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先端情報通信技術を用いた宇宙災害予測:宇宙版気象レーダーへの挑戦

研究課題

研究課題/領域番号 19K22028
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分25:社会システム工学、安全工学、防災工学およびその関連分野
研究機関名古屋大学

研究代表者

岩井 一正  名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 准教授 (00725848)

研究期間 (年度) 2019-06-28 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
キーワード宇宙天気予報 / 太陽嵐 / 気象レーダー / フェーズドアレイレーダー / 宇宙防災
研究開始時の研究の概要

情報通信衛星に代表されるように、我々の生活基盤は近年急速に宇宙空間に進出している。この宇宙空間では太陽の爆発現象に伴う爆風が「太陽嵐」となって地球に到達し、人類の宇宙活動に深刻な影響が生じる。この太陽嵐を地球近傍に到達する前に予報することが本研究の目的である。そこで本研究では太陽嵐が電波を散乱しやすいという性質を利用し、地上電波観測から地球に接近中の太陽嵐を検出し早期予報を実現する。特に、一度に多数の方向を観測できる「デジタルフェーズドアレイ」の信号処理装置を開発し、研究代表者らが運用する電波望遠鏡に搭載することで、太陽嵐の広がりや接近速度を導出し、正確な到来予報を可能にする。

研究成果の概要

本研究では、宇宙空間において太陽が原因で発生する災害の早期予報を目的とした「宇宙気象レーダー装置」の開発を行った。その結果、同時に8方向を観測できるデジタルビームフォーム装置の開発に成功し、開発したフェーズドアレイ装置に自動較正機構を追加する開発研究を行った。更に開発した装置を用いた較正やビームフォーミング実験を行うことと並行して、本装置を多数接続した大規模な観測システムによる本格的な宇宙気象レーダーの実現に向けた提言も行なった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、宇宙空間において太陽が原因で発生する災害の早期予報を目的とした「宇宙気象レーダー装置」の開発を行っている。情報通信衛星、宇宙ステーション、民間による宇宙旅行など、我々の生活基盤は近年急速に宇宙空間に進出している。太陽ではフレアと呼ばれる爆発現象が頻発し、その爆風が「太陽嵐」となって地球に到達する。このとき宇宙空間では地上でいうゲリラ豪雨のような激しい環境変動が発生し、衛星障害など人類の宇宙活動に深刻な影響が生じる。本装置を用いることで太陽嵐の予報精度が格段に向上することが期待され、宇宙利用の進む昨今において社会的意義が大きい成果となった。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (26件)

すべて 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 5件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (21件) (うち国際学会 6件、 招待講演 3件)

  • [雑誌論文] PSTEP: project for solar?terrestrial environment prediction2021

    • 著者名/発表者名
      Kusano Kanya、Ichimoto Kiyoshi、Ishii Mamoru、Miyoshi Yoshizumi、Yoden Shigeo、Akiyoshi Hideharu、Asai Ayumi、Ebihara Yusuke、Fujiwara Hitoshi、Goto Tada-Nori、Hanaoka Yoichiro、Hayakawa Hisashi、Hosokawa Keisuke、Hotta Hideyuki、Hozumi Kornyanat、Imada Shinsuke、Iwai Kazumasa、et al
    • 雑誌名

      Earth, Planets and Space

      巻: 73 号: 1 ページ: 159-159

    • DOI

      10.1186/s40623-021-01486-1

    • 関連する報告書
      2021 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] Venus's induced magnetosphere during active solar wind conditions at BepiColombo's Venus 1 flyby2021

    • 著者名/発表者名
      Volwerk Martin、Sanchez-Cano Beatriz、Heyner Daniel、Aizawa Sae、Andr? Nicolas、Varsani Ali、Mieth Johannes、Orsini Stefano、Baumjohann Wolfgang、Fischer David、Futaana Yoshifumi、Harrison Richard、Jeszenszky Harald、Kazumasa Iwai、 et al
    • 雑誌名

      Annales Geophysicae

      巻: 39 号: 5 ページ: 811-831

    • DOI

      10.5194/angeo-39-811-2021

    • 関連する報告書
      2021 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] BepiColombo’s Cruise Phase: Unique Opportunity for Synergistic Observations2021

    • 著者名/発表者名
      Hadid L. Z.、Gnot V.、Aizawa S.、Milillo A.、Zender J.、Murakami G.、Benkhoff J.、Zouganelis I.、Alberti T.、Andr? N.、Bebesi Z.、Califano F.、Dimmock A. P.、Dosa M.、Escoubet C. P.、Griton L.、Ho G. C.、Horbury T. S.、Iwai K.、et al
    • 雑誌名

      Frontiers in Astronomy and Space Sciences

      巻: 8 ページ: 718024-718024

    • DOI

      10.3389/fspas.2021.718024

    • 関連する報告書
      2021 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] Global Distribution of the Solar Wind Speed Reconstructed from Improved Tomographic Analysis of Interplanetary Scintillation Observations between 1985 and 20192021

    • 著者名/発表者名
      Tokumaru Munetoshi、Fujiki Ken’ichi、Kojima Masayoshi、Iwai Kazumasa
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 922 号: 1 ページ: 73-73

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ac1862

    • NAID

      120007185077

    • 関連する報告書
      2021 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] Validation of coronal mass ejection arrival-time forecasts by magnetohydrodynamic simulations based on interplanetary scintillation observations2021

