探査機ＶＬＢＩ観測による月惑星内部構造の研究：金属核の大きさ・状態と起源

2014 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 24244072
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 佐々木 晶 大阪大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (10183823)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 松本 晃治 国立天文台, 大学共同利用機関等の部局等, 准教授 (30332167) ; 菊池 冬彦 国立天文台, 大学共同利用機関等の部局等, 研究専門職員 (30465926) ; 河野 裕介 国立天文台, 大学共同利用機関等の部局等, 助教 (00370106)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2015-03-31
• Keywords: 月内部構造 / 重力 / VLBI / 潮汐ラブ数 / SELENE-2 / 月の起源 / レゴリス

Outline of Annual Research Achievements

アポロ計画による月震データとGRAIL衛星や月レーザ測距による最新の測地パラメータ（月の質量、慣性モーメント、ラブ数k2、Q値）とを組み合わせ、マルコフ連鎖モンテカルロ法を用いて月の内部構造を推定する手法を開発した。 その結果、深発月震源より深い（1200 km以深）領域に低速度・低粘性層の存在が示唆された。この層の厚さは先行研究の結果より厚く、またその密度はより高かった。この深さにおける圧力を考えると、TiO2に富む組成が候補として考えられ、過去に表層付近で濃集した高密度鉱物が深部に沈み込んだ進化シナリオが支持される。種々の物理測定を組み合わせて天体内部構造を求めるモデルケースとしても、月内部構造の推定は重要である。
受信機の広帯域化の基礎となるために製作した、Vivaldiアンテナのシステム雑音温度を測定した。製作したVivaldiアンテナはビーム幅が広いため常温雑音源と液体窒素を用いる一般的なホット／コールド法では測定が難しい。そこで、アンテナの周囲を覆う電波暗箱を製作した。これを恒温槽で90 ℃に温めて高温雑音源とし、高温と常温のホット／コールド法によりシステム雑音温度を測定した。これにより単体性能評価は完了した。
また、設計、製作したアンテナのS帯の性能は要求値を下回っていたため、アンテナの再設計を行った。計算機シミュレーションによる性能評価を行った結果、S帯のリターンロスとビームパターンが改善されることを確認した。
月など大気の無い天体表面のレゴリス特性を調べるための、反射率変化の測定実験を行った。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Strong tidal heating in an ultralow-viscosity zone at the core-mantle boundary of the Moon (2014)
  • Author(s): Harada, Y., Goossens, S., Matsumoto, K., Yan, J., Ping, J., Noda, H., Haruyama, J.,
  • Journal Title: Nature Geoscience Volume: 7 Pages: 569-572
  • DOI: doi:10.1038/ngeo2211
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Space weathering of silicate regoliths with various FeO contents: New insights from laser irradiation experiments and theoretical spectral simulations (2014)
  • Author(s): 1.Moroz, L.V., Starukhina, L.V., Rout, S.S., Sasaki, S., Helbert, J., Baither, D., Bischoff, A., Hiesinger, H.
  • Journal Title: Icarus Volume: 235 Pages: 187-206
  • DOI: doi:10.1016/j.icarus.2014.03.021
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Constraints on source parameters on deep moonquakes and lunar inteior structure (2014)
  • Author(s): Yamada, R., Araki, H., Noda, H., Matsumoto, K.
  • Organizer: AGU Fall Meeting 2014
  • Place of Presentation: サンフランシスコ（アメリカ）
  • Year and Date: 2014-12-15 – 2014-12-19
• [Presentation] Lunar internal structure modeling using Apollo seismic travel time data and the latest selenodetic data from GRAIL and LLR (2014)
  • Author(s): Matsumoto, K., Yamada, R., Kikuchi, F., Kamata, S., Ishihara, Y., Iwata, T., Hanada, H., Sasaki, S.
  • Organizer: AGU Fall Meeting 2014
  • Place of Presentation: サンフランシスコ（アメリカ）
  • Year and Date: 2014-12-15 – 2014-12-19
• [Presentation] Lunar internal structure modeling using Apollo seismic travel time data and the latest selenodetic data (2014)
  • Author(s): Matsumoto, K., Yamada, R., Kikuchi, F., Kashima, S., Ishihara, Y., Iwata, T., Hanada, H., Sasaki, S.
  • Organizer: The Fifth Moscow Solar System Symposium
  • Place of Presentation: モスクワ（ロシア）
  • Year and Date: 2014-10-13 – 2014-10-18
  • Invited
• [Presentation] 地上局用広帯域・広域受信機システムの開発 (2014)
  • Author(s): 菊池冬彦, 河野裕介, 浅利一善, 松本晃治, 花田英夫, 佐々木 晶
  • Organizer: 日本惑星科学会秋季講演会
  • Place of Presentation: 東北大学片平さくらホール（宮城県仙台市）
  • Year and Date: 2014-09-24 – 2014-09-26
• [Presentation] Deep Interior Structure of the Moon Inferred from Apollo Seismic Data and the Latest Selenodetic Data (2014)
  • Author(s): Matsumoto, K., Yamada, R., Kikuchi, F., Kamata, S., Iwata, T., Ishihara, Y., Hanada, H., Sasaki, S.
  • Organizer: AOGS 11th Annual Meeting (AOGS2014)
  • Place of Presentation: ロイトンホテル（北海道札幌市）
  • Year and Date: 2014-07-28 – 2014-08-01
  • Invited
• [Presentation] LLR Development Status in Japan (2014)
  • Author(s): Noda, H., Kunimori, H., Araki, H., Kashima, S., Otsubo, T., Katayama, M., Hanada, H., Utsunomiya, S., Fuse, T., Chiba, K., Funazaki, K., Matsumoto, Y.
  • Organizer: AOGS 11th Annual Meeting (AOGS2014)
  • Place of Presentation: ロイトンホテル（北海道札幌市）
  • Year and Date: 2014-07-28 – 2014-08-01
  • Invited
• [Presentation] Exploration of lunar seismic activity and lunar interior structure by one penetrator station (2014)
  • Author(s): Yamada, R., Ishihara, Y., Kobyashi, N., Murakami, H., Shiraishi, H., Hayakawa, M., Tanaka, S.
  • Organizer: AOGS 11th Annual Meeting (AOGS2014)
  • Place of Presentation: ロイトンホテル（北海道札幌市）
  • Year and Date: 2014-07-28 – 2014-08-01
• [Presentation] Present status of VLBI, ILOM and LLR for future lunar missions. (2014)
  • Author(s): Hanada, H., Kikuchi, F., Noda, H., Matsumoto, K., Kono, Y., Tsuruta, S., Asari, K., Araki, H., Kashima, S., Funazaki, K., Kunimori, H., Sasaki, S.
  • Organizer: Chang’E Lunar Dynamics Workshop (CLDW2014)
  • Place of Presentation: 北京（中国）
  • Year and Date: 2014-06-02 – 2014-06-07
  • Invited