 ページ: 216-216

    • DOI

      10.1186/s40623-021-01452-x

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] A Feasible Study of <i>In-Situ</i> Measurements of Light Isotopes and Organic Molecules with High Resolution Mass Spectrometer MULTUM on the OKEANOS Mission2021

    • 著者名/発表者名
      ITO Motoo、OKADA Tatsuaki、KEBUKAWA Yoko、AOKI Jun、KAWAI Yosuke、MATSUMOTO Jun、CHUJO Toshihiro、NAKAMURA Ryosuke、YANO Hajime、YOKOTA Sho-ichiro、TOYODA Michisato、YURIMOTO Hisayoshi、WATANABE Motoki、IKEDA Ryota、KUBO Yuki、GRAND Noel、COTTIN Herve、BUCH Arnaud、SZOPA Cyril、MORI Osamu
    • 雑誌名

      TRANSACTIONS OF THE JAPAN SOCIETY FOR AERONAUTICAL AND SPACE SCIENCES, AEROSPACE TECHNOLOGY JAPAN

      巻: 19 号: 4 ページ: 477-484

    • DOI

      10.2322/tastj.19.477

    • NAID

      130008062313

    • ISSN
      1884-0485
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 月極域探査計画LUPEXに搭載する複数回反射型質量分析器TRITONの開発2021

    • 著者名/発表者名
      山本 直輝, 斎藤 義文, 齋藤 直昭, 笠原 慧, 横田 勝一郎, 浅村 和史, 西野 真木, 藤原 幸雄, 浅川 大樹
    • 学会等名
      JpGU Meeting 2021
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 太陽系探査を目指した小型イオントラップフーリエ変換型質量分析器の開発2021

    • 著者名/発表者名
      川島 桜也, 笠原 慧, 斎藤 義文, 横田 勝一郎, 平原 聖文, 杉田 精司
    • 学会等名
      JpGU Meeting 2021
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Development of a Triple-reflection Compact Time-of-flight Mass Spectrometer for Lunar Polar Exploration2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshifumi SAITO, Naoki YAMAMOTO, Satoshi KASAHARA, Shoichiro YOKOTA
    • 学会等名
      AOGS2021
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of a Triple-Reflection Compact Time-Of-Flight Mass Spectrometer for Lunar Polar Exploration2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshifumi Saito, Naoki Yamamoto, Shoichiro Yokota, and Satoshi Kasahara
    • 学会等名
      EGU2021
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 太陽系探査を目指したイオントラップフーリエ変換型質量分析器の開発2020

    • 著者名/発表者名
      川島桜也,笠原慧,齋藤義文,横田勝一郎,平原聖文,杉田精司
    • 学会等名
      日本惑星科学会秋季講演会(オンライン開催)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Development of a miniature ion-trap Fourier-transform mass spectrometer for future space missions2020

    • 著者名/発表者名
      Kawashima, O., Kasahara, S., Saito, Y., Yokota, S., Hirahara, M., Sugita, S.
    • 学会等名
      JpGU Meeting 2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 月極域探査の質量分析に資するタンデム型イオン源の開発2020

    • 著者名/発表者名
      柳瀬 菜穂, 笠原 慧, 齋藤 義文, 横田 勝一郎, 平原 聖文, 川島 桜也
    • 学会等名
      日本惑星科学会秋季講演会(オンライン開催)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 月・惑星探査用TOF質量分析器の開発2019

    • 著者名/発表者名
      福山 代智、斎藤 義文、浅村 和史、横田 勝一郎
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2019年大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 月極域探査ローバー搭載用飛行時間計測型質量分析器の開発2019

    • 著者名/発表者名
      福山 代智, 齋藤 義文, 横田 勝一郎, 浅村 和史
    • 学会等名
      第146回地球電磁気・地球惑星圏学会(SGEPSS) 講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 月極域探査用多反射リフレクトロン型質量分析器の開発2019

    • 著者名/発表者名
      齋藤 義文,福山 代智,浅村 和史,横田 勝一郎,笠原 慧
    • 学会等名
      第 63 回宇宙科学技術連合講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] A high-voltage pulsed power supply for on-site mass spectrometry in future solar system explorations2019

    • 著者名/発表者名
      S. Yokota, Y. Kawai, J. Aoki, Y. Saito, M. Ohtake, T. Okada
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2019年大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 太陽系探査を目指したOrbitrap型質量 分析器の開発2019

    • 著者名/発表者名
      川島桜也,笠原慧,齋藤義文,横田勝一郎,平原聖文,杉田精司
    • 学会等名
      日本惑星科学会秋季講演会(京都)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] In-situ太陽系探査を目指したOrbitrap質量分析器の開発2019

    • 著者名/発表者名
      川島桜也,笠原慧,齋藤義文,横田勝一郎,平原聖文,杉田精司
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2019年大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 惑星探査用飛行時間計測型中性粒子質量分析器の開発2018

    • 著者名/発表者名
      福山代智, 斎藤義文, 浅村和史, 横田勝一郎
    • 学会等名
      地球電磁気・地球惑星圏学会(SGEPSS)講演会 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 太陽系探査における同位体質量分析2018

