研究者業績
基本情報
- 所属
- 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構 宇宙科学研究所 教授
- 学位
- 理学博士(1998年3月 早稲田大学)
- J-GLOBAL ID
- 200901062235719944
- researchmap会員ID
- 1000320874
研究分野
4学歴
1-
- 1998年
論文
164-
Applied Thermal Engineering 291 130129-130129 2026年4月
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GEOPHYSICAL RESEARCH LETTERS 53(3) 2026年2月1日
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AGU Advances 7(1) 2026年1月14日 査読有りAbstract Energetic electron precipitation plays a pivotal role in shaping Earth's radiation belt dynamics and drives significant physical and chemical changes in the upper atmosphere. However, the detailed mechanisms governing the loss of relativistic electrons have remained unclear, largely due to the limited energy coverage and coarse resolution of previous measurements. Here we report high‐resolution observations of bursty electron precipitation across a broad energy range (0.3–2.3 MeV), obtained by the Relativistic Electron and Proton Telescope integrated little experiment‐2 (REPTile‐2) onboard the Colorado Inner Radiation Belt Experiment (CIRBE) CubeSat. REPTile‐2 employs a novel instrument design that minimizes background to enable clean spectral measurements with the highest energy resolution achieved to date in low‐Earth orbit for this energy range. During the conjunction events when CIRBE was close to the same field line with Arase satellite at higher altitudes, our analysis shows that pitch angle diffusion driven by chorus waves can fully account for the observed three bursty precipitation events over the entire energy range. These results provide the definitive evidence for a unified chorus‐driven electron loss process acting across a wide energy range and underscore the critical importance of high‐resolution measurements in resolving long‐standing uncertainties in radiation belt dynamics. Furthermore, they offer new insight into the energy‐dependent atmospheric impacts of electron precipitation, with broad implications for space weather forecasting and upper atmospheric chemistry.
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Annales Geophysicae 43(2) 561-578 2025年10月1日Abstract. In the polar middle and upper atmosphere, nitric oxide (NO) is produced in large amounts by both solar EUV and X-ray radiation and energetic particle precipitation, and its chemical loss is driven by photodissociation. As a result, polar atmospheric NO has a clear seasonal variability and a solar cycle dependency which have been measured by satellite-based instruments. On shorter timescales, NO response to magnetospheric electron precipitation has been shown to take place on a day-to-day basis. Despite recent studies using observations and simulations, it remains challenging to understand NO daily distribution in the mesosphere–lower thermosphere during geomagnetic storms and to separate contributions of electron forcing and atmospheric chemistry and dynamics. This is due to the uncertainties existing in the available electron flux observations, differences in representation of NO chemistry in models, and differences between NO observations from satellite instruments. In this paper, we use mesospheric–lower-thermospheric NO column density data measured with a millimeter-wave spectroscopic radiometer at the Syowa station in Antarctica. In the period 2012–2017, we study both the long-term and short-term variability of NO. Comparisons are made with results from the Whole Atmosphere Community Climate Model to understand the shortcomings of current electron forcing in models and how the representation of the NO variability can be improved in simulations. We find that, qualitatively, the simulated year-to-year and day-to-day variability of NO is in agreement with the observations. On the other hand, there is up to a factor of 2 underestimation of the NO column density in wintertime. Also, the model captures only 27 % of the range of observed daily NO values. The observed day-to-day variability has a good correlation with three different geomagnetic indices, indicating the importance of electron forcing in atmospheric NO production. Using electron flux measurements from the Arase satellite, we demonstrate their potential in atmospheric research. Our results call for improved representation of electron forcing in simulations to capture the observed day-to-day variability.
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Journal of Geophysical Research: Space Physics 130(10) 2025年10月Abstract Using Arase satellite observations, this study provides a comprehensive statistical analysis of ions (H+, He+, O+) and electron contributions to the total ring current pressure during storms with two different drivers. The results demonstrate the effect of different solar wind drivers on the composition, energy distribution, and spatial characteristics of the ring current. Using 32 CIR‐ and 30 Interplanetary Coronal Mass Ejection (ICME)‐driven storms, we characterize the ring current pressure evolution during the prestorm, main, early‐recovery, and late‐recovery storm phases as a function of magnetic local time and L‐shell. In CIR‐driven storms, H+ ions are the dominant (∼70%) contributor to the total ring current pressure during main/early recovery phases and increasing to ∼80% during late recovery. In contrast, the O+ pressure (E = 20–50 keV) response is significantly stronger in ICME‐driven storms contributing ∼40% to the overall pressure during the main/early recovery phases and even dominate (∼53%) in certain MLT sectors. Additionally, ICME‐driven storms tend to have peak pressure at lower L‐shells (L ≈ 3–4), while CIR‐driven storms show pressure peaks at slightly higher L‐shells (L ≈ 4–5). Interestingly, electron pressure also plays a notable role in specific MLT sectors, contributing ∼18% (03–09 MLT) during the main phase of CIR‐driven storms and ∼11% (21–03 MLT) during ICME‐driven storms. The results highlight that the storm time electron pressure plays a crucial role in the ring current buildup. Another noteworthy feature of this study is that Arase's fine‐energy resolution and broad coverage enable a detailed investigation of energy‐dependent ring current dynamics.
