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Solar Radiation and Thermospheric Satellite (SRATS) "Taiyo"

ミッションの解説

概要

Taiyo (SRATS) は、超高層大気物理学研究のため、太陽軟X線、太陽真空紫外放射線、紫外地球コロナ輝線などの観測を目的として、東京大学宇宙航空研究所 (現：宇宙科学研究所) が開発した衛星です。鹿児島宇宙空間観測所 (現：内之浦宇宙空間観測所) から、M-3C-2ロケットによって、1975年2月24日に打ち上げられました。1980年6月29日に地球大気に突入して消滅し、運用を終了しました。

衛星の重量は 86 kg、形状は、直径約 70 cm、高さ約 71 cm の八角柱です。近地点高度 260 km、遠地点高度 3,140 km、軌道傾斜角 32 度の楕円軌道を、1周約 120 分で周回しました。

衛星の目的は、太陽のLyman-Alpha放射やX線、地球の紫外線アルベド、正イオンの組成、電子やイオンの密度・温度など、電離層に関するデータを体系的に観測することでした。

観測装置について

Solar X-Ray Detector (SXR)

SXR は、太陽フレアによって発生する太陽X線を観測するためのX線検出器です。5.9-9.5 keV と 9.5-11.5 keVの2つのエネルギー範囲のX線に感度があり、面積は 3 平方 cm、時間分解能は約 8 秒です。荷電粒子にも感度があるので、「たいよう」が近地点高度付近にあるときに、放射線帯の荷電粒子強度分布や軌道上の降水粒子の性質を調べることができます。

Intensity Monitor for Solar Hydrogen Lyman-α Radiation (SXU)

SXUは、太陽全面からの水素 Lyman-Alpha 輻射の強度を測定する装置です。この装置は、特殊な入力制御マスクを備えたイオンチェンバーと、それに付随する電子機器から構成されています。フッ化マグネシウムガラス窓を持ち、一酸化窒素ガスで満たされたイオンチェンバーは、Lyman-Alpha 線を含む狭いスペクトルバンドに感度を持ちます。特殊なマスクは、検出器の角度応答を1パーセント以内の誤差で一定に保つ役割を果たします。付随電子機器は、イオンチェンバーの出力電流を測定し、4秒周期で出力の最大値を保持し、テレメーターに送信します。ライマン-α線 (121.6 nm) は、太陽のクロモスフィアや遷移層の物理状態を探るために利用されます。

Geocoronal and middle ultraviolet radiometers (GMV)

「たいよう」には2台の中紫外放射計 (MUV) と4台の真空紫外光子計 (GUY) が搭載されており、GUY と MUV は目指す研究対象が異なります。しかし、データ取得・処理システムが共通であること、観測モードが類似していることもあり、両者を合わせた実験システムを略してGMVと呼ぶことがあります。

Middle Ultraviolet Radiometer (MUV)

MUV は中紫外線領域 (255 nm および 290 nm) で、地球大気中のオゾンからの太陽光の反射を測定する装置です。これは地球上層大気中のオゾンの垂直分布を研究するのに役立ちます。

Vacuum ultraviolet photon counter (GUV)

GUV は真空紫外線フォトンカウンターで、He+ 30.4 nm, He 58.4 nm, O+ 83.3 nm, O 130 nm, H 102.6 nm の地球コロナを測定します。

Bennett Ion Mass Spectrometer (CPI)

CPI は、ベネット型のイオン質量分析計で、地球の上層大気中のイオンの質量と相対的な濃度を測定します。この装置は、H+、He+、O+ の質量を分離し、イオンの存在割合を調べるのに用いられます。

Retarding Potential Analyzer (RPA)

RPA は、陽イオンの密度と温度を測定する装置です。3枚のグリッドを持つトラップで、1.5 kHz の電圧と1秒の掃引電圧をグリッドに加え、1.5 KHｚの集電電流を測定します。

Electron Temperature Probe (TEL)

TEL は、共鳴整流プローブの一種であり、電子温度の時間的および空間的変動を測定します。4000 K までの温度を測定することができます。

Gyro-Plasma Probe (IMP)

IMP は、電子密度の空間分布とその変動を測定する装置です。300 kHzから16.1 MHzまでの周波数範囲を125ミリ秒ごとに掃引する高周波インピーダンスプローブを使用しています。

得られた成果

Taiyo は、約 5 年間に渡り、太陽活動が静穏な時期の典型的な地球のプラズマ環境に関するデータを取得しました。また、太陽の Lyman-Alpha 線強度等を観測し、その目的を達成しました。 また、西ドイツのAEROS-B衛星との国際共同研究が行われ、類似の観測が双方のデータによって強化されました。

この衛星の成果は、電離層の研究において重要なデータベースを提供し、その後の宇宙科学研究に寄与する貴重な基礎データとなりました。

参考文献

装置論文