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音響光学素子を用いて、太陽吸光法により成層圏の大気微量成分を測定するための新しい分光器を開発した。分光器の主な構成は、音響光学素子、音響光学素子に印加する高周波を作る高周波発信機そして光検出器としての光電子増倍管である。重量は4.0kg、消費電力は5.0Wである。本分光器の分光波長範囲は410〜460nm、波長分解能は0.85nmである。2002年9月12日三陸大気球観測所において、本観測器を搭載し成層圏NO2を観測する気球実験が行われた。実験は成功し、解析の結果、高度30kmで3.0x10(exp 9)cm(sup -3)のNO2密度ピークがあることがわかった。この結果は衛星UARSに搭載されているHALOEによって本実験の10日後に観測されたNO2高度分布と非常に良く一致していることがわかった。, A spectrometer has been developed that uses an acousto-optic tunable filter (AOTF) to measure minor constituents of troposphere and stratosphere by sun light absorption. The spectrometer consists of an AOTF, an RF generator to drive the AOTF and a photomultiplier to detect the light selected with AOTF. The weight of the instrument is 4.0 kg and power consumption is 7.0 W. A wavelength range to be scanned by spectrometer is 410 to 460 nm, and resolution of wavelength is 0.85 nm. A balloon (BT5-21) which accommodates the newly developed instrument was launched to measure NO2 at Sanriku Balloon Center on September 12, 2002. The results that was obtained successfully showed that height of NO2 maximum is 30 km and NO2 maximum density is 3.0 x 10(exp 9) cm(sup -3). The value agrees quite well with that obtained with UARS (Upper Atmospheric Research Satellite) 10 days after the balloon launch., 資料番号: AA0046714005, レポート番号: JAXA-RR-03-001

宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究本部大気球観測センターでは、プログラマブル・ロジック・デバイス(PLD)を用いたPCMコマンドデコーダの開発を2001年から進めている。2001年にはALTERA社のFPGA、MAX7000ファミリを用いて、松坂らが開発した従来の簡易PCMコマンドデコーダをPLD化したコマンドデコーダを試作した。2001年8月26日に三陸大気球観測所において気球に搭載し、実証試験を行ない、高度30kmの気球環境においてコマンドデコーダとしての性能が十分あることを確認した。2002年から2003年にかけて、Xilinx社の低消費電力CPLDデバイス、CoolRunnerを用いた開発を進めた。PLDの特徴を最大限活かし、多チャンネルのパラレルコマンド、およびシリアルコマンドをサポートする仕様とし、かつ、10mAという低い消費電流での実装を実現した。2003年9月19日に三陸大気球観測所にて気球に搭載して動作試験を行い、高度43.5kmの気球環境で充分な性能を発揮することを確認した。, A new command decoder has been developed in these three years as a project of the ISAS/JAXA balloon group. It utilizes PLD (Programmable Logic Device), in order to establish both multi-channel discrete commands and serial commands by keeping its weight light. By using an ALTERA's FPGA device from MAX 7000 family, the first trial product was given in 2001. Through an onboard trial performed on August 26 2001, the new command decoder was found to work in an environment where balloons are used. In this first trial, power was not optimized, and its current consumption appeared to be very high, approximately 100 mA. This problem was fixed in a 2nd trial product developed in 2002 to 2003. The 2nd trial product utilizes the CPLD device, CoolRunner XPLA3, given by Xilinx, and established very low current consumption, approximately 10 mA. It also supports 20 channel discrete commands and 8 bit serial commands. The basic specifications were confirmed through onboard trial on September 19, 2003., 資料番号: AA0046714002, レポート番号: JAXA-RR-03-001

