研究者業績
基本情報
経歴
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2017年4月 - 現在
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2014年4月 - 2017年3月
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2011年4月 - 2014年3月
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2008年4月 - 2011年3月
学歴
3-
2008年4月 - 2011年3月
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2006年4月 - 2008年3月
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2002年4月 - 2006年3月
主要な受賞
7-
2022年4月
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2011年3月
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2011年3月
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2008年3月
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2007年9月
論文
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Nature Astronomy 2024年4月12日 査読有りAbstract On 10 August 2021, the Mercury-bound BepiColombo spacecraft performed its second fly-by of Venus and provided a short-lived observation of its induced magnetosphere. Here we report results recorded by the Mass Spectrum Analyzer on board Mio, which reveal the presence of cold O+ and C+ with an average total flux of ~4 ± 1 × 104 cm−2 s−1 at a distance of about six planetary radii in a region that has never been explored before. The ratio of escaping C+ to O+ is at most 0.31 ± 0.2, implying that, in addition to atomic O+ ions, CO group ions or water group ions may be a source of the observed O+. Simultaneous magnetometer observations suggest that these planetary ions were in the magnetosheath flank in the vicinity of the magnetic pileup boundary downstream. These results have important implications regarding the evolution of Venus’s atmosphere and, in particular, the evolution of water on the surface of the planet.
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Astronomy & Astrophysics 2024年3月11日 査読有り最終著者We derive electron density and temperature from observations obtained by the Mercury Electron Analyzer on board Mio during the cruise phase of BepiColombo while the spacecraft is in a stacked configuration. In order to remove the secondary electron emission contribution, we first fit the core electron population of the solar wind with a Maxwellian distribution. We then subtract the resulting distribution from the complete electron spectrum, and suppress the residual count rates observed at low energies. Hence, our corrected count rates consist of the sum of the fitted Maxwellian core electron population with a contribution at higher energies. We finally estimate the electron density and temperature from the corrected count rates using a classical integration method. We illustrate the results of our derivation for two case studies, including the second Venus flyby of BepiColombo when the Solar Orbiter spacecraft was located nearby, and for a statistical study using observations obtained to date for distances to the Sun ranging from 0.3 to 0.9 A.U. When compared either to measurements of Solar Orbiter or to measurements obtained by HELIOS and Parker Solar Probe, our method leads to a good estimation of the electron density and temperature. Hence, despite the strong limitations arising from the stacked configuration of BepiColombo during its cruise phase, we illustrate how we can retrieve reasonable estimates for the electron density and temperature for timescales from days down to several seconds.
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The Planetary Science Journal 5(2) 36-36 2024年2月1日 査読有りAbstract We provide an overview of our understanding of the dust environment at Mercury and the role that dust plays in shaping the planet's surface and exosphere. Our understanding of the role that dust impacts play in the generation of Mercury's atmosphere has evolved considerably with continued analysis of results from the MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry, and Ranging (MESSENGER) mission. Recent models have provided evidence for the probable release of refractory species into Mercury's exosphere via impacts. However, there remain significant questions regarding the relative contributions of atoms released via impacts versus other mechanisms (e.g., photon-stimulated desorption) to the overall exospheric budget. We also discuss the state of observational and modeling efforts to constrain the dust environment at Mercury, including sources from the zodiacal cloud, cometary trails, and interstellar dust. We describe the advancements that will be made in our characterization of dust at Mercury with BepiColombo, providing observational constraints on the dust clouds themselves and the role that impacts play in exospheric generation. On Mercury's surface, there remain outstanding questions regarding the role that dust impacts play in the regolith cycling and development. We review how improved modeling efforts to understand grain lifetimes as a function of impactor flux will further our understanding of Mercury's regolith. Finally, there are few constraints on the role of dust impacts on the space weathering of Mercury's surface, particularly the expected chemical, physical, and spectral alterations to the regolith. Here we discuss the importance of laboratory experiments to simulate these processes for the interpretation of data from MESSENGER and BepiColombo.
