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高橋　幸弘(タカハシ　ユキヒロ)
理学研究院　地球惑星科学部門　宇宙惑星科学分野
教授
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Last Updated :2024/05/09

基本情報

所属

  • 理学研究院　地球惑星科学部門　宇宙惑星科学分野

職名

  • 教授

学位

  • 博士（理学）（東北大学）

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J-Global ID

研究キーワード

  • 雷放電   スプライト   エルブス   電離圏   TLE   ELF   地球ガンマ線   超高層大気   中間圏   TGF   中層大気   北欧   地上観測   磁気圏   リモートセンシング   台風   ISUAL   大学衛星   ダウンバースト   インドネシア   ブラジル   超小型衛星   スウェーデン   豪雨災害   発光現象   北欧観測   マイクロサテライト   人工衛星   ミャンマー   大気化学   

研究分野

  • 自然科学一般 / 宇宙惑星科学
  • 環境・農学 / 環境動態解析
  • 社会基盤（土木・建築・防災） / 防災工学
  • 自然科学一般 / 大気水圏科学
  • 自然科学一般 / 固体地球科学
  • 人文・社会 / 地理学

担当教育組織

職歴

  • 2009年 - 2015年 北海道大学 理学(系)研究科(研究院) 教授

研究活動情報

論文

  • Masataka Imai, Junichi Kurihara, Toru Kouyama, Toshinori Kuwahara, Shinya Fujita, Yuji Sakamoto, Yuji Sato, Sei-Ichi Saitoh, Takafumi Hirata, Hirokazu Yamamoto, Yukihiro Takahashi
    Sensors 21 7 2429 - 2429 2021年04月01日 
    Radiometric calibration utilizing the Moon as a reference source is termed as lunar calibration. It is a useful method for evaluating the performance of optical sensors onboard satellites orbiting the Earth. Lunar calibration provides sufficient radiometric calibration opportunities without requiring any special equipment, and is suitable for nano/microsatellites. This study applies lunar calibration to a multispectral sensor, Ocean Observation Camera (OOC), on board a microsatellite named Rapid International Scientific Experiment Satellite. Simulating the brightness of the Moon based on the RObotic Lunar Observatory and SELENE/Spectrum Profiler models, sensitivity degradation was proven to be negligible in any of the four spectral bands of the OOC with the sensor temperature correction. A bluing trend in the OOC’s sensor sensitivity was revealed, indicating a shorter observation wavelength shows larger irradiance. Comparing the top-of-atmosphere reflectance of Railroad Valley Playa with the Radiometric Calibration Network dataset revealed that the derived calibration parameter from the lunar calibration was valid for correcting the bluing trend in the visible range. Although the lunar and vicarious calibration parameters for the infrared band were unexpectedly inconsistent, lunar calibration could potentially contribute toward estimating the contaminated background radiance in the Earth observation images.
  • 高橋 幸弘, 今井 正尭, 佐藤 光輝
    日本惑星科学会誌遊星人 30 2 72 - 73 日本惑星科学会 2021年 

    ⾦星に雷放電の有無に決着をつけるべく，世界初の惑星雷放電発光観測装置LACは⾦星周回軌道で観測を継続してきました．観測開始から約4年になる2020年3月1日に，最初にして唯一（2021年4月末日現在）の突発的な発光現象を記録しました．果たして雷はあったのでしょうか？

