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惑星探査機搭載・非冷却赤外カメラの開発研究

行星探测器非制冷红外相机的研制

基本信息

批准号：
14740289
负责人：
今村剛
金额：
$ 2.3万
依托单位：
Institute of Space and Astronautical Science
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2003
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14740289/
关键词：
惑星探査赤外線ボロメータ惑星大気光学観測非冷却

项目摘要

惑星探査機に搭載する赤外カメラを開発するための基礎研究を行った。検出器としでは、極低温への冷却を要する従来の量子型素子ではなく非冷却ボロメータ素子を採用し、軽量化を図る。大規模なボロメータ素子(240×320画素)が近年開発され、そのような観測装置が現実的となったが、まだ宇宙での実績は乏しい。まず検出器の特性を把握するために、日本の金星探査計画(2009年)で採用を検討しているボロメータ素子を用いて、基礎実験を行った。非冷却ボロメータ素子は通常は常温物体(300K)を対象とするが、金星探査では大気上層の冷たい雲(230K)が撮像対象となるため、ノイズ低減のために工夫を要する。実験では、ヒータで温度制御可能な黒体塗装アルミ板を冷凍庫に入れて撮像対象とし、230Kから300Kまでの様々な温度において画像データを取得した。その結果によれば、低温対象物の撮像画像には次の3種類のノイズが含まれている。(1)時間的に安定した縞状の固定パターンノイズ。検出器の読出し方式に起因すると思われる。(2)画像の周辺の増光。光学系からの熱放射に起因すると思われる。(3)ランダムな時間変動ノイズ上記のうち(1)(2)はオフセットを適切に較正することにより除去可能であり、(3)は数十枚の画像積算により低減できることが実験で確かめられた。これらの結果から、金星探査機搭載の赤外カメラ(波長域9-11μm)において0.3K程度の透過雑音温度を達成できる見込みが得られた。さらに、高エネルギーの放射線が降り注ぐ宇宙空間で長期の使用に耐えるために、耐放射線性の試験を行った。放射線医学総合研究所の粒子線照射施設において、検出器がONの状態で約30kRadを照射したところ、2度ラッチアップしたものの深刻な影響は生じないことが分かった。以上の結果をもとに、搭載機器の試験モデルの設計と試作を行った。

The planet exploration aircraft is equipped with the basic research equipment of Akato Akato Kaikou.検ejector としでは, extremely low temperature へのcooling をする従来のquantum type element ではなくnon-cooling ボロメータprime をadopt し, 軽quantization を図る. Large-scale Nautilus Motoko (240×320 pixels) has been developed in recent years. The detection device of のような妳 is now the となったが, and the universe is the での実achievement of the universe. The characteristics of the まず検devices are grasped by するために, Japan's Venus Exploration Project (2009 )でadopts を検褓しているボロメータ元子を用いて、basic実験を行った. Non-cooled ボロメーprimoko はNormal temperature object (300K) を対Elephant とするが、Venus Exploration では大気The upper layer of the cold cloud (230K) is a photo of the image of the image of the elephant and the low-reduction of the cloud.実験では、ヒータで Temperature control possible な black body coating アルミ board を freezer にれれて image pickup objectとし、230Kから300Kまでの様々なTemperatureにおいてimageデータをGetした.そのRESULTS によれば, 3 types of images of low-temperature objects, には时の3 types, のノイズが CONTAINING まれている. (1) The stability of time is the stability of time.検出器の読出ししcausationすると思われる. (2) The portrait's circumference increases. The cause of the thermal radiation of the optical system is すると思われる. (3) ランダムな时剉动ノイズ上记のうち (1)(2) はオフセットを正入することによりRemove possible であり、(3)はDozens of images are accumulated and reduced できることが実験で正かめられた. The result of the test is that the Venus probe is equipped with an infrared radiation sensor (wavelength range 9-11μm), which reaches a level of 0.3K through the sound temperature.さらに, 高エネルギーの RADIATION REDUCTION が NOTE ぐ Space で LONG-term USE に resistant えるために, RADIO RESISTANT TESTS 験を行った. The particle beam irradiation facility of the Institute of Radiology and Medicine is in the ON state. About 30 kRadをradiation したところ, 2 degrees ラッチアップしたものの深な Impact は生じないことが分かった. The above results are based on the design and trial production of the mounted machine.