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Space Science Reviews 220(1) 2024年1月24日 査読有りAbstract Here we describe the novel, multi-point Comet Interceptor mission. It is dedicated to the exploration of a little-processed long-period comet, possibly entering the inner Solar System for the first time, or to encounter an interstellar object originating at another star. The objectives of the mission are to address the following questions: What are the surface composition, shape, morphology, and structure of the target object? What is the composition of the gas and dust in the coma, its connection to the nucleus, and the nature of its interaction with the solar wind? The mission was proposed to the European Space Agency in 2018, and formally adopted by the agency in June 2022, for launch in 2029 together with the Ariel mission. Comet Interceptor will take advantage of the opportunity presented by ESA’s F-Class call for fast, flexible, low-cost missions to which it was proposed. The call required a launch to a halo orbit around the Sun-Earth L2 point. The mission can take advantage of this placement to wait for the discovery of a suitable comet reachable with its minimum $\varDelta $V capability of $600\text{ ms}^{-1}$. Comet Interceptor will be unique in encountering and studying, at a nominal closest approach distance of 1000 km, a comet that represents a near-pristine sample of material from the formation of the Solar System. It will also add a capability that no previous cometary mission has had, which is to deploy two sub-probes – B1, provided by the Japanese space agency, JAXA, and B2 – that will follow different trajectories through the coma. While the main probe passes at a nominal 1000 km distance, probes B1 and B2 will follow different chords through the coma at distances of 850 km and 400 km, respectively. The result will be unique, simultaneous, spatially resolved information of the 3-dimensional properties of the target comet and its interaction with the space environment. We present the mission’s science background leading to these objectives, as well as an overview of the scientific instruments, mission design, and schedule.
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Journal of Geophysical Research: Space Physics 129(1) 2024年1月9日 査読有り最終著者Abstract During the first flyby of the BepiColombo composite spacecraft at Mercury in October 2021 ion spectrometers observed two intense spectral lines with energies between 10 and 70 eV. The spectral lines persisted also at larger distances from Mercury and were observed again at lower intensity during cruise phase in March 2022 and at the second and third Mercury flyby as a single band. The ion composition indicates that water is the dominant gas source. The outgassing causes the composite spacecraft to charge up to a negative potential of up to −50 V. The distribution and intensity of the lower energy signal depends on the intensity of low energy electron fluxes around the spacecraft which again depend on the magnetic field orientation. We interpret the observation as being caused by water outgassing from different source locations on the spacecraft being ionized in two different regions of the surrounding potential. The interpretation is confirmed by two dimensional particle‐in‐cell simulations.