  • K. Bandholnopparat, M. Sato, T. Adachi, T. Ushio, Y. Takahashi
    Journal of Geophysical Research: Atmospheres 125 23 2020年12月16日
  • Masataka Imai, Toru Kouyama, Junichi Kurihara, Toshinori Kuwahara, Shinya Fujita, Yuji Sakamoto, Sei Ichi Saitoh, Takafumi Hirata, Yukihiro Takahashi
    International Geoscience and Remote Sensing Symposium (IGARSS) 6222 - 6225 2020年09月26日 
    Radiometric calibration with the Moon (called the lunar calibration) is a promising method for evaluating the performance of instruments onboard satellites orbiting around the Earth. In particular, the lunar calibration can provide inflight radiometric calibration opportunities for nano/microsatellites whose priorities are technical demonstrations and scientific observations during rather a short lifetime. In this study, we have applied the lunar calibration to a recently launched microsatellite named RISESAT. RISESAT had observed the Moon every month for a half year after the launch with an onboard instrument OOC. By simulating the Moon brightness for each observation based on the ROLO and SELENE/SP Moon models, we succeeded to measure < 2 % of a small degradation in four months. Further comparison of the observation and the simulation irradiance of the Moon revealed the bluing trend in the OOC's inter-band ratio.
  • T. Yamada, T. O. Sato, T. Adachi, H. Winkler, K. Kuribayashi, R. Larsson, N. Yoshida, Y. Takahashi, M. Sato, A. B. Chen, R. R. Hsu, Y. Nakano, T. Fujinawa, S. Nara, Y. Uchiyama, Y. Kasai
    Geophysical Research Letters 47 3 2020年02月16日
  • Tetsuya Fukuhara, Yuji Sakamoto, Toshinori Kuwahara, Nobuo Sugimura, Kazuya Yoshida, Yukihiro Takahashi
    IEEE GEOSCIENCE AND REMOTE SENSING LETTERS 17 2 332 - 336 2020年02月 
    The commercial thermal infrared camera mounting the uncooled microbolometer array (UMBA), which detects thermal wavelengths from 8 to 14 mu m , was modified for space use and applied to the small earth-observing satellite called Rising-2. The satellite was launched in 2014, and the camera successfully took 17 of the cloud top and 3 of the land images from the sun-synchronous orbit. Observed brightness temperatures based on the reference data acquired in the laboratory before the launch have been compared with verified products derived from the Japanese meteorological satellite called MTSAT-2, and we confirmed that the UMBA could sense brightness temperature distribution of the target. The demonstration of the commercial thermal infrared camera in orbit would innovate in the development of space instruments as a new approach.
  • KURIHARA Junichi, IP Wing-Huen, KUWAHARA Toshinori, FUJITA Shinya, SATO Yuji, HANYU Kosuke, SAKAL Morokot, MURATA Yu, TOMIO Hannah, TAKAHASHI Yukihiro
    TRANSACTIONS OF THE JAPAN SOCIETY FOR AERONAUTICAL AND SPACE SCIENCES, AEROSPACE TECHNOLOGY JAPAN 18 5 186 - 191 一般社団法人 日本航空宇宙学会 2020年 

    Nano/microsatellites play a significant role in Earth observation with the emerging constellation of high spatial resolution satellites. However, there are technological limitations in their spectral resolution. In this paper, we present an overview of a high spatial resolution multispectral sensor, the High-Precision Telescope (HPT), which was developed originally for the RISING-2 microsatellite and subsequently improved for the Rapid International Scientific Experiment Satellite (RISESAT) microsatellite. The HPTs were also installed on the DIWATA-1 and DIWATA-2 microsatellites, but they are different from those in the RISING-2 and RISESAT microsatellites in terms of number of spectral bands. The HPT on the RISESAT has the largest number of spectral bands in a series of the high spatial resolution multispectral sensors. The RISESAT was successfully launched by the Epsilon-4 launch vehicle on 18 January 2019. The preliminary results obtained in the commissioning phase of the operation demonstrate the expected performance of the HPT.

  • Junichi Kurihara, Tetsuro Ishida, Yukihiro Takahashi
    Unmanned Aerial Vehicle: Applications in Agriculture and Environment 25 - 38 2020年
  • Masataka Imai, Toru Kouyama, Yukihiro Takahashi, Atsushi Yamazaki, Shigeto Watanabe, Manabu Yamada, Takeshi Imamura, Takehiko Satoh, Masato Nakamura, Shin‐ya Murakami, Kazunori Ogohara, Takeshi Horinouchi
    Journal of Geophysical Research: Planets 2019年10月31日 [査読有り][通常論文]
  • Ralph D. Lorenz, Masataka Imai, Yukihiro Takahashi, Mitsuteru Sato, Atsushi Yamazaki, Takao M. Sato, Takeshi Imamura, Takehiko Satoh, Masato Nakamura
    Geophysical Research Letters 46 14 7955 - 7961 American Geophysical Union ({AGU}) 2019年07月 [査読有り][通常論文]
  • Toshihiko NAKANO, Makoto TAGUCHI, Yasuhiro SHOJI, Mao TAKAMURA, Daiki SUNAGUCHI, Masataka IMAI, Makoto WATANABE, Yukihiro TAKAHASHI, Yuji SAKAMOTO, Kazuya YOSHIDA
    TRANSACTIONS OF THE JAPAN SOCIETY FOR AERONAUTICAL AND SPACE SCIENCES, AEROSPACE TECHNOLOGY JAPAN 17 1 51 - 56 2019年
  • Yukihiro Takahashi, Mitsuteru Sato, Masataka Imai, Ralph Lorenz, Yoav Yair, Karen Aplin, Georg Fischer, Masato Nakamura, Nobuaki Ishii, Takumi Abe, Takehiko Satoh, Takeshi Imamura, Chikako Hirose, Makoto Suzuki, George L. Hashimoto, Naru Hirata, Atsushi Yamazaki, Takao M. Sato, Manabu Yamada, Shin-ya Murakami, Yukio Yamamoto, Tetsuya Fukuhara, Kazunori Ogohara, Hiroki Ando, Ko-ichiro Sugiyama, Hiroki Kashimura, Shoko Ohtsuki
    Earth, Planets and Space 70 1 2018年12月01日 [査読有り][通常論文]
     
