圧電性PZT素子を使った宇宙塵検出器の大面積化および高機能化の研究

• 研究課題/領域番号: 25400302
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
• 研究機関: 千葉工業大学
• 研究代表者: 小林 正規 千葉工業大学, 惑星探査研究センター, 上席研究員 (70312080)
• 連携研究者: 宮地 孝 千葉工業大学, 惑星探査研究センター, 研究員 (20013401)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円); 2015年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2014年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2013年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
• キーワード: 宇宙ダスト観測 / 大面積化 / 真偽判定 / 装置開発 / 圧電素子 / 宇宙ダスト / PZT / ピックアップセンサ / 微小球落下 / 微小球衝突実験 / 位置同定 / ダスト / 圧電性PZT / 真偽選別 / 高機能化 / 実験の実施 / 装置の製作 / 実験結果の考察 / JAXAとの共同研究

研究成果の概要

本研究では、圧電性PZT素子を使った宇宙ダストを検出するための観測装置について高機能化および有感面積の大型化の実験的な研究を行った。その結果、（１）高機能化という点で速度が1km/s以上、サイズが数ミクロン未満の微小ダストを検出するときの真イベントと偽イベントを区別する手法、（２）大面積化という点でポリイミド膜と圧電素子を利用した大面積ダスト検出器の手法についての具体的な成果を得ることができた。

