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金星探査機あかつき

金星探査機あかつき. 地球型惑星の大気. 金星. 地球と同じくらいの大きさ（ 0.95 倍 ） 低速自転（周期 243 日、地球と逆向き）　 海がない 90 気圧の CO 2 大気 硫酸の雲 地表温度 460℃. ベネラ１３号. ベネラ探査機. 鉛直気温分布. 雲層. 地表気圧 92 気圧 大きな熱容量 →放射緩和時間 50 地球年. 水の行方. かつて大量の水（海）があったが、蒸発して紫外線で水素と酸素に分解され、宇宙空間に流出したのかもしれない 金星大気中では重水素の割合が地球の 100 倍.

samson
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金星探査機あかつき

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Presentation Transcript

  1. 金星探査機あかつき

  2. 地球型惑星の大気

  3. 金星 • 地球と同じくらいの大きさ（0.95倍） • 低速自転（周期243日、地球と逆向き）　 • 海がない • 90気圧のCO2大気 • 硫酸の雲 • 地表温度460℃ ベネラ１３号 ベネラ探査機

  4. 鉛直気温分布 雲層 地表気圧 92気圧 大きな熱容量 →放射緩和時間 50地球年

  5. 水の行方 • かつて大量の水（海）があったが、蒸発して紫外線で水素と酸素に分解され、宇宙空間に流出したのかもしれない • 金星大気中では重水素の割合が地球の100倍 重水素：　普通の水素の２倍の重さ。地球では普通の水素の約0.015％。

  6. なぜ二酸化炭素は金星と火星にはたくさんあって地球には少ししかないのかなぜ二酸化炭素は金星と火星にはたくさんあって地球には少ししかないのか 　　→地球では海に溶けたあと地中に運ばれたと考えられる 　　　金星ではすべて大気中にある

  7. マゼラン ベネラ1～16号 マリナー2・5・10号 ビーナスエクスプレス パイオニア・ビーナス ベガ1・2号

  8. 金星大気の超回転（スーパーローテーション）金星大気の超回転（スーパーローテーション） 雲頂（65km）では大気が自転（周期243日）の60倍の速さで自転方向に循環 金星着陸機が降下途中で測った風速の高度分布

  9. 何が惑星の大気循環を決めるのか

  10. 超回転の様々な仮説 加速域 数値モデリングは難航：とくに下層の超回転が難しい。 カギとなる力学過程の観測がない。 成層圏 熱潮汐波 波や乱流 雲 重力波 ケルビン波 対流圏 ハドレー循環 熱潮汐波 北極 赤道 南極 北極 赤道 南極 北極 赤道 南極

  11. 金星＝雲惑星 • どうやって全球を覆うのか • 厚さ20kmもの雲がどうやって作られるのか • 紫外濃淡の起源は何か • 雷はあるか 子午面循環や鉛直対流が鍵 雲 ？ Y字模様

  12. 金星探査機あかつき （PLANET-C ） • 金星周回軌道から雲の下まで透視するリモートセンシングによって地球の兄弟星の気候のしくみに迫る • 超回転はなぜ起こるのか • 子午面循環はどうなっているのか • 雲はどう作られるのか • 雷は起こるか • 活火山はあるか • 打上2010年夏（H2A）、到着同年冬 • ミッション期間　2地球年以上

  13. 近赤外の窓 IRTF2.3um Galileo/NIMS 金星フライバイ時の夜面観測

  14. 大気による吸収が弱い 雲粒による散乱ではエネルギー損失が少ない（多重散乱）

  15. 雷・大気光カメラ（LAC） 雷発光　大気光 「あかつき」搭載観測装置 雲頂温度　　雲頂高度　　成層圏の循環 中間赤外カメラ（LIR） 二酸化硫黄　　未知化学物質　　　　　成層圏の循環 紫外イメージャ（UVI） ミッション系統合計算機（DE） 地表物質　活火山　水蒸気 １mmカメラ（IR1） シーケンス制御 機上データ処理 データ記録 下層雲　　　　一酸化炭素　　　対流圏の循環　 ２mmカメラ（IR2） 大気の鉛直構造 電波科学（RS）