    The existence of lightning discharges in the Venus atmosphere has been controversial for more than 30 years, with many positive and negative reports published. The lightning and airglow camera (LAC) onboard the Venus orbiter, Akatsuki, was designed to observe the light curve of possible flashes at a sufficiently high sampling rate to discriminate lightning from other sources and can thereby perform a more definitive search for optical emissions. Akatsuki arrived at Venus during December 2016, 5 years following its launch. The initial operations of LAC through November 2016 have included a progressive increase in the high voltage applied to the avalanche photodiode detector. LAC began lightning survey observations in December 2016. It was confirmed that the operational high voltage was achieved and that the triggering system functions correctly. LAC lightning search observations are planned to continue for several years.
  • Start of lightning hunting by LAC / Akatsuki
    Takahashi, Y, M. Sato, M. Imai, R. Lorenz, Y. Yair, K. Aplin, G. Fischer, M. Nakamura, N. Ishii, T. Abe, T. Satoh, T. Imamura, C. Hirose, M. Suzuki, G. L. Hashimoto, N. Hitrata, A. Yamazaki, T. M. Sato, M. Yamada, S. Murakami, Y. Yamamoto, T. Fukuhara, K. Ogohara, H. Ando, K. Sugiyama, H. Kashimura, S. Ohtsuki
    Earth, Planets and Space 70:88 2018年05月 [査読有り][通常論文]
  • Junichi Kurihara, Yukihiro Takahashi, Yuji Sakamoto, Toshinori Kuwahara, Kazuya Yoshida
    Sensors 18 2 619 - 619 2018年02月18日 
    Although nano/microsatellites have great potential as remote sensing platforms, the spatial and spectral resolutions of an optical payload instrument are limited. In this study, a high spatial resolution multispectral sensor, the High-Precision Telescope (HPT), was developed for the RISING-2 microsatellite. The HPT has four image sensors: three in the visible region of the spectrum used for the composition of true color images, and a fourth in the near-infrared region, which employs liquid crystal tunable filter (LCTF) technology for wavelength scanning. Band-to-band image registration methods have also been developed for the HPT and implemented in the image processing procedure. The processed images were compared with other satellite images, and proven to be useful in various remote sensing applications. Thus, LCTF technology can be considered an innovative tool that is suitable for future multi/hyperspectral remote sensing by nano/microsatellites.
  • HPT: A High Spatial Resolution Multispectral Sensor for Microsatellite Remote Sensing
    Kurihara Junichi, Takahashi Yukihiro, Sakamoto Yuji, KUWAHARA Toshinori, Kazuya Yoshida
    Sensors 619 18 1 - 11 2018年02月 [査読有り][通常論文]
  • Tsurushima, D, N. Honma, F. Tsuchiya, M. Sato, Y. Takahashi
    電気学会論文誌Ｂ（電力・エネルギー部門誌） 138 5 339 - 345 2018年 [査読有り][通常論文]
  • Katsuhama, N, M. Imai, N. Naruse, Y. Takahashi
    J. Remote Sensing Letters 9 1186 - 1194 2018年 [査読有り][通常論文]
  • Tetsuya Fukuhara, Toru Kouyama, Soushi Kato, Ryosuke Nakamura, Yukihiro Takahashi, Hiroaki Akiyama
    IEEE TRANSACTIONS ON GEOSCIENCE AND REMOTE SENSING 55 8 4314 - 4324 2017年08月 [査読有り][通常論文]
     