    • 著者名/発表者名
      横田勝一郎
    • 学会等名
      第66回質量分析総合討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 火星におけるhot oxygen密度測定に向けた探査機搭載用質量分析装置のイオン化源の開発2018

    • 著者名/発表者名
      沖津由尚,笠原慧,杉田精司,斎藤義文,平原聖文,横田勝一郎
    • 学会等名
      地球惑星科学連合2018年大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 火星におけるhot oxygen密度測定に向けた探査機搭載用質量分析装置のイオン化源の開発2018

    • 著者名/発表者名
      沖津由尚,笠原慧,杉田精司,斎藤義文,平原聖文,横田勝一郎
    • 学会等名
      日本惑星科学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Development of particle measurement techniques for planetary exploration by micro-spacecraft2018

    • 著者名/発表者名
      笠原慧,沖津由尚,平原聖文,齋藤義文,横田勝一郎,三浦弥生,杉田精司
    • 学会等名
      日本航空宇宙学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 希薄大気観測に向けた中性粒子分析器の開発2018

    • 著者名/発表者名
      笠原慧,沖津由尚,平原聖文,齋藤義文,横田勝一郎
    • 学会等名
      MTI研究集会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] The Next Japanese Space Mission for Elucidating the Magnetosphere-Ionosphere-Thermosphere Coupling Mechanisms: The FACTORS mission and international collaborations2018

    • 著者名/発表者名
      Masafumi Hirahara
    • 学会等名
      CONNEX Science Meeting
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] In-situ observation plans in next Japanese space exploration mission (FACTORS)2018

    • 著者名/発表者名
      Masafumi Hirahara
    • 学会等名
      Europlanet Workshop 2018 on Planetary Atmospheric Erosion
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Japanese Space-Earth Coupling Exploration Mission by Multiple Polar-orbiting Compact Satellites and its Collaborations in Instrumentations and Ground-based Observations2018

    • 著者名/発表者名
      Masafumi Hirahara
    • 学会等名
      45th Annual Meeting on Atmospheric Studies by Optical Methods
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Science Objectives and Mission Plan of "FACTORS" with Multiple Compact Satellites for the Space-Earth Coupling Mechanisms2018

    • 著者名/発表者名
      Masafumi Hirahara, Yoshifumi Saito, Hirotsugu Kojima, Naritoshi Kitamura, Kazushi Asamura, Ayako Matsuoka, Takeshi Sakanoi, Yoshizumi Miyoshi, Shin-ichiro Oyama, Masatoshi Yamauchi, Yuichi Tsuda, Nobutaka Bando
    • 学会等名
      JpGU2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Development of the beamline monitoring system for calibration of particle analyzers in the future space explorations2018

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Ohkawa, Masafumi Hirahara
    • 学会等名
      JpGU2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 衛星搭載機器開発に向けた較正設備のための粒子ビームモニタリングシステムの開発2018

    • 著者名/発表者名
      大川 裕貴,武井 智美,平原 聖文
    • 学会等名
      地球電磁気・地球惑星圏学会第144回総会及び講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 月・惑星探査用飛行時間型質量分析装置の開発2017

    • 著者名/発表者名
      今井 優介, 齋藤 義文, 齋藤 直昭, 横田 勝一郎
    • 学会等名
      SGEPSS2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 月・惑星探査用飛行時間型質量分析装置の開発2017

    • 著者名/発表者名
      今井 優介,斎藤 義文,横田 勝一郎,笠原 慧,齋藤 直昭,長 勇一郎,三浦 弥生,亀田 真吾,杉田 精司
    • 学会等名
      JpGU2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Future Collaborations of the First Japanese Formation Flight Mission Using Polar-Orbiting Compact/Micro Satellites with EISCAT_3D and ALIS Based on In-Situ and Remote-Sensing Observations for the Space-Earth Coupling Mechanisms2017

    • 著者名/発表者名
      Masafumi HIRAHARA, Yoshifumi SAITO, Hirotsugu KOJIMA, Anders TJULIN, Carl-Fredrik ENELL, Tima SERGIENKO, and Masatoshi YAMAUCHI
    • 学会等名
      EISCAT International Symposium
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] n Overview of the First Japanese Formation Flight Mission Using Compact Satellites for In-Situ Observations of the Space-Earth Coupling Mechanisms2017

    • 著者名/発表者名
      Masafumi Hirahara, Yoshifumi Saito, Hirotsugu Kojima, Naritoshi Kitamura, and Takeshi Sakanoi
    • 学会等名
      JpGU-AGU Joint Meeting
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] FF-MIT: A Formation Flight Mission by Innovative Compact Satellites Exploring the Magnetosphere-Ionosphere-Thermosphere Couplings2017

    • 著者名/発表者名
      Masafumi Hirahara, Yoshifumi Saito, Hirotsugu Kojima, Nobutaka Bando, Yuichi Tsuda
    • 学会等名
      SGEPSS2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 超小型探査機による惑星観測に向けた粒子計測器の開発2017

    • 著者名/発表者名
      笠原慧,沖津由尚,平原聖文,齋藤義文,横田勝一郎,三浦弥生,奥野衛,吉岡和夫,杉田精司
    • 学会等名
      惑星科学会秋季講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2023-01-30  

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