酸素プラズマ照射による宇宙風化実験：フォボス帰還試料による火星史復元に向けて

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本研究では、酸素プラズマによる固体惑星試料の宇宙風化実験を行うことで、酸素プラズマが固体惑星試料に与える影響及びその素過程を明らかにすることを目的としている。2024年打ち上げ予定の日本の宇宙探査機MMXがサンプルリターンを計画している火星の衛星フォボスでは、火星から流出する大気により今も酸素プラズマが降り注いでおり、過去の火星大気の流出過程が記録されている可能性がある。そのため、本研究の結果は、日本の火星衛星探査計画（MMX）の取得するデータの解釈に必要な基礎的な知見を与えると共に、火星がいかにして大気を喪失したかを理解する手がかりとなる。当該年度は、固体惑星試料に酸素プラズマを照射可能な真空実験系の構築を行った。実験装置は固体惑星試料を配置する真空チャンバと酸素プラズマを生成する装置から成る。予算が執行可能となった2022年9月以降順次部品を購入し、設計した実験装置の組み上げを行った。最終的に組み上がった実験装置において酸素プラズマが生成・照射されることが可視分光測定によって確認され、実験装置の完成とした。また、実験試料として国際的に流通している模擬フォボス試料を国内の研究者より入手した。これにより、世界で初めてフォボス上において火星流出大気由来の酸素プラズマによって進行していると考えられる宇宙風化反応について、室内再現実験を行うことが可能となった。2023年度は、生成した酸素プラズマの特性評価及び模擬フォボス試料を用いた照射実験を実施する。模擬フォボス試料の酸素プラズマの照射前後における赤外分光測定を実施し、酸素プラズマによる宇宙風化の影響評価と素過程の解明を進める。