    The thermal infrared camera with the uncooled microbolometer array based on commercial products has been developed in a laboratory of a Japanese university and mounted to a 50-kg class small satellite specialized for discovering wildfire. It has been launched in 2014 and successfully detected considerable hotspots not only wildfire but also volcanoes. Brightness temperature derived from observation has been verified, and the scale of observed wildfire has been provisionally presumed; the smallest wildfire ever detected has a flame zone less than similar to 300 m(2) and the fire radiative power = similar to 35.4 mW. It is 1/30th the size of the initial requirement estimated in the design process. Our thermal infrared camera developed in a short time with low cost has attained enough ability to discover small wildfire which is suppressive at initial attack.
  • Mitsuteru Sato, Toru Adachi, Tomoo Ushio, Takeshi Morimoto, Masayuki Kikuchi, Hiroshi Kikuchi, Makoto Suzuki, Atsushi Yamazaki, Yukihiro Takahashi, Ryohei Ishida, Yuji Sakamoto, Kazuya Yoshida, Yasuhide Hobara
    TERRESTRIAL ATMOSPHERIC AND OCEANIC SCIENCES 28 4 545 - 561 2017年08月 [査読有り][通常論文]
     
    The Global Lightning and Sprite Measurements on the Japanese Experiment Module (JEM-GLIMS) started continuous nadir observations of lightning and transient luminous events (TLEs) at the International Space Station (ISS) in November 2012 and completed the observations in August 2015. As JEM-GLIMS uses the nadir observation technique, the JEM-GLIMS optical instruments simultaneously measure both incomparably intense lightning emissions and weak sprite emissions. We adopted combined data analytical methods to distinguish between these two types of emissions: (1) a subtraction of the wideband LSI-1 image from the narrowband LSI-2 image, (2) a calculation of the intensity ratio between different photometer channels, and (3) an estimation of the charge moment change (CMC) of the suspected sprite-producing CG discharge. This report presents as a case study one sprite event detected at 19: 50: 40.30580 UT on 28 September 2013 and identified using the above analytical methods. From the results derived from detailed data analyses, we judged that the optical emission measured by LSI-2 is a sprite emission. We carried out the geometry conversion toward the LSI-1 and subtracted images and found that the sprite emission location shifts by 3.5 km from the peak lightning emission location, which agree with the previous reports. The detailed horizontal distributions of sprites and the relationship between the sprite location and the parent lightning location are quantitatively revealed for the first time.
  • Identification of sprites in JEM-GLIMS nadir observations and their spatial distributions
    Sato, M, T. Adachi, T. Ushio, T. Morimoto, M. Kikuchi, H. Kikuchi, M. Suzuki, A. Yamazaki, Y. Takahashi, R. Ishida, Y. Sakamoto, K. Yoshida, Y. Hobara
    Terrestrial, Atmospheric and Oceanic Sciences 28 545 - 561 2017年08月 [査読有り][通常論文]
  • Hiroko Miyahara, Chika Higuchi, Toshio Terasawa, Ryuho Kataoka, Mitsuteru Sato, Yukihiro Takahashi
    ANNALES GEOPHYSICAE 35 3 2017年04月 [査読有り][通常論文]
     
    A signal of the 27-day solar rotational period is often observed in cloud and lightning activities over the globe. Here we provide evidence of the 27-day periodicity of lightning activity in Japan using daily observational records of lightning for AD1989-2015. The 27-day period is detected with 4.2 standard deviations, but only in wide-area lightning activity covering more than a 10(5) km(2). The 27-day signal is more prominent around the maxima of solar decadal cycles.
  • Yoshitaka Uchida, Kawawa Banda, Toru Hamamoto, Yui Yoshii, Kabenuka Munthali, Mukuka Mwansa, Moses Mukuka, Mubanga Mutale, Nobuyasu Naruse, Yukihiro Takahashi
    bioRxiv 2017年01月 [査読無し][通常論文]
  • Studies of dust and discharges around a Martian rover with onboard hazard analyses using electromagnetic and acoustic wave measurements
    Yamamoto, M, M. Sato, K. Ishisaka, Y. Takahashi, K. Ogohara, M. Kamogawa, H. Miyamoto
    Ttansactions of the Japan Society for Aeronatical and Space Sciences 14 30 41 - 45 2016年10月 [査読有り][通常論文]
  • H. U. Frey, S. B. Mende, S. E. Harris, H. Heetderks, Y. Takahashi, H. -T. Su, R. -R. Hsu, A. B. Chen, H. Fukunishi, Y. -S. Chang, L. -C. Lee
    JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESEARCH-SPACE PHYSICS 121 8 8134 - 8145 2016年08月 [査読有り][通常論文]
     
