| 研究課題/領域番号 |
23K22560
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| 補助金の研究課題番号 |
22H01289 (2022-2023)
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 基金 (2024)
補助金 (2022-2023) |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分17010:宇宙惑星科学関連
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| 研究機関 | 明治大学 |
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研究代表者 |
鈴木 秀彦 明治大学, 理工学部, 専任准教授 (40582002)
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| 研究分担者 |
加藤 恵輔 明治大学, 理工学部, 専任准教授 (10611915)
石井 智士 立教大学, 理学部, 助教 (10981706)
冨川 喜弘 国立極地研究所, 先端研究推進系, 准教授 (20435499)
高田 拓 東京都立産業技術高等専門学校, ものづくり工学科, 准教授 (80455469)
津田 卓雄 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 准教授 (90444421)
穂積 裕太 国立研究開発法人情報通信研究機構, 電磁波研究所電磁波伝搬研究センター, 研究員 (50803889)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2026-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
13,000千円 (直接経費: 10,000千円、間接経費: 3,000千円)
2025年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2024年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2023年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2022年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
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| キーワード | 夜光雲 / 中間圏 / 超高層大気 / 小型気球 / 係留気球 / 中間圏界面 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
地球上でもっとも高い高度（～85km付近）に発生する雲「極中間圏雲（又は夜光雲）」は通常、極域の夏季に出現する現象である。夜光雲の出現動態は全球的な地球環境変動を可視化するバロメータである。一方、現行の夜光雲観測手法では、地球環境変動の進行を捉える上で重要な夜光雲出現領域の下限緯度における動態が不明である。本研究では、これまでにない船舶からの小型係留気球観測により夜光雲観測を実施し、その全球動態解明のカギとなる空白観測域（中緯度帯）における夜光雲出現特性を解明する。
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| 研究実績の概要 |
2年目は初年度の国内試験観測の結果を受け、南極域での係留気球観測を実現させるためのシステム改良・開発を実施した。開発項目は搭載カメラの姿勢安定用の軽量スタビライザーの改良（3つ羽式から4面体型に変更）、LoRa通信による安定かつ高精度な位置、気象要素データ送受信モジュールの開発、係留索に負荷をかけない索の巻き上げ機構および機器結束方法の検討、低温環境対策である。2023年7月から10月にかけて、これらの試験および開発を完了させ、南極昭和基地での試験飛揚を実施するための機体を完成させた。係留気球システムは第65次南極観測隊の観測項目として実施されたスーパープレッシャー気球観測を打ち上げる前の測風ゾンデとしての試験投入を認められ、南極昭和基地において2023年12月から2024年2月初旬にかけて、計6回の往復飛揚試験を実施することに成功した。中でも2024年の1月21日および22日においては、高度2km付近までの往復飛揚を達成し、低温下でのシステム健全性、GPS位置追跡による風速導出可能性、カメラの姿勢安定性および寒冷下でのバッテリーの持続性能が確認された。本研究計画の核となる、船上での係留気球観測実現に向けて、南極地域での試験観測が成功したため、実施場所を船上に移しても同様の観測を行うことが十分可能であるという確証が得られたことは重要である。課題としては、最高飛揚高度をさらに1㎞程度延伸させることで雲上に出られる可能性が上昇することが見込まれるため、装置の軽量化を目指すことが挙げられる。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
初年度から2年目を通じて、係留気球システムを寒冷地で運用するためのノウハウや開発がほぼ完成した。特に最終的には南極海上での観測を目指すが、2年目において南極昭和基地において、同システムでの観測が成功したことは大きいと考えている。この成果をもって4年目に南極域海上で南極観測船しらせ船上より係留気球観測を実施するための、研究提案書を作成する計画である。
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| 今後の研究の推進方策 |
極域海上の船上において係留気球観測を実施することが本研究の目標であるが、極域の強力な風と低温環境下での装置の挙動を評価するために、まずは極域陸上での観測実現を目指す方針とした。2年目において昭和基地での検証が実現したので、この検証結果をもって南極海上での観測計画を、国立極地研究所の公募課題として申請する。3年目は最高飛揚高度を延伸するための軽量化や画像取得方法の改良開発に注力し、4年目に南極域海上での船上係留気球観測を実現させる方針である。
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