飛行時間法を用いた中性ガス質量分析器の開発

概要

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熱圏、電離圏と呼ばれる超高層大気では電離したガスと電離していない中性ガスが混在しお互いに弱い相互作用を通し影響しあっている.電離した成分はさらに上層のプラズマ大気の影響を強く受けているが、中性ガスの方は個々の粒子はそれぞれの過去の履歴を引きずりながら独自の運動をしていると考えられる.原子や分子間の衝突頻度が小さいため流体としての近似が適用できず理論的にも取り扱いが難しい領域である.観測的にも電離気体では普通に行われてきた速度分布関数の観測が実現していないなど、未開拓の部分が多い. 我々は飛行時間測定と位置検出を併用して、中性ガスを構成する原子、分子の質量数、組成毎の速度分布関数を求める方法を考案した.本研究の目的はこの方法を実験室で実証することによって飛翔体搭載への第一歩とすることである.現段階で、1)飛翔体搭載用の測定装置設計に必要な諸パラメータを明らかにした.2)実験により質量分析、質量毎の速度分布の測定がほぼ実現できる段階に到達した.3)計算機上の装置モデルが完成し、実験結果と良く一致するところまで装置のパラメータが押さえられた.
宇宙航空研究開発機構の論文