Investigation of three-dimensional structure of solar storms using the radio observation with leading-edge digital signal processing

利用尖端数字信号处理的射电观测研究太阳风暴的三维结构

• 批准号: 21H04517
• 负责人: 岩井 一正
• 金额: $ 27.04万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-05 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H04517/
• 关键词: 太陽嵐; 宇宙天気予報; 電波観測; フェーズドアレイ; デジタル信号処理; 宇宙防災; FPGA

太陽ではフレアに代表される爆発現象が頻発し、1000メガトンにもなる大気の塊が秒速2000kmもの超音速の爆風「太陽嵐」となって放出される。しかし、太陽嵐の伝搬の過程はよくわかっておらず、地球への到来予報には大きな誤差がある。そこで本研究では、宇宙空間を伝搬中の太陽嵐の3次元構造を解明することを目的とする。手法としては、独自のデジタルフェーズドアレイ技術を用いた新しい電波観測装置を開発し、地上から太陽嵐の異なる4箇所を同時にスキャンする世界初の観測を実現することで、高速に移動する太陽嵐の構造を素早く正確に導出する。そのデータを用いたデータ同化シミュレーションから太陽嵐の伝搬を再現する。時事刻々と地球に迫る太陽嵐の3次元構造を導出するには、一度に複数の電波天体を追尾観測することが効果的である。そこで、本研究では一度に4方向を同時に追尾観測できる新型フェーズドアレイ装置を開発することを目的とした開発研究をこなった。初年度には64個のアナログ入力信号を同時にデジタル化し、８方向を同時に観測できるデジタルバックエンドの開発を行なった。本装置は多数のAD変換器とFPGAを接続して構成するため、世界的な半導体不足の影響を大きく受け、納品が年度末に間に合わなかったため、繰越が発生したが、2年目にデジタルバックエンドは完成した。検討時間を多くとれたことでより効率的な実装方法を発見し、当初の予定（４方向）が８方向にまで向上しており、全体としては想定以上にインパクトの高い成果を出すことができた。

The solar haze represents the explosion phenomenon, which occurs frequently, 1000 kilometers per second, and the supersonic explosion wind of 2000 kilometers per second. The process of the sun's arrival is not accurate, the arrival of the earth is not accurate. The purpose of this study is to understand the three-dimensional structure of solar haze in outer space. In addition, a new radio wave observation device using our own digital audio technology has been developed, allowing the world's first observation to be achieved simultaneously at four different locations on the ground and in the sun haze. This way, the structure of the sun haze moving at high speed can be accurately derived as soon as possible. The sun's rays are reflected in the sun's rays. News: The Earth is forcing the solar haze to form a three-dimensional structure. This study aims to develop a new type of vehicle for simultaneous rear end detection in four directions. At the beginning of the year, there were 64 simultaneous detection of the input signal, 8 simultaneous detection of the input signal, and 3 simultaneous detection of the input signal. The device is composed of most AD converters and FPGAs, and is greatly affected by the semiconductor shortage in the world. For example, if you are looking for a way to install the system, you can see that the system has been installed in the 4 directions.

项目成果

IPS based heliospheric MHD simulation for the space weather forecasting

基于 IPS 的日光层 MHD 空间天气预报模拟

• 发表时间: 2021
• 作者: 坂野井 健;吹澤 瑞貴;平原 聖文;三好 由純;浅村 和史;斎藤 義文;小嶋 浩嗣;北村 成寿;西山 尚典;村瀬 清華;川村 美季;坂口 歌織;石井 守;Kazumasa Iwai
• 通讯作者: Kazumasa Iwai

Space Research Institute(オーストリア)

空间研究所（奥地利）

IPS観測による太陽圏研究の展望と次世代太陽風観測装置

利用IPS观测和下一代太阳风观测装置进行日光层研究的前景

• 发表时间: 2021
• 作者: 浅村 和史;小嶋 浩嗣;滑川 拓;三谷 烈史;菊川 素如;深澤 伊吹;栗田 怜;三宅 雄紀;臼井 英之;岩井一正
• 通讯作者: 岩井一正

BepiColombo’s Cruise Phase: Unique Opportunity for Synergistic Observations

BepiColombo 的巡航阶段：协同观测的独特机会

• DOI: 10.3389/fspas.2021.718024
• 发表时间: 2021
• 期刊: Frontiers in Astronomy and Space Sciences
• 影响因子: 3
• 作者: Hadid L. Z.;Gnot V.;Aizawa S.;Milillo A.;Zender J.;Murakami G.;Benkhoff J.;Zouganelis I.;Alberti T.;Andr? N.;Bebesi Z.;Califano F.;Dimmock A. P.;Dosa M.;Escoubet C. P.;Griton L.;Ho G. C.;Horbury T. S.;Iwai K.;et al
• 通讯作者: et al

University of Leicester/RAL Space(英国)

莱斯特大学/RAL Space（英国）