Variations and evolutions of Martian atmospheric environment investigated in the collaboration with European and US missions

与欧洲和美国任务合作调查火星大气环境的变化和演变

• 批准号: 19H00707
• 负责人: 笠羽 康正
• 金额: $ 28.79万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19H00707/
• 关键词: 火星; 現在の大気環境の変動; 過去の大気環境再現; 探査機・望遠鏡観測; 大気数値モデル; 現在大気環境の変動; 過去大気環境の再現; 現在の大気環境変動

(A) リム観測による対流圏・中間圏大気の鉛直構造観測: リトリーバルツール開発を進捗させ、氷・ダスト粒子の高度分布導出に漕ぎ着けた（口頭発表: 小暮+ 2021. 笠羽+ 2021など）。またExoMars TGOで水蒸気変動と類似するHCｌの高度分布変動を発見した（論文：Aoki+ 2021）。CO2吸収を用いた地表気圧導出にも挑戦を始めた(口頭発表: 風間+ 2021など)。(B) 米MAVEN等による熱圏・外圏大気の鉛直構造観測: 金星でCO・CO2の高度分布差から上方物質輸送の鍵となる渦拡散係数導出に成功（論文：Mahieux+ 2021)。同手法を粒子計測器NGIMSによる大気微量成分の季節・緯度変動を初報告した（論文：Yoshida+ 2021； 口頭発表: 中川+ 2021 など）。(C) 地上・航空機望遠鏡による全球水平構造観測: ハレアカラT60観測で2018ダストストーム時の火星上層大気速度場擾乱を論文公表した（論文: Miyamoto+ 2021）。この観測で安定性が問題となったヘテロダイン観測装置へ、真空ポンプ更新等の発展作業を行った。A/B/Cは、2024年打上へ作業が進む日本の火星圏探査機MMXの赤外分光撮像器MIRS(論文：Berucci+ 2021)などによる火星観測(論文：Ogohara+ 2021; 口頭発表:堺+ 2021など)、および米・カナダと検討途上のIce Mapper計画へ発展する。(D) 対流圏-中間圏・熱圏-外圏鉛直結合モデル: 引き続き現環境の数値モデル開発を継続し、太陽高エネルギー粒子による化学変化予測(Nakamura+ 2022)などを実現した。また、河川による太古の地形変化再現が可能なモデル(論文:Kamada+ 2021など）、古代の大気組成変化を追跡するモデル(Koyama+ 2021)といった新古環境モデルも構築した。さらに古表層水環境の痕跡をRSLが集中するCAP領域をレーダーデータで初めて探索した（口頭発表: Oura+ 2021）。関連して、RSLに起因する大気微量成分変化がTGO等で観測にかかりうるか評価を行った（Kurokawa+ 2022）

（a）使用边缘观察结果对对流层和中层大气的垂直结构观测：培养了猎犬工具的开发，并且已经实现了冰和粉尘颗粒的高度分布（口腔呈现：Kogure +2021。2021。Kasaba + 2021等）。我们还发现了Exomars Tgo中HCl的高度分布变化，类似于水蒸气波动（纸：Aoki+ 2021）。我们还开始尝试使用CO2吸收（口服：Kazama + 2021等）来导致表面压力。 （b）Maven和其他人对热圈和外部大气的垂直结构观测：成功得出涡流扩散系数，这是Venus上CO和CO2的高度分布的差异（纸：Mahieux+ 2021）。该方法是通过粒子测量仪器NGIMS（纸：Yoshida+ 2021;口服呈现：Nakagawa+ 2021等）的第一个关于大气痕量成分季节性和纬度变化的报告。 （c）使用地面和飞机望远镜观察全球水平结构：Haleakala T60观察发表了一篇关于2018年沙尘暴火星上大气速度场扰动的论文（论文：Miyamoto+ 2021）。在该观察结果中引起了稳定性的杂化观察装置，包括真空泵更新。 A/b/c将使用红外光谱成像仪mirs（纸：berucci+ 2021）发展成火星观测，目前正在2024年发射（论文：Ogohara+ 2021; Operahara+ 2021;口服介绍：Sakai+ 2021等），以及当前的ICE MAPPER PROJECT，以及ICE MAPPER PROTIGTION，以及以下是ICE MAPPER PROVICATS，以及ICE MAPPER PROTICT，这是一定的。 （d）对流层 - 间压层 - 心圈 - 小圈的垂直耦合模型：我们继续为当前环境开发数值模型，从而实现了太阳能高能颗粒对化学变化的预测（Nakamura+ 2022）。我们还构建了新的和牧场环境模型，例如可以重现由于河流引起的古代地形变化的模型（例如Kamada+ 2021），以及跟踪古代大气组成变化的模型（Koyama+ 2021）。此外，我们首先探索了使用雷达数据浓缩RSL的盖面积，以探测古水面水环境的痕迹（口腔呈现：OURA+ 2021）。关于这一点，我们评估了使用TGO等观察到由RSL引起的空气痕量成分的变化（黑川+ 2022）。

项目成果

MIRS: an imaging spectrometer for the MMX mission

MIRS：用于 MMX 任务的成像光谱仪

• DOI: 10.1186/s40623-021-01423-2
• 发表时间: 2021
• 期刊: Earth, Planets and Space
• 作者: Barucci Maria Antonietta;Reess Jean-Michel;Bernardi Pernelle;Doressoundiram Alain;Fornasier Sonia;Le Du Michel;Iwata Takahiro;Nakagawa Hiromu et al.
• 通讯作者: Nakagawa Hiromu et al.

The Mars system revealed by the Martian Moons eXploration mission

• DOI: 10.1186/s40623-021-01417-0
• 发表时间: 2022-01
• 期刊: Earth, Planets and Space
• 作者: K. Ogohara;H. Nakagawa;S. Aoki;T. Kouyama;T. Usui;N. Terada;T. Imamura;F. Montmessin;D. Brain;A. Doressoundiram;T. Gautier;T. Hara;Y. Harada;H. Ikeda;M. Koike;F. Leblanc;R. Ramirez;E. Sawyer;K. Seki;A. Spiga;A. Vandaele;S. Yokota;A. Barucci;S. Kameda

River simulations on early Mars in the Noachian and the Hesperian periods using the global river model, CRIS

使用全球河流模型 CRIS 对早期火星诺亚纪和赫斯珀里亚时期的河流进行模拟

• 发表时间: 2020
• 作者: 鎌田有紘;黒田剛史;笠羽康正;寺田直樹;中川広務
• 通讯作者: 中川広務

IKI(ロシア連邦)

IKI（俄罗斯联邦）

MMX搭載MSA による同位体比計測に向けた外圏リトリーバルの数値実験

使用配备 MMX 的 MSA 进行同位素比测量的外球反演数值实验

• 发表时间: 2021
• 作者: 堺正太朗;寺田直樹;益永圭;中川広務;横田勝一郎;笠羽康正
• 通讯作者: 笠羽康正