資料番号: AA0046920031

資料番号: AA0046651017

資料番号: AA0046651011

資料番号: AA0046651013

資料番号: AA0046651001

資料番号: AA0046651032

著者人数: 40名, 資料番号: SA1003538000

資料番号: AA0046651012

資料番号: AA0046651015

資料番号: AA0046651022

資料番号: AA0046651009

資料番号: AA0046651016

資料番号: AA0046651038

資料番号: AA0046651027

資料番号: AA0046651026

資料番号: AA0046651037

著者人数: 33名, Accepted: 2003-05-02, 資料番号: SA1003539000

日本では，観測器の回収は全て海上で行っている．宇宙科学研究所気球工学部門では，原則として海上に降下させた大型気球および観測器はできるかぎり回収を行うように努力をしてきた．また，１９９６年より回収作業に回収船とヘリコプターを用い，海上と空から捜索を行うことによって回収率の向上を計ってきた．しかし，天候の状態によっては，その日の回収が困難な場合もあり，天候の回復を待って回収作業を行うこととなる．我々は，海上に観測器が降下した後も１週間程度電波を送信しづけるシステムの開発を研究してきた．１９９８年より，漂流している観測器の位置を正確に知るために，GPS（Global Positioning System）受信装置とNOAA衛星を用いたARGOS送信装置を組み合わせた回収システムの開発を行い，観測器の回収をより確実なものにする方式を取り入れた．２００１年に完全防水自立型GPSアルゴスシステムの開発に成功し，実際に気球に搭載して，その飛翔性能試験を行った．飛翔試験の結果は，大変良好であり，将来の回収システムの基本機器として使用できる目処が立ち，大変有効なシステムであることが実証された．本論文では，今回開発・製作したGPSアルゴスシステムの概要および性能評価と将来に向けて更なる開発を行っている現状について報告する．, Every retrieval service of balloons and payloads launched in Japan is provided on the sea. Until now, we have been doing our best to pick up as many balloons and payloads as possible. For example, we have been trying to enhance the retrieval rate by employing both recovery-ships and surveying helicopters since 1996. However, weather often prevents the drifting balloons from being retrieved within a day and in such cases the retrieval process cannot help waiting for the weather recovery. Therefore we developed a system that can continue to transmit a radio wave for about one week after the balloon's splashdown in the ocean. Furthermore, in 1998, we started a development of a new system in which a GPS receiver and NOAA-based ARGOS transmitter are combined, so that we can know the accurate position of the drifting payload, and can ensure its retrieval. In 2001, we succeeded in developing the waterproof self-standing GPS-AROS system, and it has actually been loaded in balloons for the performance confirmation. The results from the performance tests have revealed that the GPS-ARGOS system is quite effective as a basic component of the retrieval service. In this paper, we present a summary of the system including the performance evaluation, and a report on current status of further development for the future advanced system., 資料番号: SA0200103000

宇宙科学研究所気球部門では，１９９１年以来，１０ｋｇ程度の観測器をより高高度に到達させる気球を開発してきた．１９９９年からは，厚み３．４μｍの気球用ポリエチレンフィルムを用いた気球を製作し飛翔実験を重ね，順次気球の大型化を進めてきた．本年，２００２年５月２３日に体積６０，０００ｍ＾３の気球を製作し，飛翔実験を行った．気球は正常に上昇し，高度５３．０ｋｍという気球到達最高高度の世界記録を実に３０年ぶりに塗り変えることに成功した．, The balloon group of the Institute of Space and Astronautical Science(ISAS) has been engaged in the development of such high altitude balloons with a thin film as to lift a light payload with a weight of about 10kg since 1991. From 1999, we made several balloons using the 3.4μm film and repeated test flights with enlarging their volumes step by step. In this year, 2002, we made a balloon with 60,000m^3 in volume and performed a test flight. The balloon reached the altitude of 53.0km, and it revised the world recoded of the highest balloon altitude established 30 years ago., 資料番号: SA0200102000

