惑星探査ローバー搭載小型X線回折装置の開発

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14540400
• 研究機関: 宇宙科学研究所
• 研究代表者: 加藤 學 宇宙科学研究所, 惑星研究系, 教授 (80115550)
• 研究分担者: 岡田 達明 宇宙科学研究所, 惑星研究系, 助手 (30321566)
• キーワード: ローバー / X線回折 / X線分光 / 惑星探査 / フォトダイオード / CCD

研究概要

本研究では近い将来実現しようとする固体惑星探査で必要不可欠であるローバーによる岩石鉱物精査に使用されるX線分析装置の開発を行う。開発要素として検討、開発が必要なものは、照射X線を発生するX線発生装置、回折X線検出器、回折装置へ採集岩石試料を粉砕・整形や搬送を行うプレパレーションメカニズムの3点がある。これらの性能が目的にかなうことを前提として小型・軽量であるとともにリモートセンシングであるからほとんど自動で稼動する必要がある。
本年度重点的に行った開発研究は、(1)X線発生装置の検討と設計と(2)回折X線検出器の試作・試験である。
(1)直径1cm、長さ10cmのマイクロX線チューブに人工衛星打上時振動環境に耐えられるように保持機構を新たにデザインした。またX線チューブに印加する高圧力電圧を発生する宇宙仕様の電源を策定した。月惑星表面着陸時に舞い上がる砂塵への対策も必要である。
(2)検出器には当初フォトダイオードアレイを使うことを検討したが、X線が検知できるCCDの方が回折線のみならず、エネルギー分析も同時に可能であるため採用することとした。当初はCCDの稼動には-40℃以下の低温条件が必要なためフォトダイオードの使用を想定していたが、冷却の可能性が出てきたのでCCDを使用してX線回折(XRD)とX線分光(XRS)の試験を行った。結果は同時測定が可能であることを示し、検出器部は開発できたと確信できるに至った。

研究成果

• [文献書誌] M.Aoki, K.Shirai, T.Okada, M.Kato: "Basic Study of "XRF/XRD instrument""Proceedings. of the 35^<th> ISAS Lunar and Planetary Symposium. 215-218 (2002)
• [文献書誌] K.Shirai, M.Aoki, Y.Yamamoto, T.Arai, K.Akagawa, T.Okada, M.Kato: "Development of XRF/XRD-Analyzer onboard SELENE-B"Proceedings of the 3^<rd> Space Science Symposium. 87-88 (2003)
• [文献書誌] N.Hasebe, T.Miyachi, T.Koike, E.Shibamura, M.Ohtake, T.Sugihara, J.Haruyama, N.Kita, M.Kato, T.Okada, K.Mori: "Gamma-ray Spectrometer (GRS) onboard SELENE-B Rover"Proceedings of the 3^<rd> Space Science Symposium. 89-92