Research Institute for Sustainable Humanosphere

共同研究

2019(平成31)年度 生存圏科学 ミッション研究 5

研究課題

波動粒子相互作用に伴う複数種粒子降下のサブオーロラ帯共役観測

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 海老原祐輔(京都大学生存圏研究所)
塩川和夫(名古屋大学宇宙地球環境研究所)
細川敬祐(電気通信大学情報理工学研究科)
小川泰信(国立極地研究所)、
能勢正仁(名古屋大学宇宙地球環境研究所)
昭(国立極地研究所)
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

通信・放送衛星や気象衛星など人工衛星高度利用において、人類の生存圏としての宇宙圏を安心・安全に利活用するためにプラズマ電磁環境の理解は必要不可欠である。本研究は人工衛星高度利用において障害となりうる放射線帯の消失と密接な関わりのあると考えられている電磁イオンサイクロトロン(EMIC)波動の南北磁気共役性を明らかにすることを目的としている。特に、普段は静穏なサブオーロラ帯におけるEMIC波動との波動粒子相互作用に伴う粒子降下の地上共役観測を国際協力で実現する。南半球側の多くは海であり南北共役地上観測点を得ることが極めて難しいが、南極Halley基地(英国南極調査所(BAS)が運営)との国際協力によりサブオーロラ帯での共役観測を実現する。サブオーロラ帯に位置する北カナダNain観測所と磁気共役点になる南極Halley基地へ光学カメラを本申請課題で設置し、EMIC/Pc1波動による波動粒子相互作用に伴う時間スケール、粒子種、異なるエネルギーの共役性に迫る。

EMIC/Pc1波動は特徴的な振幅変化を有することが知られている。その要因は、磁気圏から地上に至るまでの伝搬や電離圏でのビート(うなり)効果などの波動粒子相互作用とは無関係と考えるものと、磁気圏の発生域で波動粒子相互作用に伴い発生するという考えの二つに大別されている。本研究では、南北共役観測により、北(南)半球で観測されたPc1波動の振幅変化と南(北)半球の降下粒子現象を比較することで、どちらのメカニズムが支配的なのかを明らかにする。そのために、南極Halley基地に数十keVプロトン降込みを検出する486.1 nm、電子の降込みを検出する630.0 nm、高速な粒子降込みを検出するパンクロの3種類の光学カメラ設置を計画している。光学カメラは英国南極調査所へ輸出し、現地設置用の組立・動作確認の後、南極Halley基地に輸送・設置され南北共役観測を実施する。

尾崎光紀: 2019(令和元)年度生存圏ミッション研究 図図 南極Halley基地に設置予定の小型光学カメラ

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2019年7月23日作成

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