南極周回長時間宇宙線観測計画「BESS-Polar」において，電力源の確保は最も重要な開発課題の一つである．測定器の消費電力６００Wを２０日間のフライト期間中連続して供給することが求めらるこのシステムは，同時に重量制限３００ｋｇなど気球実験特有の制約も満たさなければならない．これまでのBESS実験で用いられてきた一次電池に代わり太陽電池を使った新しい電力システムの開発が進められており，そのシステムの検証およびエアロダイナミクスの測定を目的として気球実験が三陸にて実施された．本稿では，太陽電池システムの概要を紹介する共に，三陸実験について報告する．, Establishment of a reliable power supply is one of our new challenges to acheive "BESS-Polar experiment", a long-duration balloon flight in Antarctica. The power system is required to enable the detector system operation with a capacity of 600W during a flight period of 20 days, as well as to meet balloon experimental constraints including weight restriction of 300kg. solar battery is newly adapted as a power source, instead of primary battery utilized in the present BESS system. In order to verify performances of the system being developed, a technical balloon flight at Sanriku Balloon Centre was carried out. This report describes the overview of the solar battery system and the outline of the flight., 資料番号: SA0200106000

資料番号: AA0045439021

資料番号: AA0045439015

資料番号: AA0045439007

資料番号: AA0045439017

資料番号: AA0045439002

資料番号: AA0045439004

資料番号: AA0045439031

資料番号: AA0045439030

資料番号: AA0045439003

資料番号: AA0045439006

資料番号: AA0045439014

PPB(Polar Patrol Balloon)BETS(Balloon-borne Electron Telescope with Scintillating fibers)実験の準備が2002年12月の放球に向けて進んでいる。三陸沖で行っていたBETS実験では10〜100GeVの宇宙線電子の測定を行ったが、今回の実験では、約20日間のフライトが可能となる南極周回気球(PPB)を使うことで、低いフラックスとなるさらに高いエネルギー領域＞100GeVの電子の観測を行う。PPB-BETSの検出器は従来型のBETSの手法を継承し、高エネルギーの電子に対応するように改良した。ここでは、PPB-BETS検出器のデータ収集・処理系について紹介する。, 資料番号: AA0045439029

資料番号: AA0045439001

資料番号: AA0045981007

著者人数: 29名, 資料番号: SA1003535000

著者人数: 42名, 資料番号: SA1003534000

宇宙科学研究所気球部門では，１０ｋｇ程度の観測器をより高高度に到達させる気球を開発している．従来，気球用フィルムは既存の５．８μｍ厚のものを用いてきたが，１９９８年に厚み３．４μｍの気球用ポリエチレンフィルムを開発し，かつてない高高度を飛翔する気球開発が可能となった．これを受け，１９９９年にはこのフィルムを用いた最初の気球の製作し，飛翔させることに成功している．その後，順次，気球の大型化を行ない，２０００年に二機の体積５，０００ｍ＾３の気球飛翔を成功させ，２００１年には，体積３０，０００ｍ＾３の気球を用いて遂に日本最高到達高度を更新し，高度５０．７ｋｍまで到達するに至った．また，排気口をつけた気球の開発も開始しており，こちらも２００１年に最初の体積１，０００ｍ＾３の気球を水平浮遊させることに成功した．本論文では，これらの飛翔性能試験の結果について報告する．, The ISAS balloon group has been engaged in the development of the high altitude balloon with a thin film for a light payload of 10kg since 1991. In 1998, we developed the ultrathin film with the thickness of 3.4μm, which is much thinner than the previous film with the thickness of 5.8μm. This film has the potential to develop a balloon exceeding the highest balloon altitude. In 1999, we made the first small balloon with the volume of 1,000m^3 using the film and it successfully reached the altitude of 37km, as reported before. This paper introduce our trial to the highest altitude after the balloon. We have launched two 5,000m^3 balloons in 2000, and one 30,000m^3 balloon in 2001, successfully. The latter balloon reached the highest altitude of 50.7km, which is the highest altitude ever reached by Japanese balloons. We also begin to develop a balloon with the exhaust valve to fly in a level altitude. The first balloon with a volume of 1,000m^3 was also launched in 2001, and it stayed in a level altitude successfully., 資料番号: SA0200093000