    • 著者名/発表者名
      Iwai Kazumasa、Shiota Daikou、Tokumaru Munetoshi、Fujiki Ken’ichi、Den Mitsue、Kubo Y?ki
    • 雑誌名

      Earth, Planets and Space

      巻: 73 号: 1 ページ: 9-9

    • DOI

      10.1186/s40623-020-01345-5

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 次世代太陽風観測装置の開発と科学課題2022

    • 著者名/発表者名
      岩井一正
    • 学会等名
      太陽研究者連絡会シンポジウム2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Next generation interplanetary scintillation observation system of ISEE2022

    • 著者名/発表者名
      Kazumasa Iwai
    • 学会等名
      15TH QUADRENNIAL SOLAR-TERRESTRIAL PHYSICS SYMPOSIUM (STP-15)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 次世代太陽風観測装置の計画と 2021 年度の進捗2022

    • 著者名/発表者名
      岩井一正
    • 学会等名
      「太陽地球環境と宇宙線モジュレーション」、「太陽風プラズマ物理の最新成果と今後の展望」および「太陽圏・宇宙線関連の共同研究成果報告会」
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 次世代太陽風観測装置に向けたデジタルアレイの開発検討2022

    • 著者名/発表者名
      岩井一正
    • 学会等名
      日本天文学会 2022年春季年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 地上電波観測による太陽嵐の検出と宇宙天気予報への応用2022

    • 著者名/発表者名
      岩井一正
    • 学会等名
      宇宙電波懇談会シンポジウム2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 次世代IPS観測装置の開発: 科学検討と実験機2021

    • 著者名/発表者名
      岩井 一正、徳丸 宗利、藤木 謙一
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 次世代太陽風観測のためのデジタルフェーズドアレイ装置の開発2:多段接続による大規模アレイの実現2021

    • 著者名/発表者名
      岩井一正
    • 学会等名
      地球電磁気・地球惑星圏学会 第150回総会・講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 次世代太陽風観測装置による太陽圏研究2021

    • 著者名/発表者名
      岩井一正
    • 学会等名
      日本天文学会 2021年秋季年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Development and Validation of CME Arrival-Time Forecasting System by MHD Simulations based on Interplanetary Scintillation Observations2021

    • 著者名/発表者名
      Kazumasa Iwai
    • 学会等名
      European Geosciences Union General Assembly 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] IPS based heliospheric MHD simulation for the space weather forecasting2021

    • 著者名/発表者名
      Kazumasa Iwai
    • 学会等名
      Online Radio Heliophysics Catch-up
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 次世代太陽風観測装置による革新的太陽圏科学の実現2021

    • 著者名/発表者名
      岩井一正
    • 学会等名
      シンポジウム「太陽研究:30年代の科学研究戦略」
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] IPS観測による太陽圏研究の展望と次世代太陽風観測装置2021

    • 著者名/発表者名
      岩井一正
    • 学会等名
      茨城大学重点研究「宇宙科学教育研究センターを核とした宇宙惑星科学教育研究の新展開」サマリー研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Interplanetary scintillation observation of ISEE during the BepiColombo cruise phase2021

    • 著者名/発表者名
      Kazumasa Iwai
    • 学会等名
      第25太陽活動周期における内部太陽圏研究の新展開 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ISEE太陽風観測装置の次世代機の開発2021

    • 著者名/発表者名
      岩井 一正、徳丸 宗利、藤木 謙一
    • 学会等名
      ISEE合同研究集会「太陽地球環境と宇宙線モジュレーション」、「惑星間空間プラズマにおける波動現象」および太陽圏・宇宙線関連の共同研究成果報告会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 次世代太陽風観測のための汎用デジタルフェーズドアレイ装置の開発2021

    • 著者名/発表者名
      岩井 一正
    • 学会等名
      日本天文学会2021年春季年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 次世代惑星間空間シンチレーション観測用2次元フェーズドアレイ装置の開発2020

    • 著者名/発表者名
      岩井 一正、徳丸 宗利、藤木 謙一
    • 学会等名
      JpGU - AGU Joint Meeting 2020:Virtual
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Next generation digital phased array IPS observation system of ISEE2020

    • 著者名/発表者名
      Kazumasa Iwai
    • 学会等名
      "Technology for Next Generation Space-Earth Environmental Radio Science", a workshop by ISEE
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Development of digital fast Fourier transform spectrometers by ADC and FPGA: OCTAD-S2020

    • 著者名/発表者名
      岩井 一正
    • 学会等名
      The ALMA 2030 Vision: Design considerations for Digitizers, Backend and Data Transmission System
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 次世代宇宙地球系観測のための汎用デジタルフェーズドアレイ装置の開発2020

    • 著者名/発表者名
      岩井 一正
    • 学会等名
      第148回地球電磁気・地球惑星圏学会の総会および講演会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 次世代太陽風観測装置による太陽圏研究の新展開2020

    • 著者名/発表者名
      岩井 一正
    • 学会等名
      2020年度太陽研連・太陽スペース研究シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 327MHz帯域における惑星間空間シンチレーション観測のための次世代装置の開発検討2020

    • 著者名/発表者名
      岩井一正、徳丸 宗利、藤木 謙一
    • 学会等名
      日本天文学会2020年春季年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-07-04   更新日: 2023-01-30  

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