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2020 年度 実績報告書

波動粒子相互作用によるプラズマ加熱過程解明を目指した磁場波形取得観測器の開発

研究課題

研究課題/領域番号 17H02970
研究機関京都大学

研究代表者

松岡 彩子  京都大学, 理学研究科, 教授 (80270437)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
キーワード磁場観測 / 探査機観測 / 宇宙空間 / プラズマ観測 / 惑星探査
研究実績の概要

太陽系内で普遍的に起きている波動粒子相互作用によるプラズマ加熱機構の解明を目指し、太陽風中の磁場擾乱の高精度波形取得を行う磁場観測器の検討と試作を行った。従来の方式の磁場観測器では難しかったリソース(重量、サイズ、電力など)条件の探査機への搭載を可能とする機器の原理と設計を検討した。更に、太陽風等の弱磁場環境における電磁波動等、電子スケールの磁場擾乱を計測する磁場観測器を設計、試作品を製作し、機能・性能の試験を行った。
質量・電力リソース等が厳しく限られる人工衛星・探査機に搭載し、観測対象であるDC~100Hzの周波数帯の磁場を十分な感度・低ノイズで測定するための磁場観測を検討した。小型軽量・省電力磁場観測器を実現する、フラックスゲート方式磁力計のセンサ、および、信号検出を行う回路の開発を行った。従来アナログで行っていた回路をデジタルに置き換えることにより軽量・省電力化を目指した評価モデルの製作と評価を行った。更に、従来の2倍高調波型平行フラックスゲートセンサより小型・軽量である新規開発の基本波型直交フラックスゲートセンサの、宇宙環境(低温及び高温環境)における性能試験を行い、オフセットやノイズレベルの変化を評価した。彗星探査ミッション Comet Interceptor への搭載を想定した回路基板の試作を行い、評価試験を行った。
低温環境下におけるノイズの増大など、いくつか解決すべき点が抽出されたが、Comet Interceptor による太陽風・彗星周辺における磁場擾乱の高精度磁場観測を実現するセンサおよび回路の基本設計を完了することが出来た。

現在までの達成度 (段落)

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Practical Method for Drastic Improvement of Output Offset Stability in Bias-Switched Fundamental Mode Orthogonal Fluxgate2021

    • 著者名/発表者名
      Murata Naofumi、Matsuoka Ayako
    • 雑誌名

      IEEE Sensors Journal

      巻: 21 ページ: 18641~18649

    • DOI

      10.1109/JSEN.2021.3089693

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Signal and Noise Separation From Satellite Magnetic Field Data Through Independent Component Analysis: Prospect of Magnetic Measurements Without Boom and Noise Source Information2021

    • 著者名/発表者名
      Imajo S.、Nose M.、Aida M.、Matsumoto H.、Higashio N.、Tokunaga T.、Matsuoka A.
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research: Space Physics

      巻: 126 ページ: -

    • DOI

      10.1029/2020JA028790

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Rocket Observation of Sub‐Relativistic Electrons in the Quiet Dayside Auroral Ionosphere2021

    • 著者名/発表者名
      Namekawa T.、Mitani T.、Asamura K.、Miyoshi Y.、Hosokawa K.、Ogawa Y.、Saito S.、Hori T.、Sugo S.、Kawashima O.、Kasahara S.、Nomura R.、Yagi N.、Fukizawa M.、Sakanoi T.、Saito Y.、Matsuoka A.、Shinohara I.、Fedorenko Y.、Nikitenko A.、Koehler C.
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research: Space Physics

      巻: 126 ページ: -

    • DOI

      10.1029/2020JA028633

  • [学会発表] 磁気圏内外を駆ける電磁流体波/人工衛星の磁場測定2021

    • 著者名/発表者名
      松岡彩子
    • 学会等名
      地球電磁気・地球惑星圏学会 第150 回講演会
  • [学会発表] Examination of the Magnetic Field Experiment for the OKEANOS Mission2020

    • 著者名/発表者名
      Ayako Matsuoka, Naofumi Murata
    • 学会等名
      JpGU-AGU Joint Meeting 2020
    • 国際学会

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公開日: 2022-12-28  

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