BESS実験は1993，1994，1995，1997，1998，1999，2000年の計7回飛翔実験に成功し，宇宙線反陽子スペクトラムの測定を継続的に行ってきた．合計2000例を越える反陽子事象が0.18-4.20GeVの運動エネルギー領域で明確に識別されている．本稿では，これまでのBESSによる反陽子流束測定の成果をまとめる．, The energy spectrum of cosmic-ray antiprotons has been measured by BESS successively in 1993, 1995, 1997, 1998, 1999 and 2000. In total more than 2 x10^3 antiprotons were clearly identified in an energy range of 0.18 to 4.20 GeV. From these successive measurements of the antiproton spectrum at various solar activity, the effect of the solar modulation and the origin of cosmic-ray antiprotons are discussed., 資料番号: SA0200098000

観測装置の大型化およびより高高度における観測を希望する科学者が増えてきたために，平成10年度に三陸大気球観測所の放球場を20m拡張し，その先端に大型放球装置を設置した．大型放球装置の完成により，容積 1，000，000m^3，総浮力2トン程度までの気球を放球することが可能になった．この装置の完成にともない，従来の立て上げ放球方法を改良し，気球被膜により損傷を与えないセミダイナミック放球方式が開発され実用化されてきた．この放球方法は，気球を一気に大型放球装置の上に立て上げる方式であるため，放球時に地上から数百ｍまでの風向・風速を正確に把握する事が放球の正否を決定する大きな要因となる．平成12年度に地上から数百ｍまでの低層風を測定するために，ドップラー音波レーダーを用いた低層風観測装置を導入した．本論文では三陸大気球観測所に設置されたドップラー音波レーダーの機能と有用性について述べ，実際に運用している状況について報告する．, In order to launch larger balloon and heavier payloads, we have extended the launching field by 20m and developed a new launcher at the point of the launching field at Sanriku in 1998. Also, we have developed a "semi-dynamic" launching method wich reduces risks to injure films of a balloon. In this launching method, a balloon is directly set in a uprightly floating situation after an injection of the lifting gas. Under such a circumstance, it is important to get the information of lower atmospheric wind, In 2000, a doppler sonic radar (SODAR) for three-dimensional wind field measurement up to 1,000 meters in height was installed to support the launching operations. This paper describes the function, and the performance of the SODAR., 資料番号: SA0200092000

