[P-PS06] Science of Venus: Venus Express, Akatsuki, and beyond

[PPS06-08] 複数の小型衛星を用いた金星衛星間電波掩蔽観測

*安藤 紘基¹、五十里 哲²、今村 剛³、山本 智貴²、川端 洋輔²、佐野 翔子²、杉本 憲彦⁴、高木 征弘¹、佐川 英夫¹、藤澤 由貴子⁴、森本 睦子⁴、阿部 未来⁵、細野 朝子⁶、船瀬 龍² (1.京都産業大学理学部、2.東京大学工学系研究科航空宇宙工学専攻、3.東京大学大学院新領域創成科学研究科、4.慶應義塾大学自然科学研究教育センター、5.慶應義塾大学法学部、6.豊島岡女子学園高等学校)

キーワード：金星、衛星間電波掩蔽観測、小型衛星

Venus Expressや「あかつき」に搭載された分光器・カメラによる撮像観測や望遠鏡を用いた地上観測により、金星大気の水平構造についての知見は着実に増えつつある。しかし、これらの観測ではある特定の高度帯しか見えない。また、GCMをはじめとする数値モデルを用いた研究の進展も目覚ましいが、光学機器では特定の高度における大気の水平構造を観測するため全球的な答え合わせができていない。特に、大気の鉛直構造に関する知見が不足している。
探査機による光学機器観測と並行して実施されているのが、電波掩蔽観測である。電波掩蔽観測とは、地上局から見て探査機が惑星の背後に隠れる時または背後から現れる時に探査機から無変調電波を地上局に向けて射出し、探査機の軌道運動と大気の屈折によるドップラーシフトに伴う受信周波数の時間変化から気温の高度分布を高精度（温度測定誤差~0.1 K）・高分解能（高度分解能~1 km）で取得する手法であり、大気の鉛直構造を調べるのに有用である。しかし、従来の電波掩蔽観測では、探査機の軌道や探査機・惑星・地球の位置関係によって、観測範囲や観測機会が制限されるという弱点がある。これを克服する一つの手段が、衛星間での電波掩蔽観測である。
我々は、複数の小型衛星を用いた金星での衛星間電波掩蔽観測について工学と理学の両面から考察してきた。本案では、衛星間電波掩蔽観測は母衛星１機と子衛星２機で為されると仮定し、投入・軌道遷移に必要な燃料消費量と観測点数とをトレードオフした結果、スーパーローテーションの周回周期（４地球日）で179回の電波掩蔽観測が実施でき、観測点は全球に疎らに分布することがわかった。短期間で全球的に気温の高度分布を得られることは、気温・気圧の４次元データを取得することと等価である。この４次元データに加えて、サブミリ波観測や紫外・赤外カメラによる撮像観測が実施できれば、大気構造だけでなく雲物理・大気化学の考察に繋がるであろう。また、データ同化との融合によって精密な金星気象モデルの構築も可能であると期待される。本発表では、本案についての工学・理学それぞれの考察に関する進捗状況について話すと共に、今後の展望についても言及する。