MISC
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応用物理学会春季学術講演会講演予稿集(CD-ROM) 63rd ROMBUNNO.20P‐KD‐7 2016年3月3日
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電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報 115(67) 35-38 2015年5月29日
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日本物理学会講演概要集(CD-ROM) 70(1) ROMBUNNO.21PDD-13-417 2015年3月24日
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宇宙航空研究開発機構研究開発報告 14 151-160 2015年3月月周回探査衛星SELENE に搭載されたα線検出器(ARD : Alpha-Ray Detector)は月面から放出されるRn-222 およびその崩壊過程で生じるPo-210 から放射されるα線を観測し,月表層下のウラニウムの分布および断層などの地殻構造,月の希薄大気の動態等に関する情報を得ることを目的とする.本論文では,ARD のデータ処理の流れと,角度応答関数を考慮した月面のα線強度分布の導出方法について紹介する.この方法は月ラドンα線観測データの解析では始めて用いられるもので,α線強度分布マップの解像度を向上し,月地形等の詳細な比較を可能とする.
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日本物理学会講演概要集 69(2) 49-49 2014年8月22日
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JPS Conf. Proc. 1(015100) 2014年3月 査読有り
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電子情報通信学会技術研究報告 113(367(SANE2013 107-112)) 7-12 2013年12月13日ジオスペース探査衛星ERG(Energization and Radiation in Geospace)は,これまで集中的な直接観測が成されてこなかった放射線帯領域を含むジオスペースを観測し,この領域のもつ相対論的粒子の加速機構や宇宙嵐に伴うジオスペース変動の解明を行う.このERG衛星による粒子観測は,計6つの電子・イオン計測器を用いて行われ,その電子計測器の一つであるHEP-eは,0.07〜2MeVの電子をSSSD(Single-sided Silicon Strip Detector)により検出し,VATAと呼ばれる放射線計測用ASICを用いて計数処理をすることになる.このERG搭載型HEP-e用ASICは,MMO(Mercury Magnetospheric Orbiter)搭載型HEPのASICに対し,さらにADC機能を実装することで,計測系全体の更なる小型化・省電力化を達成しているが,運用における処理速度においてはまだ不確定な部分があった.本研究による性能評価を経て,ERG用VATAは,単体では5.5kHzでの処理ができることを確認し,計測系全体においては低くとも1.86kHzでの計数が可能であることを示した.
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電子情報通信学会技術研究報告 112(330(SANE2012 110-119)) 41-45 2012年11月23日ERG衛星は放射線帯の高エネルギー粒子の加速機構を解明することを目的に,2015年に打ち上げられる.高エネルギー粒子加速機構の解明は,基礎科学の発展と宇宙天気予報の実用化の両面に関して重要な課題である.放射線帯の高エネルギー電子は,地磁気嵐などの発達中に急激な増加が観測されることがある.大きな地磁気嵐が発生した時,高エネルギー電子は基準設計で予想されるカウントレートを越えてしまい,入射電子の数え落しを引き起こす.この研究ではERG衛星に搭載する電子検出器の有感面積を,読み込み回路の設定のみで減らし,計測レンジを広げる検証試験を行った.
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日本物理学会講演概要集 67(1) 126-126 2012年3月5日
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日本物理学会講演概要集 66(1) 124-124 2011年3月3日
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電子情報通信学会総合大会講演論文集 2010(1) SS_85-SS-86 2010年3月本文データは学協会の許諾に基づきCiNiiから複製したものである
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電子情報通信学会技術研究報告. SANE, 宇宙・航行エレクトロニクス 109(101) 59-64 2009年6月18日SWIMμνとは,SDS-1衛星のミッション機器の一つであるSWIMに搭載した超小型重力波検出器である.今まで衛星搭載検出器の経験のない,大学の研究室レベルで製作したことが特徴である.SWIMμνは以下の3つの目的を持っている.1.衛星検出器単体としては世界初の重力波探査を行う.2.将来の重力波検出衛星開発に向けた前哨ミッションとなる.3.(検出器は加速度計としてもはたらくため)衛星の振動環境を測定する.SWIMが搭載されたSDS-1衛星は2009年1月23日に無事に地球周回軌道に投入された.その後,SWIMμν内試験質量の観測モードへの制御が成功するなど,順調に運用を行っている.本稿では,そのSWIMμvの開発の背景・その目的と装置の仕組み,また初期運用状況について解説する.
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電子情報通信学会技術研究報告. SANE, 宇宙・航行エレクトロニクス 109(101) 53-58 2009年6月18日次世代の通信規格スペースワイヤーを用いた、新しい衛星システム設計の実証モジュールとしてSWIMの開発を行った。さらに、SWIMには、宇宙での実証実験により参加しやすくするための仕組みを構築するという目的がある。今回は、ユーザーモジュールとして超小型の重力波センサーを搭載し、宇宙での実証に望んだ。「いぶき」の相乗り小型衛星として打ち上げられたSDS-1に搭載されたSWIMは2009年2月9日に軌道上でのスペースワイヤー通信の実証に成功するとともに、ユーザーモジュール実験を無事に実施することに成功した。
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IEEE TRANSACTIONS ON NUCLEAR SCIENCE 56(3) 747-751 2009年6月
共同研究・競争的資金等の研究課題
30-
日本学術振興会 科学研究費助成事業 2020年4月 - 2023年3月
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日本学術振興会 科学研究費助成事業 基盤研究(A) 2016年4月 - 2020年3月
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日本学術振興会 科学研究費助成事業 若手研究(A) 2014年4月 - 2017年3月
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日本学術振興会 科学研究費助成事業 2012年6月 - 2017年3月
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日本学術振興会 科学研究費助成事業 基盤研究(A) 2012年4月 - 2016年3月