人工衛星による磁場観測デ-タ解析を中心とした磁気圏電離圏結合の研究

以卫星磁场观测数据分析为核心的磁层-电离层耦合研究

• 批准号: 03640392
• 负责人: 利根川 豊
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: Tokai University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1991
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1991 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-03640392/
• 关键词: 磁気圏; 磁気嵐; 地磁気脈動; 「あけぼの」衛星; 磁場観測; 宇宙機構造; ULF波動; 電磁流体波

1.大磁気嵐中に「あけぼの」衛星で観測された長周期脈動。1989年10月の大磁気嵐中に「あけぼの」衛星によってPc4帯のULF波動がL=3近くで観測された。波の周期は約100秒で、通常のL=3での磁力線共鳴基本周期の2倍以上という特異な波動である。磁場及び電場の観測デ-タを用いて波のポインティングベクトルと位相の解析を行なった結果、この波は寄数次の振動モ-ドの磁力線定在波であることが示された。さらにプラズマ波動観測から求めた電子密度を考慮して総合的に検討した結果、このような大磁気嵐時には、酸素等の重イオンが電離層から磁気圏に供給され、粒子質量密度が増加することにより磁力線共鳴振動周期が通常より極端に長くなることが明らかになった。2.「あけぼの」衛星の精姿勢決定「あけぼの」衛星の磁場デ-タを解析する場合、通常の姿勢デ-タ(各種姿勢センサ-から自動決定された姿勢)を用いて座標変換を行なうと、スピンに同期した振幅80〜140nTの変動が全磁力の残ってしまう。そのままでは磁場の微細変動等の目的の解析ができないので、独自の精姿勢決定を試みた。即ち、1)磁気静穏時の磁場の観測値と理論値の差から磁力計の感度、バイアス、オフセットと3軸直交度を補正する。2)衛星本体及びマストの先の磁力計部での衛星のスピン軸方向を、それぞれ太陽センサ-と磁場デ-タを用いて別々に求め、マストのねじれを検出する。3)マストのねじれ分を補正した変換マトリックスを求め、それによる磁場デ-タの座標変換を行なう。これらの各種補正を行なうことにより、スピンの影響による磁場変動が数nT以下に低減した。またマストのねじれやスピン軸のずれなど、衛星工学上重要なパラメ-タが明らかになった。

1.曙卫星在大型磁暴期间观测到的长周期脉动。 1989年10月的大磁暴期间，曙卫星在L=3附近观测到了Pc4波段的ULF波。波的周期约为100秒，是L=3时磁力线共振基本周期的两倍多。利用磁场和电场的观测数据分析该波的坡印廷矢量和相位，结果表明该波是具有寄生振动模式的磁力线驻波。此外，综合考虑等离子体波观测得到的电子密度后，我们发现在如此大的磁暴期间，氧等重离子从电离层供给到磁气层，粒子质量密度增加，引起磁场线共振。很明显，振动周期比正常情况下要长得多。 2. 曙卫星的精确姿态确定 在分析曙卫星的磁场数据时，使用正常姿态数据（由各种姿态传感器自动确定的姿态）进行坐标变换，自旋同步幅度波动为80至140 nT。保留在总磁力中。由于无法直接分析目标的磁场微小波动等，因此我们尝试自行确定精确的姿势。即1）根据磁静时磁场的观测值与理论值的差异来校正磁力计的灵敏度、偏置、偏移量和三轴正交性。 2)利用太阳传感器和磁场数据分别确定卫星末端磁力计单元和桅杆处卫星的自转轴方向，并检测桅杆的扭转。 3）找到校正桅杆扭转的变换矩阵，并用它来变换磁场数据的坐标。通过执行这些各种校正，由于自旋的影响而产生的磁场波动被减少到小于几个nT。此外，还揭示了卫星工程​​的重要参数，例如桅杆扭转和旋转轴未对准。

项目成果

Y.Tonegawa他: "ULF Waves Observed in a Big Magnetic Storm by the AKEBONO Satellite" Jornal of Geophysical Research.

Y.Tonekawa 等人：“AKEBONO 卫星在大磁暴中观测到的超低频波”地球物理研究杂志。