[P-CG21] 宇宙・惑星探査の将来計画と関連する機器開発の展望

[PCG21-06] 月面微量水の同位体測定へ向けたCRDS(Cavity Ring-down Spectroscopy)測定装置の開発

山中 千博¹、橋爪 光²、*村山 純平¹、田坂 直也¹ (1.大阪大学大学院　理学研究科、2.茨城大学　理学部)

キーワード：月面水、キャビティリングダウン分光、同位体

月面における水の存在は、月探査において、かねてからその確証が熱望されるテーマであり、近年では資源として利用できる存在量かどうかという議論も盛んになされている。一方、月面水が存在する場合、その起源や挙動など水文学的見地を明らかにすることもまた重要である。そのためには、月面で水を採取し、その同位体測定を行う必要がある。そのための候補の一つとして、我々はCRDS(Cavity Ring-down Spectroscopy)に可能性があると考えている。

CRDSとは、赤外半導体レーザーを用い、その波長を試料の同位体吸収線に同調させるとともに、超高反射鏡を用いた光トラップ共振器で共振させ、それから得られた吸収緩和の時間変化から水同位体の定量を行う分光法である。現在、我々は衛星搭載用装置の前段階として、実験室的環境下のCRDSを用いて、室内大気の測定を行っているが、月面水の起源を同定するための水素同位体比の要求精度D=100‰　を実現できている。現在の装置の不安定性は振動、温度変化に対する対応が取られていないことによるもので、今後改善を行うことにより、さらなる性能向上の獲得を期待できる。現在、実際の水蒸気の同位体比の測定を進めており、酸素同位体を含めた水同位体比測定のノウハウ獲得を目指す。