| 研究課題/領域番号 |
20K03991
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分15020:素粒子、原子核、宇宙線および宇宙物理に関連する実験
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| 研究機関 | 千葉工業大学 |
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研究代表者 |
石丸 亮 千葉工業大学, 惑星探査研究センター, 上席研究員 (10573652)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2021年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2020年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
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| キーワード | 宇宙塵 / ダストセンサ / 超小型衛星 / βメテオロイド / ベータメテオロイド |
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| 研究開始時の研究の概要 |
宇宙塵は惑星の形成や生命の起源など太陽系の歴史に様々な形で関与してきたと考えられている。その中で、太陽輻射圧によって太陽系の内から外へ吹き飛ばされるβメテオロイドは、太陽系の動径方向へ定常的に物質を輸送する唯一のプロセスとして重要である。本研究では、βメテオロイドの観測を可能とするために、独自開発する膜面型ダストセンサシステムを高感度化することを目的とする。フライトモデル同等のセンサシステムを開発し、宇宙塵衝突模擬実験を行うことで、センサ感度に影響する因子を調整し高感度化する。本研究の成果を超小型衛星に実装し2021年度に打ち上げ、軌道上で宇宙塵観測を実施する。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、太陽系の動径方向へ定常的に物質を輸送する主要なプロセスの一つであるβメテオロイドを観測するために、独自の方式の膜面型ダストセンサシステムを開発した。本システムの適切な設計を決めるために、静電加速器で加速した粒子をセンサに衝突させて計測する宇宙塵衝突摸擬実験を行った。実験によって、センサ部のコンフィギュレーション（圧電素子の配置、接着方法、膜の厚みなど）、アナログ系エレキの設計、信号処理ロジックなどを調整・最適化し、βメテオロイドにおいて想定される運動量を検出できる感度を達成した。本システムを搭載した超小型衛星ASTERISCを2021年に打ち上げ、軌道上粒子の観測に成功している。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
宇宙塵は、惑星間塵雲の構造・進化や惑星系内の物質輸送を理解する上で重要であるにも関わらず、その理解は十分ではない。理由として観測の難しさが挙げられる。本研究が開発した膜面型ダストセンサシステムは、膜面に粒子が衝突することで発生する弾性波を検出する方式であり、膜面を大きくすることで数密度の小さい宇宙塵を検出可能な大面積のセンサを実現でき、かつ、本研究による設計最適化によって宇宙塵検出に必要な感度を達成している。非常にシンプルな構成であることから安価で製造でき、宇宙塵観測への使用に留まらず、昨今の宇宙環境問題で取り沙汰される微小スペースデブリのモニタリングにも応用可能な技術である。
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