研究成果

• [国際共同研究] Stuttgart University/Max Planck Insitute for Solar System(ドイツ)
• [雑誌論文] 圧電性PZTを利用した月惑星表面探査用ハイブリッドダスト検出器 (2015)
  • 著者名/発表者名: 小林正規，千秋博紀，宮地孝，木村宏，奥平修，藤井雅之，スラマ ラルフ
  • 雑誌名: 宇宙科学技術連合講演会講演集 巻: 59
  • NAID: 40020616034
  • 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 宇宙探査での圧電センサーによる微粒子検出 (2015)
  • 著者名/発表者名: 小林正規，宮地孝，武智誠次，奥平修，中村真季
  • 雑誌名: 日本実験力学会講演論文集 巻: 15 ページ: 163-168
  • 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Development of In-Situ Micro-Debris Measurement System (2015)
  • 著者名/発表者名: Maki Nakamura, Yukihito Kitazawa, Haruhisa Matsumoto, Osamu Okudaira, Toshiya Hanada, Akira Sakurai, Kunihiro Funakoshi, Tetsuo Yasaka, Sunao Hasegawa, Masanori Kobayashi
  • 雑誌名: Advances in Space Research 巻: 未定 号: 3 ページ: 436-448
  • DOI: 10.1016/j.asr.2015.04.009
  • 査読あり
• [雑誌論文] Variation in resonant frequency of piezoelectric lead–zirconate–titanate element undergoing high-level radiation (2014)
  • 著者名/発表者名: Masanori Kobayashi, Takashi Miyachi, Seiji Takechi, Tomoaki Mitsuhashi, Yoshinori Miura, Hiromi Shibata, Nagaya Okada, Maki Hattori, Osamu Okudaira, Masayuki Fujii, Takeshi Murakami and Yukio Uchihori
  • 雑誌名: Japan Journal Applied Physics 巻: 53 号: 6 ページ: 066602-066602
  • DOI: 10.7567/jjap.53.066602
  • NAID: 210000144045
  • 査読あり
• [雑誌論文] Microparticle impact calibration of the Arrayed Large-Area Dust Detectors in INterplanetary space (ALADDIN) onboard the solar power sail demonstrator IKAROS (2014)
  • 著者名/発表者名: Takayuki Hirai, Michael J. Cole, Masayuki Fujii, Sunao Hasegawa, Takeo Iwai, Masanori Kobayashi, Ralf Srama, Hajime Yano
  • 雑誌名: Advances in Space Reaech 巻: 100 ページ: 87-97
  • DOI: 10.1016/j.pss.2014.05.009
  • 査読あり
• [雑誌論文] Frequency Analysis of Dust Signal from Piezoelectric PZT Sensor (2014)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi, M., Miyachi, T., Hattori, M., Okudaira, O., Fujii, M., Okada, N., and Srama, R.
  • 雑誌名: LPI Contribution 巻: 1777
• [雑誌論文] Study of Deterioration in a Piezoelectric Lead Zirconate Titanate Radiation Detector through Measurement of the Electromechanical Coupling Factor with 400 MeV/n Ｘenon Ions (2013)
  • 著者名/発表者名: Masanori Kobayashi, Takashi Miyachi, Seiji Takechi, Masahiro Sekiguchi, Hiromi Shibata, Nagaya Okada, Maki Hattori, Osamu Okudaira, Masayuki Fujii, Takeshi Murakami and Yukio Uchihori
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 52 号: 12R ページ: 126604-126604
  • DOI: 10.7567/jjap.52.126604
  • 査読あり
• [学会発表] 圧電性PZTを利用した月惑星表面探査用ハイブリッドダスト検出器 (2015)
  • 著者名/発表者名: 小林正規，千秋博紀，宮地孝，木村宏，奥平修，藤井雅之，スラマ ラルフ
  • 学会等名: 第59回宇宙科学技術連合講演会
  • 発表場所: かごしま県民交流センター（鹿児島県鹿児島市）
  • 年月日: 2015-10-07
• [学会発表] 宇宙探査での圧電センサーによる微粒子検出 (2015)
  • 著者名/発表者名: 小林正規，宮地孝，武智誠次，奥平修，中村真季
  • 学会等名: 日本実験力学会 2015年度年次講演会
  • 発表場所: 新潟大学工学部（新潟県新潟市）
  • 年月日: 2015-08-28
• [学会発表] Dust Monitoring Instrument on CubeSat for Small Body Mission (2014)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi M. Ishimaru R.
  • 学会等名: 2nd International Workshop of Instrumentation for Planetary Mission, (IPM-2014)
  • 発表場所: NASA Goddard Space Flight Center, Greenbelt, MD, USA
  • 年月日: 2014-11-04 – 2014-11-07
• [学会発表] Mercury Dust Monitor for the BepiColombo MMO (2014)
  • 著者名/発表者名: Masanori KOBAYASHI, Hiromi SHIBATA, Nogami KEN-ICHI, Masayuki FUJII, Takashi MIYACHI, Hideo OHASHI, Sho SASAKI, Takeo IWAI, Maki NAKAMURA, Hiroshi KIMURA, Takayuki HIRAI, Seiji TAKECHI, Hajime YANO, Sunao HASEGAWA, Ralf SRAMA, Eberhard GRUEN
  • 学会等名: Asia Oceania Geosciences Society 2014
  • 発表場所: Sapporo, Hokkaido, Japan
  • 年月日: 2014-07-28 – 2014-08-01
• [学会発表] Development of a hypervelocity micro-particle monitor using PZT sensor (2014)
  • 著者名/発表者名: Masanori Kobayashi
  • 学会等名: Korea-Japan Joint Research Workshop
  • 発表場所: Daeduk Convention Center (Daejeon, Korea)
• [学会発表] Frequency Analysis of Dust Signal from Piezoelectric PZT Sensor (2014)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi, M., Miyachi, T., Hattori, M., Okudaira, O., Fujii, M., Okada, N., and Srama, R.
  • 学会等名: 45th Lunar and Planetary Science Conference
  • 発表場所: The Woodlands Waterway Marriott Hotel and Convention Center (Texas, USA)
• [学会発表] PZT素子による宇宙デブリの微粒子成分の観測装置 (2013)
  • 著者名/発表者名: 小林正規、宮地孝、藤井雅之、服部真季、岡田長也
  • 学会等名: 第10回 宇宙環境シンポジウム
  • 発表場所: 科学技術館 6F第一会議室（東京都千代田区）
• [備考] Masanori Kobayashi’s Page
  • URL: http://www.perc.it-chiba.ac.jp/~masanori/