Research Institute for Sustainable Humanosphere

共同研究

2013(平成25) 年度 生存圏科学 ミッション研究 4

研究課題

宇宙圏電磁環境計測用高度プラズマ波動・電波観測システムの開発

研究組織

 代表者 笠羽康正 (東北大学理学研究科)
 共同研究者 小嶋浩嗣 (京都大学生存圏研究所)
熊本篤志 (東北大学理学研究科)
石坂圭吾 (富山県立大学工学部)
関連ミッション
  • ミッション 3 (宇宙環境・利用)

研究概要

太陽系宇宙空間は、希薄なプラズマ大気で満たされている。宇宙空間を生存圏として利用していく上で、このプラズマ大気によって決定づけられる電磁環境を理解することは、地球上で中性大気が決定する環境を理解することと同様の意義がある。宇宙プラズマは無衝突であるため、kinetic なエネルギーはプラズマ波動を介して輸送されている。従って、宇宙空間はプラズマ波動の発生をもって変動し、また、そのプラズマ波動を観測することによって環境の変化を知ることができる。

太陽系宇宙空間でプラズマ波動は、その環境によって 0 Hz に近い超低周波から数 10 MHz に至る電波帯域まで存在している。その強度も非常に微弱なものから、放送波に匹敵するほどのレベルまで存在する。これらを衛星やロケットに搭載した観測器で観測を行うためには、低ノイズで広帯域・広ダイナミックレンジの観測器を実現する必要がある。本研究課題では、このような性能を満足させる高度なプラズマ波動・電波観測システムの開発を目的とする。

ここでいう「観測システム」とは、センサー、センサープリアンプ(下図)、アナログ回路部(受信器部)、および、デジタル処理部をいう。本申請研究者グループは、これまでプラズマ波動・電波観測システムを、個別の衛星・ロケットに対して設計・搭載してきた経験を有している。本研究では、これまでミッション別に取り組んできた開発資産を基に、より汎用的で包括的に利用できる高度なプラズマ波動・電波観測システムを構築する。更に長年にわたって製造メーカー側でプラズマ波動・電波観測システムを担当してきた熟練技術者も加わり、0 Hz から 10 MHz に至るプラズマ波動・電波観測システム構築のため、アナログ部・デジタル部を統合的にみた S/N およびダイナミックレンジ性能とそれらとセンサーを組み合わせた際の広帯域性の保証をシステムとして確実にし、最高レベルのシステムを構築する。

笠羽康正: 2013(平成25)年度 生存圏ミッション研究平成24年度に開発した電界用プリアンプのBBM

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2013年7月16日作成

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