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NASA、初の宇宙ナトリウムLiDAR実現を狙う

June, 14, 2017, Greenbelt--NASAの研究チームは、グリーンハウス-検出測定器の最近の進歩を利用することで、世界初の宇宙ベースのナトリウムLiDARを作製して、あまり分かっていない地球の中間圏を研究できると考えている。
 研究チームは、ナトリウムLiDARをさらに進歩させて、飛行に耐えることの証明に成功すれば、International Space Stationに搭載する計画である。
 測定器は、軌道を回る前哨位置から、地表上方40~100マイルの中間圏の化学的性質と動力学との複雑な関係に光を当てることになる。中間圏は、地球の大気が宇宙の真空と接する領域である。
 地球観察測深計測器で達成した進歩とGoddard Space Centerのレーザ技術遺産と結びつけて考え、研究チームは装置の最終的な成功については楽観視している。
 Diego Janchesによると、地球表面からレーザパルスを発するLiDARと同じ原理を適用する。「CO2やメタンの代わりに、われわれはナトリウムの検出を行う。ナトリウムから、中間圏に起こる微小スケールの動力学がわかるからである」。
 ナトリウムは、地球の地殻で6番目に豊富な元素であり、中間圏の特性の有用な追跡子である。この 大気層は金属の他の粒状、鉄、マグネシウム、カルシウム、カリウムなどを含んでいる。これらはすべて地球の大気に触れることで地球外ダストの蒸発によって生ずる。ナトリウムは、検出が最も容易である。ナトリウム層は、中間圏に存在する。
 ナトリウムは、相対的に豊富であるので、上方の大気で起こる小規模の動力学についてより多くの情報を明らかにする高分解能データを供給する。
 研究チームは、589-nm範囲、イエローライトに電気的に調整した装置の開発を始めた。軌道では、LiDARは中間圏でレーザパルスを発し、4~8km幅で、1~3km下方にパルスを送る。
 ナトリウム粒子と光との相互作用によりナトリウムが光り、共鳴する。戻り光を検出することで、LiDARのオンボード分光計が光を分析して、中間圏にどの程度のナトリウムがあるか、その温度、さらに粒子が動く速度を確定する。
 研究者たちは、少なくとも40年、地上設置のナトリウムLiDARを使用してきたが、宇宙からの計測結果は収集していない。その結果、データは時間的・空間的に限られており、動力学のグローバルピクチャーは供給できていない。特殊設計の宇宙船搭載ナトリウムLiDARにより、特定のエリアに光を当てることができるようになり、現在全くの未知である微小スケールの動力学を明らかにすることができるようになる。
(詳細は、www.nasa.gov)