2012年9月14日
このたび、福原始 工学研究科博士後期課程学生、小嶋浩嗣 生存圏研究所准教授、石井宏宗 工学研究科学生、岡田聡 工学研究科学生（現?三菱電機株式会社）、山川宏 生存圏研究所教授のグループは、宇宙電波環境を計測する電波観測装置の小型化に成功しました。
本研究成果は、英国科学誌Measurement science and technologyにて2012年9月14日オンライン公开されました。
概要
宇宙空间は、プラズマという电离気体で満たされています。通信卫星や気象卫星、国际宇宙ステーションも、この宇宙プラズマ中を飞翔しています。この宇宙プラズマ中では、それを构成している电子やイオンの动きによって电波が発生しています。宇宙プラズマ中の电子やイオンはお互いに衝突することなく、この电波を通じてエネルギーを交换しています（図1）。したがって、この电波（プラズマ波动と呼びます）を観测することで、宇宙空间で発生している现象を知ることができます。
図1：プラズマ粒子は、ぶつからなくてもお互いにプラズマ波動を介してエネルギーを授受します。（イラスト: 熨斗千華子氏）
本学では、人工衛星に観測器を搭載してプラズマ波動を宇宙空間で観測する研究を、国内研究者の中心として日本の科学衛星黎明期から推進してきました（図2）。プラズマ波動観測器と呼ばれるその観測装置は、非常に感度の高い電波受信器であり、その大きさは面積でA4用紙サイズ（210mm×297mm）程度あります。本研究グループでは、このプラズマ波動観測器専用のアナログチップ（ASIC: Application Specific Integrated Circuit）を設計?開発し、プラズマ波動観測器をマッチ箱サイズ（45mm×50mm）にまで小型化することに成功しました（図3）。
図2： 科学衛星で観測されたプラズマ波動の例
図3： 開発したチップのパッケージ（基板左上）を搭載したマッチ箱サイズのプラズマ波動観測器
従来の础4サイズの観测器がマッチ箱サイズにまでに小型化されたことにより、宇宙空间に多数の観测ポイントを设置したり、宇宙ステーションなどの构造物に复数贴り付けたりすることが可能になり、従来の人工卫星のように空间で1点でしか计测できないという欠点を克服することができ、今后人类が宇宙空间の利用を拡大していくにあたってその环境をモニターする装置として活用することができます。现在、実际に宇宙空间で観测を行うためのロケット実験が计画されています。
论文タイトル
[DOI]
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Fukuhara, H., H. Kojima, H. Ishii, S. Okada, and H. Yamakawa,
Tiny waveform receiver with a dedicated system chip for observing plasma waves in space,
Measurement science and technology, 23(10), 105903, 2012.
本研究は、下记机関より资金的支援を受けて実施されました。（いずれも研究代表者：小嶋）
- 科学研究费补助金基盘研究础（平成19年度～22年度、平成23年度～26年度）
- 山田科学振兴财団研究助成（平成21年度～22年度）
- 闯础齿础搭载机器基础开発実験费（平成18年度～19年度、平成24年度）
回路設計は、東京大学大規模集積システム設計教育研究センター（VDEC） を通し、日本ケイデンス株式会社の協力を得て行われました。
さらに本研究は、下记の各社の协力を得ました。
- シリコンソーシアム株式会社
- 株式会社デジアン?テクノロジー
- 明和システム株式会社
- 京都新聞（9月14日 28面）に掲載されました。