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同期電波源による惑星測地

使用同步无线电源的行星大地测量

基本信息

批准号：
08874045
负责人：
河野宣之
金额：
$ 0.51万
依托单位：
National Astronomical Observatory of Japan
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
1996
资助国家：
日本
起止时间：
1996 至 1997
项目状态：
已结题

项目摘要

月・惑星探査において重要な手段の一つである測地・力学的測定は、地球において最も高精度で行われて来たが、月・惑星においては著しくその精度は劣るため、地球に匹敵する惑星の研究は未だ不可能である。地球における自転運動や地殻変動の測定ではVLBIによりそれまでの数mから一気に数cmの精度が実現された。しかし、この手法をそのまま惑星に適用すると、測定誤差が天体までの距離に比例して大きくなるため、例えば火星においては100m程度になってしまう。そこで、VLBIの測定原理を全く逆にし、惑星上の2電波源が同期した電波を出し、地球の1点で受信する事により、電波源間の距離を数cm以下の誤差で測定できる同期電波源による測地法(逆VLBIと呼ぶ)を考案した。本研究では月・惑星において自転運動を地球と同等の精度で観測できるこのような観測装置の可能性と観測法を明らかにし、またこの装置を用いて月・惑星について観測可能な現象と測定精度を明らかにした。以下に具体的な主要成果を示す。システム検討では、1)惑星上の2電波源間の距離を3cm以下の誤差に押さえるには、衛星仲介法が同期誤差測定において唯一可能な方法である。2)各電波源に必要な周波数安定度は1×10[-12]であり、衛星搭載実績を周波数標準が既にある。3)送信電力は1W、重量は数キログラム程度でよい。これらの検討から本装置は探査機に搭載可能である。観測可能な現象については、1)自転周期・軸方向の精密測定。2)火星の衛生と他の惑星による才差、章動の観測と内部構造の研究。3)火星の大気、砂の移動による自転速度の変動の可能性もある。相対論効果については、1)火星の自転によるSagnac効果として周波数変動は最大10[-10]。2)火星の楕円軌道による太陽重力場の変化で10[-9]の周波数変化等を考慮する必要がある。

An important means of lunar and planetary exploration is the determination of geodesy and mechanics, which is the most accurate way to conduct lunar and planetary exploration, and the study of planetary exploration is impossible. The measurement of earth motion and crustal motion is carried out with VLBI accuracy of several m and several cm. For example, the measurement error is the ratio of the distance between the celestial body and the star, and the measurement error is the ratio of the distance between the celestial body and the star. The principle of VLBI and VLBI measurement is completely reversed. The two radio sources on the satellite are in the same period. The radio waves are emitted from the satellite. The signal is received at one point on the earth. The error between the radio sources is less than a few cm. The synchronous radio wave source is measured by geodetic method (reverse VLBI). This paper studies the possibility of measuring the moon, the stars and the earth with the same accuracy, and the accuracy of measuring the phenomenon with the same accuracy. Specific key results are shown below. 1) The distance between two radio sources on a satellite is less than 3 cm, and the satellite intermediate method is the only possible method for determining the synchronization error. 2)The required frequency stability of each radio source is 1×10[-12], and the frequency standard of satellite loading performance is 2. 3)The transmission power is 1W, and the weight is 1 W. This device may be equipped with a detector. 1) Precision measurement of self-rotation period and axial direction. 2)A study on the internal structure of Mars and its health, other planets, and its nutation. 3)The possibility of a change in the velocity of Mars and the movement of sand. 1) The maximum number of cycles is 10[-10]. 2)It is necessary to consider the transformation of the solar gravity field in the orbit of Mars and the transformation of the cycle number.