Development of independent mass determination method for interplanetary dust detector with piezoelectric PVDF film

压电PVDF薄膜行星际尘埃探测器独立质量测定方法的研制

• 批准号: 20K14493
• 负责人: 平井 隆之
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Chiba Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K14493/
• 关键词: 圧電性PVDFフィルム; 固体微粒子; 宇宙塵; 超高速衝突; 自由落下衝突; 表面波; 惑星間ダスト; 圧電素子; 微粒子衝突センサ; 太陽系探査; 小天体

本年度はCOVID-19の直接的影響（実験の中止など）は受けずに実験を実施することができた。ただし、実験施設側のマンパワーリソースの減少やそれによる加速微粒子の速度出しノウハウの喪失、衛星プロジェクト搭載観測装置の較正実験を優先した実験装置利用など、様々な間接的制約・影響があった。国内実験においては、2022年11月16日に無事打ち上げられたNASAの新型ロケット「SLS」に搭載されたダスト検出器「CLOTH」の較正実験において、これまで困難であった10ミクロンオーダーの微粒子を単発でダスト検出器に衝突させる方法を確立することができた。昨年度の報告のとおり、単発衝突手法の鍵となる技術そのものは確立できていたが、散弾で撃ち出した微粒子群がストッパー板に衝突する際に発生する振動ノイズが測定信号に混入していることが発覚し、本年度はその除去方法の検討に時間を費やした。結果的にダスト検出器をチェンバー上部から吊るし、ストッパーとの距離も従来よりも大きくするなどして、振動ノイズを十分に低減することができた。その結果、従来想定していたよりも検出感度が高いことがわかり、より多くダストを検出できうることが示唆された。米国MITでの実験では、昨年度の実験体制再構築を進め、安定的にデータ取得できる状況までたどり着いた。しかし、COVID-19以前の超高速度を達成できない状況が続いている。これはレーザーの出力や集光レンズの設置距離といったノウハウが、先方のスタッフや学生の異動により失われてしまったことが大きく影響していると考えられる。成果発表としては上述のダスト検出器の較正実験結果等で4件の国内発表を行った。

During the year, the direct impact of COVID-19 was not affected. The acceleration of particle velocity is a priority for the implementation of satellite measurement devices. On November 16, 2022, NASA's new "SLS" equipped with the "CLOTH" detector was successfully implemented in China. It was difficult to establish a method for the detection of micro-particles. In the previous year's report, the key to the detection and collision method was established, and the vibration generated during the collision of the particle population was detected. In this year's report, the time spent in the investigation of the removal method was reduced. The upper part of the detector is suspended, and the distance between the detector and the detector is reduced. The result of the test is that the test is very sensitive, and the test is very sensitive. MIT's ongoing efforts to restructure the country's infrastructure and achieve stability have led to significant progress. Before COVID-19, the ultra-high speed was achieved. This is the first time that a student has been affected by a change in his or her output. The results show that there are four domestic development projects in China, such as the correction results of the above-mentioned detection devices.

项目成果

マサチューセッツ工科大学(米国)

麻省理工学院（美国）

超小型深宇宙探査機EQUULEUSに搭載する多層断熱材一体型ダスト計測器CLOTHの開発状況2021

安装在超小型深空探测器 EQUULEUS 2021 上的集成多层绝缘材料的灰尘测量仪 CLOTH 的开发现状

• 发表时间: 2021
• 作者: 平井隆之，矢野創，長谷川直， 新井和吉，岩田翔也，中澤淳一郎

超小型探査機EQUULEUS搭載宇宙塵検出器「CLOTH」の初期運用と観測計画

微型探测器EQUULEUS上的空间尘埃探测器“CLOTH”的初始运行和观测计划

• 发表时间: 2023
• 作者: 矢野 創;平井 隆之;岩田 翔也;中澤 淳一郎;藤井 雅之;新井 和吉;藤原 正寛;布施 綾太;五十里 哲;石川 晃寛;川端 洋輔;近藤 宙貴;三好 航太;中島 晋太郎;船瀬 龍
• 通讯作者: 船瀬 龍

EQUULEUSへ搭載のダスト検出器CLOTHにおける地上校正実験:センサ部内部のPETネット層による影響評価

EQUULEUS中安装的灰尘探测器CLOTH的地面校准实验：评估传感器部分内部PET网层的影响

• 发表时间: 2022
• 作者: 岩田翔也，平井隆之，中澤淳一郎，長谷川直， 新井和吉，矢野創

6Uクラス超小型深宇宙探査機EQUULEUSに搭載する多層断熱材一体型ダスト計測器CLOTHによる月－地球圏ダスト環境計測

使用CLOTH进行月地球尘埃环境测量，CLOTH是一种集成多层绝缘材料的尘埃测量仪器，安装在6U级超紧凑型深空探测器EQUULEUS上

• 发表时间: 2022
• 作者: 前島大樹;小田原厚子;西畑洸希;下田正;大上能弘;飯村俊;金谷晋之介;大谷優里花;浜野勇哉;関口直太;浅川寛太;C.D.P Levy;M.R.Pearson;J.Lassen;R.Li;Yasuhiro Yamaguchi;平井隆之
• 通讯作者: 平井隆之