宇宙線中の高エネルギー電子のエマルションチャンバーによる観測は１９６８年から１９９８年にわたって１３回にわたる気球観測が行われてきた．結果はそれぞれの時点で国際学会等に報告してきたが，ここではこれらを総括して報告することとした．観測の全有効露出量は SΩT＝6.65x10＾5m＾2・s・sr（～7.7m＾2・day・sr） であり，これまで行われた電子観測としては最大の量である．その結果，30GeV付近から３TeVにわたるエネルギースペクルとして Je(E) = (1.42+/-0.26)x10＾-4(100GeV/E)＾3.26+/-0.11/m＾2・s・sr・GeV が得られた．この結果は我々がすでに発表した結果 （Nishimura et al.1980， 以後文献1と呼ぶ）と良く一致している．電子と同時に大気中で発生するガンマ線についても詳しく観測を行い，4g/cm＾2の高度に規格化したエネルギースペクトルとして３０GeVから１０TeVの範囲で Jg(W)=(1.11+/-0.13) x 10^-4(100GeV/W)^2.74+/-0.06/m^2・s・sr・GeV が得られた．ガンマ線の観測は電子の大気効果補正に重要であると同時に，一次宇宙線の絶対強度の推定に重要であり，このガンマ線強度から１００GeV以上の一次陽子の強度を導き出す事が出来る．この論文では観測器としてのエマルションチャンバーが他の観測器と比べて電子観測にすぐれた特性を持っている事，エネルギー決定精度，電子の同定，陽子に対するrejection power，大気補正，ガンマ線スペクトルおよび一次陽子スペクトルの導出等についてやや詳しく述べた．最後にこれらの観測の結果から電子観測の重要性とその加速源について得られた知見について述べた．, The observations of electron spectrum bring us unique information about the sources and propagation of cosmic rays. Although the observational importance of the spectrum at high-energy side has been pointed out, the Emulsion Chamber experiments were the only one which observed the electron spectrum up to TeV region. Successive experiments of cosmic-ray electrons using emulsion chambers since 1977 have yielded about 10 times exposures in total as large as those of our previous experiments (Nishimura. J. et al, 1980). Our total exposure is now about 6.6x10^5m^2・s・sr, including those before 1977, which is one or two order magnitude larger than those of other experiments. This enabled us for the first time to observe the electron spectrum in TeV region. We present here the electron spectrum in the energy range 30GeV to 3TeV at the top of the atmosphere, which is expressed as : Je(E) = (1.42+/-0.26) x 10^-4(100GeV/E)^3.26+/-0.11/m^2・s・sr・GeV. This is essentially the same as our previous results in the low energy side. We also present the atmospheric gamma-ray spectrum at the balloon altitude that was obtained in the course of the data analysis of electrons. The gamma-ray spectrum normalized at 4g/cm^2 altitude is well represented by a single power law spectrum : Jg(W)=(1.11+/-0.13) x 10^-4(100GeV/W)^2.74+/-0.06/m^2・s・sr・GeV, in the range of 30GeV to 10TeV. We can deduce the flux of primary protons in the energy range of 300GeV to 50TeV from this gamma ray data, if we assume a certain model of hadronic interactions. Base on these data, we discussed the origin and propagation of the observed electrons in terms of the diffusion model, and possible spectral fluctuations in the TeV region due to the contribution of a small number of nearby sources., 資料番号: SA0200100000

著者人数: 29名, Accepted: 2001-08-31, 資料番号: SA1003528000

著者人数: 36名, 資料番号: SA1003582000

著者人数: 43名, 資料番号: SA1003533000

著者人数: 34名, Accepted: 2001-01-26, 資料番号: SA1003525000

最近のスーパーカミオカンデの実験で明らかになったニュートリノ振動に関連して，ニュートリノフラックスの絶対値を求めるためのガンマ線強度の高度変化を気球観測により測定している．観測には，一次電子を観測するために開発されたBETS測定器にガンマ線用のトリガーシステムを付加した装置を用いている．2000年度の観測では，これまでよりトリガーシステムを高性能化することにより，信頼度の高いデータが得られている．データ解析により得られた気球高度でのガンマ線フラックスと，核相互作用モデルの異なるシミュレーション計算の比較により，ニュートリノフラックスの計算に必要なモデルの確定を試みている．, We have performed a series of observation of atmospheric gamma rays to determine the absolute flux of neutrinos in relation to presence of the neutrino oscillations which have been claimed by the Super-Kamiokande experiment. The observations were carried out with the BETS instrument which was improved for the gamma-ray detection by adding the trigger system. In 2000, we obtained reliable data by using an optimized trigger system. The gamma-ray fluxes at balloon altitudes were compared with the expected ones by Monte-Carlo simulations using different nuclear interaction models. The best-fit model for the gamma-ray flux is proposed for the calculation of the absolute neutrino flux., 資料番号: SA0200063000

