Research Institute for Sustainable Humanosphere

2017(平成29)年度 生存圏科学 ミッション研究 8

研究課題

1-unit CubeSat用プラズマ波動センサモジュールの開発

研究組織

 代表者 尾崎光紀(金沢大学理工研究域)
 共同研究者 小嶋浩嗣(京都大学生存圏研究所)
八木谷聡(金沢大学理工研究域)
笠原禎也(金沢大学総合メディア基盤センター)
関連ミッション
  • ミッション3 宇宙生存環境
  • ミッション5 高品位生存圏

研究概要

地球周辺宇宙の人工衛星群を用いた気象、通信、放送、位置情報などのサービスは、現代の持続可能な高度情報化社会を支えており、生存圏としての宇宙圏電磁環境を理解することへの重要性は、ますます高まっている。宇宙圏はプラズマ粒子エネルギーの加速・消失など多様な電磁環境が形成される。特に無衝突プラズマであるため、粒子エネルギー交換過程において様々なプラズマ波動現象が生起する。このため、プラズマ波動現象の全球的な高密度多点観測の需要は高まっているが、高コストのため実現には至っていない。本研究ではCubeSat(1 unit=10 cm立方)を用いたプラズマ波動観測実験を対象に、打上げコストに直結する極端な小型化を図ったプラズマ波動センサモジュールの開発を目的とする。そして、近い将来におけるプラズマ波動CubeSatコンステレーションによる宇宙圏電磁環境の理解と安心・安全な商用衛星サービス保全に貢献することを目的とする。本研究では図 1に示すようなプラズマ波動センサを1 unitモジュール化することで、他CubeSatミッションにユニット単位で提供可能な形態を目指し、協同観測の敷居を下げる特色を有する。これにより、2010年代以降、急速な成長を見せているCubeSat科学観測実験にプラズマ波動観測という選択肢を与え、国際的な需要に応えたい。従来の中型衛星規模の磁界センサ(GEOTAIL衛星搭載30 cm、ERG衛星搭載20 cm)と同等の最小磁界検出性能を1 unitサイズで達成することは不可能であるため、本研究では放射線帯電子加速と消失に寄与する周波数10 kHz以下のコーラス波動を対象に1 kHzで50 fT/√Hzの磁界感度を有するセンサモジュールの実現を目指す。また、波動強度だけでなく伝搬ベクトル情報を得るために3次元ベクトルセンサを1 unit以下のサイズで実現させ、磁界センサの実効長を用いた電界検出、信号処理による衛星本体からの雑音除去の機能実装についても取り組む。

図 1:プラズマ波動センサモジュールの試作モデル
図 1:プラズマ波動センサモジュールの試作モデル

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2017年7月13日作成

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