窒素振動温度測定器の室内実験による較正と解析手法の改良

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1996年2月に鹿児島宇宙空間観測所より観測ロケット S-310-24 号機が打ち上げられ,窒素振動温度測定器により,高度100〜160km における窒素分子の振動温度・回転温度及び数密度の同時観測が行なわれた.観測結果は高度100kmにおいて振動温度500K以下,回転温度250Kを示し,低太陽活動時の夜間において窒素分子はほとんど振動励起されず,振動温度と大気温度はほぼ一致する予測を実証した. この観測結果をふまえて,振動励起された窒素分子の振動温度を測定するために,改良を施し高性能化した測定器を製作した.測定器には,窒素分子を電離励起する電子ビーム電流を増やす,分光器の対物レンズの口径を2倍にし光量を増加する,分光器内部のミラーを4枚から1枚に減らして光の減衰を抑えるなどの改良を行なった.この高性能化された測定器を用いて,2002年2月にS310-30号機による高度100〜140kmの窒素分子の振動温度・回転温度及び数密度の同時観測が予定されている. 本研究では,この測定器のフライトモデルを用いて得られた測定データに対して,より正確な振動・回転温度を算出する解析手法を検討した.その結果,前回の24号機で無視されたN_2+の発光バンド1N(1,1)を再現する,測定スペクトルの強度を変数としたフィッティングを行なう,温度の誤差となる2Pバンドの効果を取り除く,さらに測定スペクトルに合う装置関数を求めるなどの手法を考案した.これらの新しい解析手法を用いて室内実験による測定データを解析し,測定器の較正と精度についての考察を行なった.
宇宙航空研究開発機構の論文

窒素振動温度測定器の室内実験による較正と解析手法の改良

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