MISC
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宇宙航空研究開発機構研究開発報告 7 1-8 2008年2月マリナー10号による紫外光観測や地上観測により,水星には6種類(Ca,Na,K,H,He,O)の大気成分があることが判明している.これらの大気成分のうちH,Heは太陽風を起源とし,その他は,太陽光による光脱離や,熱脱離,イオンスパッタリングによって地表から放出されたものと考えられている.さらに地質・地学的な研究や,地球,月の大気からの類推からH_2,OH,Mg,Ar,Neや,He^+,O^+などの大気成分の存在も示唆されている.これらの大気成分を検出し,さらに新たな元素を発見するために,2013年打ち上げ予定のBepiColombo水星探査計画において我々は紫外線分光観測装置(PHEBUS)を水星表層探査衛星(MPO)に搭載する.現在我々はPHEBUSの遠紫外光検出部(FUV)の開発を進めている.FUVの開発において最大の課題となるのが位置分解能の向上である.遠紫外光領域においてPHEBUSに必要な波長分解能1.5nmを達成するためにはFUVが80μmの高い位置分解能をもたなければならない.FUVは光電面,電子増倍部(マイクロチャンネルプレート:MCP),2次元位置検出器(レジスティブアノード)から構成される.MCPによって10^6〜10^7倍に増幅した電子はレジスティブアノード上の四隅の電極に分割され,それらの電荷量の比から位置を算出できる.レジスティブアノードに入射する電子数が多いほど位置精度は高くなるため,FUVの位置分解能は一つの光子からMCPによって増幅される電子数(利得)に依存する.すなわち高い位置分解能を得るにはMCPの利得が高くかつ一定に近いことが理想的である.しかし,高利得を得るために一般的に用いられるMCPを2枚ないし3枚重ねる方法ではFUVに必要な位置分解能80μmを達成するには不十分である.そこで今回我々は5枚重ねのMCPを用いてFUVの試作機を製作し,その性能を評価した.MCPの各部位への印加電圧を変化させ,それぞれの場合の利得および位置分解能を調べた.その結果,5段MCPを用いればおよそ2×10^7の高い利得を達成でき,PHEBUSに必要な位置分解能を十分満たしていることを確認した.さらに,MCPの間に逆向き電圧を印加することで利得のばらつきを約1/5に抑えられ,位置分解能も1.2倍に向上させられることがわかった.今後は本試作機の試験結果に基づきFUVの仕様を決定し,2013年の打ち上げに向けて開発を進めていく.
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宇宙航空研究開発機構研究開発報告 7 1-12 2008年2月我々はBepiColombo 水星探査計画において計画されている磁気圏探査機(Mercury Magnetospheric Orbiter: MMO)に搭載する水星大気撮像カメラ(Mercury Sodium Atmosphere Spectral Imager: MSASI)の開発を進めている.水星大気撮像カメラ(MSASI)はファブリペロー干渉計を用いて水星ナトリウム大気が発するD_2 線を分光しその強度を測る.この装置にはイメージインテンシファイア(Image Intensifier)という微弱光を増幅する光検出器を用いる.今回我々は,以下の4 つの試験を行い,イメージインテンシファイアの性能を定量的に評価した.1.空間分解能の測定試験.2.暗電流の温度に対する特性試験.3.蛍光面(P 46)への放射線照射試験.4.入射光量に対する劣化試験.本論文では,その結果を報告する.
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ADVANCES IN X-RAY/EUV OPTICS AND COMPONENTS III 7077 2008年 査読有りEXtreme ultraviolet spectrosCope for ExosphEric Dynamics (EXCEED) is an earth-orbiting space Extreme Ultraviolet (EUV) telescope mission that will be launched in 2012 and injected into the orbit around the earth. EXCEED will make observations of plasma space in various planets in our solar system. It is very important to put on an observing site beyond the atmospheric absorption when we observe EUV spectral range, and which enables us to study Io plasma torus of Jupiter, and interaction of the solar wind with the upper atmosphere of the planets and their escape. In this paper, we will introduce the mission overview, its instrument, and the scientific targets.
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地球電磁気・地球惑星圏学会総会及び講演会予稿集(CD-ROM) 124th ROMBUNNO.B009-P017 2008年
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宇宙航空研究開発機構研究開発報告 JAXA-RR- 6(06-019) 10P-8 2007年3月30日我々は超高層大気撮像観測小型衛星(Ionosphere.Mesosphere.upper Atmosphere.Plasmasphere mapping Satellite:IMAP 衛星)に極端紫外光撮像装置(Extreme UltraViolet Imager:EUVI)を搭載しプラズマ圏の観測を行う.プラズマ圏を構成する主なイオンのうちHe+とO+はそれぞれ波長30.4nm と83.4nm において共鳴散乱を起こすため,これら両者の波長の光を撮像することでプラズマ圏におけるプラズマ密度分布と電子の総量を見積もることができる.EUVI は一枚の反射鏡とバンドパスフィルタ,2次元検出器で構成される直焦点反射型望遠鏡である.これまで波長30.4nm の光を撮像するための光学系にはMo/Si の多層膜反射鏡が主に用いられてきた.しかし,EUVI の小型衛星搭載を実現するためには多層膜鏡の反射率を向上させ,装置全体の小型・軽量化を図る必要がある.そこで今回我々は新たにMg とSiC の層を組み合わせた多層膜鏡を開発し,波長30.4nm における反射率を測定した.その結果,入射角27deg において34%という従来の多層膜鏡よりもはるかに高い反射率を達成していることを確認した.また,大気中および真空中におけるMg/SiC 多層膜反射鏡の安定性を調べ,大気中に保管することで反射率が変化する可能性があることがわかった.