宇宙科学研究所三陸大気球観測所では，スタティック放球方式の一種である立て上げ放球方式を用いて，数多くの大気球の放球を成功させてきた．近年，大型気球の需要が高まり，放球方法の改善と放球場の拡張が必要となっていた．1998年に我々は，新しい大型気球放球装置を用いた放球方法であるセミ・ダイナミック放球方式を開発した．この放球方式は，ガス注入後，ローラー車から気球を解放することによって一気に気球を立て上げ，気球が，観測器直上を固定している大型放球装置の直上にきたとき，大型放球装置から観測器を解放する，という手順で放球を行う．徐々に立てあげていた従来の方式と比べて，ローラーで立て上げて行くときに皮膜を傷つける心配がなくなること，放球作業の時間短縮ができることが利点である．1998年（平成10年）に，飛揚場の先端部分を20m延長し，その延長したほぼ中心部に直径 6 mの回転テーブルを備えた大型気球放球装置を製作した．本ランチャーは，回転テーブルに固定されており，放球時の風向きに合わせて旋回する事が出来る．また，ランチャーに備えた昇降装置により，地面から高さ5mまで観測装置を持ち上げることが可能である．これにより，B1000クラスの大型気球の放球が可能となった．1999年9月6日にこの大型気球放球装置を用いて，最初のテスト気球を放球することに成功し，放球方法および装置の有効性が確認された．, The sanriku Balloon Center (SBC) which belongs to the Institute of Space and Astronautical Science was built in 1971. The launching field of SBC was 140 m in length and 20 m in width. In Japan, the balloon launching method used since 1971 is a kind of static launching method. To launch larger balloons, we have developed a "semi-dynamic" launching method and extended the launching field by 20 m and developed a new launcher in 1998. This new launcher is different from the one used in the dynamic launching method. It is fixed to the ground creating freedom of rotation around the vertical axis. In addition, it is also possible for the launcher to lift a payload up to 5 m height from the ground. We have successfully launched the first test balloon by using this new launching method on September 6, 1999. Utilizing this new launching machine, it has now become possible even in Japan to launch a balloon with a volume of 1,000,000 m＾3 and a total lift of 2 tons., 資料番号: SA0200061000

宇宙科学研究所気球工学部門は，極めて薄いポリエチレンフィルムを用い，重量10kg程度の科学観測機器を高度40km以上まで飛翔させる気球の開発・政策を行っている [1，2，3，4，5，6，7]． 薄膜型高高度気球を予定高度まで飛揚させるためには，気球に損傷を与えず安全・確実に放球できる放球方法の開発も重要な問題である．薄膜型高高度気球の放球法には，従来から一般的に用いられているダイナミックランチング方式と気球を短く折り畳んだ形で地上に配置し，放球するスタテックランチング方式がある．しかし，これらの放球方式は放球時の風の方向や強さによって放球の正否が決まる． この気球は非常に薄いフィルムで作られているため，放球時の風速は2m/秒以下が望ましく，当然放球の機会は限られる． 今回，開発した新しい放球方法は，狭い場所でも，多少風があっても簡単に，少ない人数で放球が可能な放球方式であり，我々はこの放球方法をパッキング放球方式と呼んでいる． この方式は，規定浮力分のヘリウムガスを注入する気球頭部以外の部分を畳んだ状態で包み込んでおき，上空で包み込んだ気球部分の伸長を行うため，気球下部の長さを無視して放球することができる画期的な放球法である．, The ISAS balloon group has been developing and manufacturing plastic balloons made of very thin polyethylene films which can easily reach an altitude of more than 40 km with a payload mass less than 10 kg. To launch the high altitude balloon safely, it is important to develop a launching method. The balloons with thin polyethylene films are normally launched using the dynamic-launching or static-launching method in which the bottom parts of balloons are folded on the ground. These methods depend greatly on the speed and direction of the surface wind at the time of launching. and the most desirable wind speed is less than 2 m/s. Therefore, there are limited opportunities for launching . To launch the thin film ballon easily with very few persons and with certainty, we have developed a new launching method called the packing launch-method. In this method, we pack the uninflated portion of the balloon in a bag. We can ignore the length of balloon in launching since the packed part of the balloon is extended in the sky after launching. and it is possible to launch a large balloon from a launch field of limited size. The packing launch-method is a revolutionary way of launching of the high altitude balloons made of thin polyethylene films., 資料番号: SA0200060000

著者人数: 34名, 資料番号: SA1003526000