  16. あかつき 気温・硫酸蒸気の高度分布 (電波掩蔽) 大気光　　　　　　 （雷・大気光カメラ） 成層圏 二酸化硫黄　　　（紫外イメージャ） 90 km 雲の温度　　　　　　（中間赤外カメラ） 下層の雲　　　　（1mm/2mmカメラ） 65 km 雲 風速ベクトル　　　　　　　（雲の動きから） 対流圏 50 km 一酸化炭素　　　　（2mmカメラ） 35-50 km 10 km 雷放電　　　　　　（雷・大気光カメラ） 地表面 水蒸気　　　　（1mmカメラ） 活火山・地表物質　　（1mmカメラ）

  17. 観測計画 スーパーローテーションに同期して飛行しつつ、広域の雲や微量ガスや地表面を連続的に撮影、時間変化を動画として可視化 雲の重なり具合を横から見る 軌道周期 30時間 地上局へ クローズアップ　　雲の凸凹を立体視　　　　雷発光・大気光　 大気を水平に貫く電波を地球で受信して気温分布などを観測

  18. パターン追跡による風速場導出 2時間後 Galileo探査機の金星フライバイ時に取得された金星の連続画像 得られた雲移動ベクトルの平均風からのずれ成分 （東大・神山による）

  19. 科学観測機器 (1) • 1μmカメラ IR1 （東京大学・JAXA） • l= 0.9, 0.97, 1.01 mm (近赤外の窓) • 視野12×12°，1024x1024画素, 検出器 SiCCD • 下層の雲, 活火山，地表物質 • 2μmカメラ IR2 （JAXA） • l=1.73, 2.26, 2.32 mm (近赤外の窓), • 2.02 mm (CO2吸収), 1.65 mm (黄道光) • 視野12×12°，1024x1024画素, 検出器 PtSi • 下層の雲, 粒径, 雲頂高度, 下層の一酸化炭素 • 紫外イメージャ UVI （北海道大学） l= 283, 365 nm • 視野12×12°，1024x1024画素, 検出器 SiCCD •  SO2，未同定吸収物質 Galileo (2.3um)

  20. 科学観測機器 (2) • 中間赤外カメラ LIR （立教大・宇宙研） • l= 10 mm • 視野16.4×12.4°，240x320画素, 検出器非冷却bolometer • 雲頂温度 • 雷・大気光カメラ LAC （北大） • 視野16×16°，l= 777, 551, 553, 558, 630 nm • 8x8画素, 検出器 APD (50kHz sampling) • 雷放電, O2 /O 大気光 • 画像処理装置 DE （JAXA） 超高安定発振器 USO （JAXA） • 電波オカルテーション観測 • 気温・硫酸蒸気高度分布

  21. 金星探査機「あかつき」　プレスキット 　「あかつき」の衛星諸元 「あかつき」に採用された 新技術の例 再生測距式 トランスポンダ リチウムイオン電池 高利得平面型 RLSAアンテナ セラミックスラスタ

  22. LIR LAC UVI IR1 IR2 組み立て

  23. ロケット結合アダプターとの適合試験

  24. 振動試験 熱真空試験

  25. 2010年5月21日　打ち上げ フェアリングに収納

  26. 初画像 距離25万キロ UVI 365nm LIR 10μm IR1 0.9μm

  27. 金星到着までの道のり • 金星の公転軌道面は３°傾斜している • 地球から打ち上げられた「あかつき」は地球の公転軌道面に沿って金星に向かう。 • 金星接近時に金星が地球の公転軌道面と同じ位置にあるため、少ないエネルギーで探査機は金星に到着できる。 • [イメージ図] 金星 太陽 金星の公転軌道 地球の公転軌道 • 2010年5月打ち上げ • →2010年12月金星到着予定 地球

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