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宇宙航空研究開発機構研究開発報告 6 1-8 2007年3月我々は超高層大気撮像観測小型衛星(Ionosphere.Mesosphere.upper Atmosphere.Plasmasphere mapping Satellite:IMAP 衛星)に極端紫外光撮像装置(Extreme UltraViolet Imager:EUVI)を搭載しプラズマ圏の観測を行う.プラズマ圏を構成する主なイオンのうちHe+とO+はそれぞれ波長30.4nm と83.4nm において共鳴散乱を起こすため,これら両者の波長の光を撮像することでプラズマ圏におけるプラズマ密度分布と電子の総量を見積もることができる.EUVI は一枚の反射鏡とバンドパスフィルタ,2次元検出器で構成される直焦点反射型望遠鏡である.これまで波長30.4nm の光を撮像するための光学系にはMo/Si の多層膜反射鏡が主に用いられてきた.しかし,EUVI の小型衛星搭載を実現するためには多層膜鏡の反射率を向上させ,装置全体の小型・軽量化を図る必要がある.そこで今回我々は新たにMg とSiC の層を組み合わせた多層膜鏡を開発し,波長30.4nm における反射率を測定した.その結果,入射角27deg において34%という従来の多層膜鏡よりもはるかに高い反射率を達成していることを確認した.また,大気中および真空中におけるMg/SiC 多層膜反射鏡の安定性を調べ,大気中に保管することで反射率が変化する可能性があることがわかった.
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ADVANCES IN X-RAY/EUV OPTICS AND COMPONENTS II 6705 V7050-V7050 2007年 査読有りA multilayer coating mirror of Mo/Si is usually used for space science in the spectral range of extreme ultraviolet (EUV), especially for He-II (30.4 nm) radiation, because it is highly stable under vacuum and atmosphere. It has the fairly high reflectivity of 15-20%. However, the space science community needs the coating of higher reflectivity at 30.4 rim radiation for the future satellite missions, especially for the small satellite (to reduce the size of optics). In this work, for developing a new multilayer mirror for He-II radiation, we report the performance of a multilayer consisting of Mg/SiC and the aging in reflectivity under atmosphere and vacuum.
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地球電磁気・地球惑星圏学会総会及び講演会予稿集(CD-ROM) 122nd ROMBUNNO.B009-P013 2007年
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宇宙航空研究開発機構研究開発報告 JAXA-RR- 5(05-022) 16P-14 2006年3月24日我々はBepiColombo水星探査計画において水星表層探査機(Mercury Planetary Orbiter: MPO)に搭載される紫外線分光観測装置(Probing Of Hermean Exosphere By Ultraviolet Spectroscopy: PHEBUS)の開発を進めている.PHEBUSは紫外線領域にある水星大気の共鳴散乱光の検出を目的としており,特に極端紫外領域に高い感度をもつことが特徴である.この装置の極端紫外光検出部にはマイクロチャンネルプレート(MCP)という二次元電子増倍器を用いる.本論文ではMCPの量子効率の向上について検証した結果を報告する.MCPは量子効率を向上させるために仕事関数の小さな物質(光電物質)を入射面に蒸着して用いることがある.この手法は紫外線検出には有効であることが知られているが,極端紫外光に対する有効性には未だ一貫した見解は得られていない.そこで我々は極端紫外光に対して量子効率を向上させるための蒸着条件を見出す目的で,以下の実験を行った.(A)電子増倍管を用いた光電物質(CsI)の量子効率の測定.(B)光電物質を蒸着したMCP(以下,光電物質付MCPとする)と蒸着していないMCP(以下,未蒸着MCPとする)の量子効率の測定.(C)入射角を変化させた場合の光電物質付 MCP と未蒸着 MCP の量子効率の測定.その結果,電子増倍管では光電面に光電物質を蒸着することで,量子効率が数倍から数十倍向上することを確認した.しかしバイアス角が12°のMCPに光電物質を蒸着したところ,波長100nm以下の極端紫外光に対しては量子効率の向上は見られなかった.また,光電物質付MCPの量子効率は未蒸着MCPよりも入射角依存性が強く,30°付近で最大の量子効率をもち,未蒸着のものと比べて2倍から5倍に量子効率を向上させられるという結論を得た.
