阿部 琢美

第29回大気圏シンポジウム（2016年3月7日-8日. 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所（JAXA)(ISAS)）, 相模原市, 神奈川県 29th Atmospheric Science Symposium (March 7-8, 2016. Institute of Space and Astronautical Science, Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA)(ISAS)), Sagamihara, Kanagawa Japan 資料番号: SA6000051049 レポート番号: VI-5

平成27年度宇宙科学に関する室内実験シンポジウム (2016年2月23日-24日. 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所(JAXA)(ISAS)相模原キャンパス), 相模原市, 神奈川県 2016 Symposium on Laboratory Experiment for Space Science (July 23-24, 2016. Institute of Space and Astronautical Science, Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA)(ISAS)), Sagamihara, Kanagawa Japan 資料番号: SA6000055011

大気球シンポジウム 平成26年度（2014年11月6-7日. 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所 (JAXA)(ISAS)）, 相模原市, 神奈川県 Balloon Symposium 2014 (November 6-7, 2014. Institute of Space and Astronautical Science, Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA)(ISAS)), Sagamihara, Kanagawa Japan 資料番号: SA6000021028 レポート番号: isas14-sbs-028

平成23年度スペースプラズマ研究会・講演集. 2012年2月27日～2012年2月28日. 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所.

LES は熱圏観測実験用のロケット搭載機器であり,2011 年度に計画しているNASA-ISAS の国際共同ミッションで使用する計画である.当該装置は2007 年に打ち上げられたS-520-23 号機で実用されており,リチウムガス噴射に成功している.国際共同ミッション向けには観測ロケット用から一部改良を加え,設計の見直しを行った.本報告は,機器設計と製作の結果についてまとめたものである.

科学気球や観測ロケットなどが飛翔する超高層大気環境における気圧の計測は,技術的にも科学的にも極めて重要である.本研究で開発した飛翔体搭載用小型気圧計は,水晶振動子の共振インピーダンスが圧力に応じて変化する原理を利用した水晶摩擦気圧計と呼ばれるもので,地表から高度100km 付近までに相当する広い計測圧力範囲(10^5〜10^<-2>Pa)に特徴がある.また,センサ部は約100g,データ処理部は約200g と小型軽量であることに加えて1W 以下の低消費電力を達成し,特に重量が厳しく制限される高高度気球などの飛翔体への搭載に適している.腕時計などにも広く使用されている音叉型水晶振動子は耐振動・衝撃性に優れた構造を持ち,高い耐環境性能が要求される観測ロケットにも搭載可能である.本報告では,開発した水晶摩擦気圧計の性能試験結果について述べるとともに,BU30-5 号機を用いた性能実証試験についても報告する.

The Venus Climate Orbiter mission (PLANET-C), one of the future planetary missions of Japan, aims at understanding the atmospheric circulation of Venus. Meteorological information will be obtained by globally mapping clouds and minor constituents successively with 4 cameras at ultraviolet and infrared wavelengths, detecting lightning with a high-speed imager, and observing the vertical structure of the atmosphere with radio science technique. The equatorial elongated orbit with westward revolution fits the observation of the movement and temporal variation of the atmosphere which rotates westward. The systematic, continuous imaging observations will provide us with an unprecedented large dataset of the Venusian atmospheric dynamics. Planet-C will be launched in 2010 and will reach Venus in 5 months. Nominal operation period is 2 earth years.

中間圏及び下部熱圏高度における中性大気の力学過程は電離気体と密接な関係があるため,この高度領域での中性風の測定は重要である.今までは米国製マイクロロケット(バイパーロケット)から放出されたフォイル・チャフをレーダーで追尾することにより,単独で中性風の測定を行っていた.そこで複数の地球物理的なパラメータと同時に中性風の測定を行えるよう,観測ロケットからフォイル・チャフを放出する機構の開発を行い,下記の二通りの放出機構を試した.1)フォイル・チャフを封入した円筒を大気圧封じし,高度約100kmでの圧力差により放出する方法2)フォイル・チャフを封入した縦に割れ目の入った円筒をバネの力で放出し,竹割りの要領でフォイル・チャフを散布する方法それぞれの円筒には約5,000枚のフォイル・チャフを封入でき,ロケット側面から放出を行う.2000年1月10日に打ち上げられた観測ロケットS-310-29号機にフォイル・チャフ放出機構を搭載し,打ち上げ341秒後のロケット下降時に合計約20,000枚のフォイル・チャフを放出することに成功した.フォイル・チャフは一次レーダーモードで高度約95.0-88.5kmの間で追尾され,レーダーの情報から中性風の風向・風速が得られた.

