プラズマ波動・電場観測器 (Plasma Wave Experiment, PWE)

担当者

PI

  • 笠原 禎也 (金沢大学)

Co-PI

  • 笠羽 康正 (東北大学)
  • 小嶋 浩嗣 (京都大学)
  • 八木谷 聡 (金沢大学)

Co-I

  • 石坂 圭吾 (富山県立大学)
  • 熊本 篤志 (東北大学)
  • 土屋 史紀 (東北大学)
  • 尾崎 光紀 (金沢大学)
  • 井町 智彦 (金沢大学)
  • 三好 由純 (名古屋大学)
  • 松田 昇也 (名古屋大学)
  • 栗田 怜  (名古屋大学)
  • 中川 朋子 (東北工業大学)
  • 疋島 充 (JAXA/ISAS)
  • 加藤 雄人 (東北大学)
  • 三澤 浩明 (東北大学)
  • 木村 智樹 (理化学研究所)

参考文献

PWE Overall

Kasahara, Y., Y. Kasaba, H. Kojima, S. Yagitani, K. Ishisaka, A. Kumamoto, F. Tsuchiya, M. Ozaki, S. Matsuda, T. Imachi, Y. Miyoshi, M. Hikishima, Y. Katoh, M. Ota, M. Shoji, A. Matsuoka, and I. Shinohara, The Plasma Wave Experiment (PWE) on board the Arase (ERG) satellite, Earth, Planets and Space, doi:10.1186/s40623-018-0842-4, 2018.

WPT/EFD

Kasaba, Y., K. Ishisaka, Y. Kasahara, T. Imachi, S. Yagitani, H. Kojima, S. Matsuda, M. Shoji, S. Kurita, T. Hori, A. Shinbori, M. Teramoto, Y. Miyoshi, T. Nakagawa, N. Takahashi, Y. Nishimura, A. Matsuoka, A. Kumamoto, F. Tsuchiya, and R. Nomura, Wire Probe Antenna (WPT) and Electric Field Detector (EFD) of Plasma Wave Experiment (PWE) aboard the Arase satellite: specifications and initial evaluation results, Earth, Planets and Space, 69(1), 174., doi:10.1186/s40623-017-0760-x, 2017.

MSC

Ozaki, M., S. Yagitani, Y. Kasahara, H. Kojima, Y. Kasaba, A. Kumamoto, F. Tsuchiya, S. Matsuda, A. Matsuoka, T. Sasaki, and T. Yumoto, Magnetic Search Coil (MSC) of Plasma Wave Experiment (PWE) aboard the Arase (ERG) satellite , Earth, Planets and Space, doi:10.1186/s40623-018-0837-1, 2018.

WFC/OFA

Matsuda, S., Y. Kasahara, H. Kojima, Y. Kasaba, S. Yagitani, M. Ozaki, T. Imachi, K. Ishisaka, A. Kumamoto, F. Tsuchiya, M. Ota, S. Kurita, Y. Miyoshi, M. Hikishima, A. Matsuoka and I. Shinohara, Onboard Software of Plasma Wave Experiment aboard Arase: Instrument Management and Signal Processing of Waveform Capture/Onboard Frequency Analyzer, Earth, Planets and Space, doi:10.1186/s40623-018-0838-0, 2018.

HFA

Kumamoto, A., F. Tsuchiya, Y. Kasahara, Y. Kasaba, H. Kojima, S. Yagitani, K. Ishisaka, T. Imachi, M. Ozaki, S. Matsuda, M. Shoji, A. Matsuoka, Y. Katoh, Y. Miyoshi, and T. Obara, High Frequency Analyzer (HFA) of Plasma Wave Experiment (PWE) onboard the Arase spacecraft, Earth Planets Space, doi:10.1186/s40623-018-0854-0, 2018.

基本スペック・計測物理量

電界センサ

日本飛行機と東北大学で開発。

  • WPT (Wire-Probe Antenna): 15-mワイヤアンテナ 4本
       電界 DC ~ 10 MHz, 2軸 (EU, EV)

磁界センサ

日本飛行機と金沢大学で開発。

  • MSC (Magnetic Search Coils)
       磁界 1 Hz ~ 100 kHz, 3軸 (Bα, Bβ, Bγ)

低周波受信器: EWO (EFD/OFA/WFC)

三菱重工と京都大学・金沢大学・東北大学・富山県立大学で開発。

  • EFD (Electric Field Detector)
       DC ~ 200 Hz (電界波形・スペクトル)
    • EFD-DPB (Double Probe)
         波形 (64 Hz (Apo[遠地点]-mode) or 256 Hz(Peri[近地点]-mode)
         スペクトル (f=1-224 Hz)
    • EFD-SPB (Single Probe)
         波形 (8 Hz)
    • EFD Burst
         EFD-DPB (512 Hz), EFD-SPB (128 Hz)を連続/断続的に観測
  • OFA (Onboard Frequency Analyzer)
       10 Hz ~ 20 kHz (電界スペクトル)
       1 Hz ~ 20 kHz (磁界スペクトル)
    • OFA-SPEC: power spectrum (以下の4モードから選択)
         Δt=0.5 s (# of frequency: 66 pts)
         Δt=1 s (# of frequency: 132 pts)
         Δt=2 s (# of frequency: 264 pts)
         Δt=4 s (# of frequency: 528 pts)
    • OFA-MATRIX: spectral-matrix
         OFA-SPECと連動し、時間分解能が1/8
         (OFA-SPECがΔt=0.5 sならΔt=4 s、周波数分解能は同一)
    • OFA-COMPLEX: instantaneous spectrumの実部・虚部
         OFA-MATRIXと時間・周波数分解能は同じ
  • WFC (Waveform Capture)
       10 Hz ~ 20 kHz (電界波形)
       1 Hz ~ 20 kHz (磁界波形)
    • Chorus Burst: 65,536 Hz, 電磁界5成分を間欠観測 (8 s/shot (nominal))
    • EMIC Burst: 1,024 Hz, 電磁界5成分を間欠観測 (3 min/shot (nominal))

高周波受信器: HFA

明星電気と東北大学で開発

  • HFA (High Frequency Analyzer)
       10 kHz ~ 10 MHz (電界スペクトル, # of frequency: 480 pts, Δf/f<2.5%)
       10 kHz ~ 100 kHz (磁界スペクトル, # of frequency: 160 pts, Δf/f<2.5%)
    • EE-mode (電界2成分, Δt=8 s (nominal) or 1 s, 2 s, 16 s (optional))
    • LR-mode (電界2成分, Δt=8 s (nominal) or 1 s (optional))
         電界直交2成分をオンボードでLH,RHに分離
    • EB-mode (電界1成分 + 磁界1成分, Δt=8 s (nominal) or 1 s (optional))
    • Plasmapause mode (電界1成分, Δt=1 s (nominal))
       (オプションモード)
    • 波形出力mode (イベントトリガ式, 0.082 ms長 (25 Msps) 及び0.82 ms長 (2.5 Msps))
    • 高周波数分解能mode (Δf=1.2 kHz (<1 MHz) or Δf=12 kHz (>1 MHz))
         帯域幅・Ch数・時間分解能は設定による。
       プラズマ密度計測のためのUHR周波数検出 (Δt=1 s)

その他の情報

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