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宇宙航空研究開発機構研究開発報告 5 1-14 2006年3月我々はBepiColombo水星探査計画において水星表層探査機(Mercury Planetary Orbiter: MPO)に搭載される紫外線分光観測装置(Probing Of Hermean Exosphere By Ultraviolet Spectroscopy: PHEBUS)の開発を進めている.PHEBUSは紫外線領域にある水星大気の共鳴散乱光の検出を目的としており,特に極端紫外領域に高い感度をもつことが特徴である.この装置の極端紫外光検出部にはマイクロチャンネルプレート(MCP)という二次元電子増倍器を用いる.本論文ではMCPの量子効率の向上について検証した結果を報告する.MCPは量子効率を向上させるために仕事関数の小さな物質(光電物質)を入射面に蒸着して用いることがある.この手法は紫外線検出には有効であることが知られているが,極端紫外光に対する有効性には未だ一貫した見解は得られていない.そこで我々は極端紫外光に対して量子効率を向上させるための蒸着条件を見出す目的で,以下の実験を行った.(A)電子増倍管を用いた光電物質(CsI)の量子効率の測定.(B)光電物質を蒸着したMCP(以下,光電物質付MCPとする)と蒸着していないMCP(以下,未蒸着MCPとする)の量子効率の測定.(C)入射角を変化させた場合の光電物質付 MCP と未蒸着 MCP の量子効率の測定.その結果,電子増倍管では光電面に光電物質を蒸着することで,量子効率が数倍から数十倍向上することを確認した.しかしバイアス角が12°のMCPに光電物質を蒸着したところ,波長100nm以下の極端紫外光に対しては量子効率の向上は見られなかった.また,光電物質付MCPの量子効率は未蒸着MCPよりも入射角依存性が強く,30°付近で最大の量子効率をもち,未蒸着のものと比べて2倍から5倍に量子効率を向上させられるという結論を得た.
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ADVANCES IN X-RAY/EUV OPTICS, COMPONENTS, AND APPLICATIONS 6317 2006年 査読有りA multilayer coating mirror of Mo/Si is usually used for space science in the spectral range of extreme ultraviolet (EUV), especially for He-H (30.4 nm) radiation, because it is highly stable under vacuum and atmosphere. It has the fairly high reflectivity of 15-20%. But the space science community needs the coating of higher reflectivity at 30.4 nm radiation for the future satellite missions, especially for the small satellite (to reduce the size of optics). In this work, for developing a new multilayer mirror for He-II radiation, we report the performance of a multilayer consisting of Mg/SiC and the aging in reflectivity under atmosphere and vacuum.
共同研究・競争的資金等の研究課題
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日本学術振興会 科学研究費助成事業 国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B)) 2020年10月 - 2024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(B) 2020年4月 - 2023年3月
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宇宙航空研究開発機構 搭載機器基礎開発研究費 2020年5月 - 2021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(B) 2016年4月 - 2019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(B) 2016年4月 - 2019年3月