記事種別: 会議・学会報告・シンポジウム

中緯度スポラディックE層 (Es) の観測は古くから行われており, その生成機構についてはwind shear理論をもとに多くの研究がなされている。しかしEs付近の熱収支に関しては, 特に重要なパラメータの一つである電子温度の正確な測定例が少ないため, 未だ明確な議論がなされていない。今回, 観測ロケットS-310-27号機に搭載されたラングミュア・プローブにより, 高度92&acd;93kmに発生したEs付近の電子温度及び電子密度の測定を行った。電子密度の高度分布には, プローブ表面に太陽紫外線が照射されることによる2次電子の影響が如実に現れている。これを除去することによって, 大気波動に伴うwind shearが存在したことを示唆する波状構造が得られた。またEs付近の電子温度を算出した結果, Esピークではその前後と比べ数100Kの上昇を見せていることがわかつた。本報告書では, その依頼性について議論し, 今後Es形成機構及び熱収支を含めた研究に関する基礎的な情報を得ることを目的とする。

我々はすでに、将来的にミリ波無線LAN等に期待されている60GHz帯において、室内のガラス窓等に使用すべく、抵抗被膜に着目した透明電波吸収体を実現している。しかし、透明性を有する電波吸収体は、レーザ周波数帯として重要なX帯用(8〜12GHz)においてもその必要性が高まってきている。そこで本研究では、抵抗被膜としてITO蒸着膜をガラスと一体形成し、これを空気層を介して2層構成にすることにより、特にレーダ周波数帯として重要なX帯をすべてカバーする広帯域な透明電波吸収体を実現することを試みた。この結果、理論計算を通して、ITO蒸着膜を用いて実現可能な面抵抗値の範囲内において、2層構成の透明電波吸収体が実現可能であることを確認するとともに、この検討結果をもとに設計・試作した2層構成の透明電波吸収体が、8.5〜11.5GHzにおいて低吸収領域でも17dBを越える良好な周波数特性を示すことを実験を通して確認した。

マイクロ波ミリ波帯における材料の誘電率透磁率の測定においては, 摂動法を利用した共振器法や導波管内に充填した時に生じる定在波を用いて測定する導波管定在波法などが一般に知られている。しかし, これらの方法においでは測定時に共振器や導波管の寸法に合わせて, 測定試料を精度良く加工する必要があり, またこれらの加工精度に依存して測定された材料定数に誤差が含まれる事が知られている。我々は, これらの加工精度が測定値に与える影響について数値解析的に検討を行ってきたが, その結果として両者の関係を定量的に与えることが出来た。このような背景のもと, 測定試料を加工する事無く, 非破壊のまま測定を行う各種非破壊測定法が幾つか検討されてきた。本論文においては, 非破壊測定法を念頭に共振器法に着目し, 測定試料を加工する事無く共振器に挿入し, その際の共振周波数の変化から比誘電率を推定する方法について提案し理論的実験的検討を行っている。すなわち, 本測定法においては測定用の誘電体基板をそのままの状態で共振器に挿入するため, 加工精度や試料の凹凸などの不均一な形状に依存した誤差を格段に軽減する事が可能であり, また試料の加工プロセスを省略できるという二つの大きな利点をもっている。なお, 本実験で使用する矩形空洞共振器に誘電体試料を挿入した場合の共振周波数に関しては, 我々はすでにFDTD法を用いて計算を行っており, 得られた結果が実際に共振器に誘電率が既知の試料を挿入した際の周波数とかなり良い精度で一致することを確認している。特に本論文においてはこれに加えて共振器内部の電磁界分布を用いて共振器のQ値を計算し, 誘電率の虚部を推定する可能性についても言及している。