人工衛星による撮像から明らかにする地球大気・プラズマの長期的変遷

卫星成像揭示地球大气层和等离子体的长期变化

• 批准号: 08J09102
• 负责人: 村上 豪
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2010
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08J09102/
• 关键词: プラズマ圏; 撮像; 極端紫外光; かぐや; 国際宇宙ステーション

2007年に打ち上げられた月周回衛星「かぐや」には我々のグループが開発した極端紫外光望遠鏡が搭載されている。2008年3月に観測を開始し、地球近傍のヘリウムイオン(30.4nm)および酸素イオン(83.4nm)の撮像に成功した。「かぐや」による赤道面付近からの撮像は子午面における地球近傍プラズマの空間的描像を得られる世界初の観測となる。過去に私が行った観測器の較正試験結果を用いて、「かぐや」が得た画像から地球近傍プラズマの2次元密度分布を算出した。その結果、プラズマ圏が地球の磁力線に沿って「蝶形」に分布していることを初めて明らかにした。この結果は50年前に提唱された理論が正しかったことを証明する重要な観測事実である。さらに私は低高度からの地球近傍プラズマの撮像を目指し、国際宇宙ステーションに搭載する極端紫外光望遠鏡の開発も行った。私はアルミニウムと酸化イットリウムを交互に積層した反射鏡を新たに開発し、目的のヘリウムイオン共鳴散乱光に対する反射率を従来のものより25%程度向上させただけでなく混入光を従来の1/10程度まで低減させることに成功した。本反射鏡を用いて極端紫外光望遠鏡を製作し、較正試験を実施して感度や分解能などが目標値を達成していることを確認した。

2007年推出的月球轨道卫星“ kaguya”配备了我们小组开发的极端紫外线望远镜。观察始于2008年3月，并成功捕获了地球附近的氦离子（30.4nm）和氧气（83.4nm）。使用kaguya从赤道平面附近拍摄的图像将是世界上第一个观察结果，该观察结果允许子午线平面上的近地等离子体的空间插图。使用过去对观测仪的校准测试的结果，我从Kaguya获得的图像中计算了近地等离子体的二维密度分布。结果，首次揭示了等离子体球沿着地球磁线的“蝴蝶”形状分布。该结果是一个重要的观察结果，证明了50年前提出的理论是正确的。此外，我还开发了一个极端的紫外线望远镜，该望远镜将安装在国际空间站上，旨在从低海拔地区捕获接近地球的等离子体。我已经开发了一种新的反射器，该反射器交替堆叠铝和氧化tr氧化氢，并且与常规的反射率相比，不仅可以提高所需的氦离子共振散射光的反射率约25％，而且还可以将混合光降低到常规速度的约1/10。使用此反射器制造了极端的紫外线望远镜，并进行了校准测试，以确认在目标值下实现了灵敏度，分辨率等。

项目成果

A high-resolution imaging detector using five microchannel plates and a resistive anode encoder

使用五个微通道板和电阻阳极编码器的高分辨率成像探测器

• 发表时间: 2010
• 期刊: Applied Optics
• 影响因子: 1.9
• 作者: Murakami;G.;K.Yoshioka;I.Yoshikawa
• 通讯作者: I.Yoshikawa

An isolated magnetic flux tube filled with dense plasma in the plasmasphere observed by KAGUYA

KAGUYA 观测到的等离子体层中充满致密等离子体的孤立磁通管

• 发表时间: 2010
• 作者: Murakami;G.;I.Yoshikawa;Y.Obana;K.Yoshioka;A.Yamazaki;M.Kagitani;M.Taguchi;M.Kikuchi;S.Kameda;M.Nakamura
• 通讯作者: M.Nakamura

Image of the cold plasma around the Earth observed by Telescope of Extreme Ultraviolet(TEX)onboard KAGUYA : Geoscience from the Moon

KAGUYA 上的极紫外（TEX）望远镜观测到的地球周围的冷等离子体图像：来自月球的地球科学

• 发表时间: 2009
• 作者: Murakami;G.;I.Yoshikawa;A.Yamazaki;K.Yoshioka;Y.Obana;W.Miyake;M.Taguchi;M.Kikuchi;M.Nakamura
• 通讯作者: M.Nakamura

Meridional distribution of the plasmapause observed by Telescope for Extreme Ultraviolet onboard KAGUYA spacecraft

辉夜号飞船极紫外望远镜观测到的等离子体层顶的经向分布

• 发表时间: 2009
• 作者: Murakami;G.;Y.Obana;K.Yoshioka;G.Ogawa;I.Yoshikawa;A.Yamazaki;M.Kagitani;M.Taguchi;M.Kikuchi
• 通讯作者: M.Kikuchi

Global images of the plasmasphere from the meridian perspective observed by KAGUYA

KAGUYA 观测到的经线视角的等离子层整体图像

• 发表时间: 2009
• 作者: Murakami;G.;I.Yoshikawa;Y.Obana;K.Yoshioka;G.Ogawa;A.Yamazaki;M.Kagitani;M.Taguchi;M.Kikuchi
• 通讯作者: M.Kikuchi