月の秤動、潮汐、重力場の高精度観測のためのVLBI用月面電波源の開発

1992 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 04554013
• 研究機関: 国立天文台
• 研究代表者: 大江 昌嗣 国立天文台, 地球回転研究系, 教授 (00088783)
• 研究分担者: 原 忠徳 国立天文台, 地球回転研究系, 助教授 (60000171) ; 花田 英夫 国立天文台, 地球回転研究系, 助手 (60132677) ; 佐藤 克久 国立天文台, 水沢観測センター, 助手 (90178715) ; 久慈 清助 国立天文台, 地球回転研究系, 助手 (40132675) ; 河野 宣之 国立天文台, 地球回転研究系, 教授 (10186116)
• キーワード: 人工電波源 / 電波伝搬遅延 / 相対VLBI / 月の秤動 / 月周回衛星(LUNAR-A) / 月面投下 / ペネトレータ / 月面電波源

研究概要

月面に設置した複数個の人工電波源を、地上から相対VLBI観測する事で、対流圏の水蒸気や電離層による電波伝搬遅延の影響が相殺され、電波源間の距離の変化を数cmの精度で求めることが可能になる。これにより、月の物理秤動を約5桁、潮汐の振幅を約1桁の精度で観測し、月のコアの状態を詳しく知る事が出来る。このために、平成9年頃、宇宙科学研究所が打上げる予定の月周衛星(LUNAR-A)のペネトレータと共に月面に投下することを目標に計画を進めている。平成4年度は、以下に述べる様な電波源の開発実験を行った。
1.トランジスタ式月面電波源(発振周波数=2.2GHz)のBBM(bread onboard model)2台を製作し、電気特性(耐環境特性を含む)測定後に耐衝撃実験を行った。その結輝9000Gと13000Gの衝撃加速度に耐えることがわかったが、周波数安定度や電源効率に不安があり、また実験の前と後では発振周波数に若干の差異が生じた。
2.PFM(proto flight model)は、耐衝撃性・周波数安定度に優れるSAW発振回路とし、逓倍後の帯域通過フィルタの異なる(ストリップライン型とコイル型)2台を製作した。耐衝撃実験の結果7500G及び6000Gに耐え得ることがわかったが、周波数安定度はコイル型が優れる。基板部分にエポキシ樹脂を充填したにもかかわらず、衝撃試験の前後で両者とも100KHz程度の周波数シフトがあり、充填方法・素子組立等に改良の余地が残された。
3.FM(flight model)は、発振部に2種のテフロン系プリント基板を用い、ストリップライン・フィルタ部にハーメチック・シールを施し、SAW発振器とフィルタ部の結合部等の改良で、温度特性はPFモデルの3倍程度改善され必要な精度を得た。次年度早期に、塩化チオニル・リチウム電池、水晶発振式タイマー、アンテナと組合せ、通電状態で総合システムとしての衝撃試験を行い安定度の優れた方を採用する。

研究成果

• [文献書誌] M.Ooe: "Tidal Deformation of the moon" J.Phys.Earth. 40. 525-534 (1992)
• [文献書誌] 大江 昌嗣: "月面電波源の開発" 「VLBI観測計画シンポジウム」集録.
• [文献書誌] N.Kawaguchi: "New VLBI Technologies for Radio Astronomy and Precision Geodesy" Proc.of the Inter.Workshop for Reference Frame Establishmentand Technical Development in Space Geodesy,held in Tokyo,January 18-21,1993.
• [文献書誌] O.Kameya: "The construction of a 10m antenna for VLBI observations at Mizusawa" Proc.of the Core-Mantle Boundary Region:Structure and Dynamics,The Third SEDI Symposium(IUGG),held in Mizusawa January 18-21,1993.
• [文献書誌] 亀谷 収: "水沢観測センターにおける電波観測と環境の関係" 国立天文台水沢観測センター技報. 4. 169-177 (1992)
• [文献書誌] 河野 宣之: "月面電波源の発振方法の検討" 国立天文台水沢観測センター技報. 4. 116-127 (1992)
• [文献書誌] 河野 宣之: "6mアンテナ同軸ケーブルの捻回による遅延の変化" 国立天文台水沢観測センター技報. 4. 178-184 (1992)
• [文献書誌] 河野 宣之: "位相差追尾相対VLBIの地球回転観測・測地への応用" 日本測地学会第78回講演会集録. 81-82 (1992)
• [文献書誌] N.Kwano: "Development of a Radio Transmitter on the Lunar Surface for Differential VLBI" Proc.of the Inter.Workshop for Reference Frame Establishment and Technical Development in Space Geodesy,held in Tokyo,18-21 January,1993.
• [文献書誌] 久慈 清助: "10mアンテナを用いたシステム開発実験計画" VLBI観測計画シンポジウム集録.
• [文献書誌] T.Sasao: "Antennacluster-antennacluster VLBI for study of the core-mantle coupling" Pro.of the Core-Mantle Boundary Region:Structure and Dynamics,The Third SEDI Symposium(IUGG),held in Mizusawa July 6-10,1992.
• [文献書誌] T.Sasao: "High precision geodesy and astrometry with antennacluster-Sasao antennacluster VLBI system" Pro.of the Inter.Workshop for Reference Frame Establishment and Technical Development in Space Geodesy,held in Tokyo,January 18-21,1993.
• [文献書誌] 佐藤 克久: "相対VLBI観測用月面電波源の特性測定" 国立天文台水沢観測センター技報. 4. 128-143 (1992)
• [文献書誌] 佐藤 克久: "相対VLBI観測用試作月面電波源の特性" 日本測地学会第78回講演会集録. (1992)
• [文献書誌] H.Hanada: "月面電波源の落下運動の推定" 国立天文台水沢観測センター技報. 4. 105-115 (1992)
• [文献書誌] H.Hanada: "Study of the Lunar Core by VLBI Ohservations of Artificial Radio Sources on the Moon" Proc.of the Core-Mantle Boundary Region:Structure and Dynamics The Third SEDI Symposium(IUGG),held Mizusawa,July 6-10,1992.
• [文献書誌] 花田 英夫: "月面電波源の相対VLBIによる月の秤動、潮汐、重力場の観測精度" 第13回太陽系科学シンポジウム集録. 180-185 (1992)
• [文献書誌] T.HARA: "PRESENT STATUS OF THE 10M ANTENNA IN MIZUSAWA" Proc.of the Inter.Workshop for Reference Frame Establishment and Technical Development in Space Geodesy,held Tokyo 18-21 January,1993.
• [文献書誌] M.Fujishita: "VLBI and GPS Observations at Kyushu Tokai University" Inter.Workshop for Reference Frame Establishment and Development in Space Geodesy,通信総合研究所(小金井).
• [文献書誌] M.Fujishita: "6m parabolidal antenna for geodetic and astrometric VLBI observations" MANUSCRIPTA GEODAETICA.
• [文献書誌] H.Mizutani: "Japan sets out to the moon and mars" The Planetary Report,Vol.XII. 4. 12-13 (1992)
• [文献書誌] 水谷 仁: "日本がめざす月・惑星探査" 日本の科学者. 27. 138-141 (1992)
• [文献書誌] H.Mizutani: "Lunar Penetrator Mission,LUNAR-A" Proc.18th Inter.Symp.Space Tech.and Sci.,Kagoshima. 1717-1721 (1992)