    The Imager for Sprites and Upper Atmospheric Lightning (ISUAL) was the first specifically dedicated instrument to observe lightning-induced transient luminous events (TLE): sprites, elves, halos, and gigantic jets from space. The Imager is an intensified CCD system operating in the visible wavelength region with a filter wheel to select from six positions with filters. The Imager has a 5 degrees x 20 degrees (vertical times horizontal) field of view. The spectrophotometer (SP) is populated with six photometers with individual filters for emissions from the far ultraviolet to the near infrared. An array photometer with two channels operating in the blue and red provides altitude profiles of the emission over 16 altitude bins each. The Associated Electronics Package (AEP) controls instrument functions and interfaces with the spacecraft. ISUAL was launched 21 May 2004 into a Sun-synchronous 890 km orbit on the Formosat-2 satellite and has successfully been collecting data ever since. ISUAL is running on the nightside of the orbit and is pointed to the east of the orbit down toward the limb. The instrument runs continuously and writes data to a circular buffer. Whenever the SP detects a sudden signal increase above a preset threshold, a trigger signal is generated that commands the system to keep the data for about 400 ms starting from similar to 50 ms before the trigger. Over its lifetime of similar to 11 years the system recorded thousands of TLE and also successfully observed aurora and airglow.
  • Adachi Toru, Sato Mitsuteru, Ushio Tomoo, Yamazaki Atsushi, Suzuki Makoto, Kikuchi Masayuki, Takahashi Yukihiro, Inan Umran S, Linscott Ivan, Hobara Yasuhide, Frey Harald U, Mende Stephen B, Chen Alfred B, Hsu Rue-Ron, Kusunoki Kenichi
    JOURNAL OF ATMOSPHERIC AND SOLAR-TERRESTRIAL PHYSICS 145 85 - 97 2016年07月 [査読有り][通常論文]
     
    © 2016 Elsevier Ltd. We propose a new technique to identify the occurrence of lightning and transient luminous events (TLEs) using multicolor photometric data obtained by space borne nadir measurements. We estimate the spectral characteristics of lightning and TLEs by converting the optical data obtained by the ISUAL limb experiment to the GLIMS nadir geometry. We find that the estimated spectral shapes of TLE-accompanied lightning are clearly different from those of pure lightning. The obtained results show that (1) the intensity of FUV signals and (2) the ratio of 337/red (609-753 nm) spectral irradiance are useful to identify the occurrence of TLEs. The occurrence probabilities of TLEs are 10%, 40%, 80%, in the case of lightning events having the 337/red spectral irradiance ratio of 0.95, 2.95, 14.79, respectively. By using the 60% criterion of the 337/red ratio and the existence of FUV emissions, we classify the 1039 GLIMS-observed lightning events into 828 pure lightning and 211 TLE-accompanied lightning. Since the GLIMS trigger level is adjusted to observe extremely-bright events, the occurrence probability of TLEs obtained here most probably reflects the characteristics of energetic lightning. The estimated global map is consistent with previously determined distributions: the highest activities of lightning and TLEs are found over the North/South American continents, African continent, and Asian maritime regions. While the absolute occurrence number of pure lightning and TLE-accompanied lightning are found to maximize in the equatorial region, the occurrence probability of TLEs possibly increase somewhat in the mid-latitude region. Since the occurrence probabilities of TLEs are higher over the ocean than over land, it is likely that the GLIMS-observed TLEs are due primarily to elves which tends to occur more frequently over the ocean.
  • Masato Nakamura, Takeshi Imamura, Nobuaki Ishii, Takumi Abe, Yasuhiro Kawakatsu, Chikako Hirose, Takehiko Satoh, Makoto Suzuki, Munetaka Ueno, Atsushi Yamazaki, Naomoto Iwagami, Shigeto Watanabe, Makoto Taguchi, Tetsuya Fukuhara, Yukihiro Takahashi, Manabu Yamada, Masataka Imai, Shoko Ohtsuki, Kazunori Uemizu, George L. Hashimoto, Masahiro Takagi, Yoshihisa Matsuda, Kazunori Ogohara, Naoki Sato, Yasumasa Kasaba, Toru Kouyama, Naru Hirata, Ryosuke Nakamura, Yukio Yamamoto, Takeshi Horinouchi, Masaru Yamamoto, Yoshi-Yuki Hayashi, Hiroki Kashimura, Ko-ichiro Sugiyama, Takeshi Sakanoi, Hiroki Ando, Shin-ya Murakami, Takao M. Sato, Seiko Takagi, Kensuke Nakajima, Javier Peralta, Yeon Joo Lee, Junichi Nakatsuka, Tsutomu Ichikawa, Kozaburo Inoue, Tomoaki Toda, Hiroyuki Toyota, Sumitaka Tachikawa, Shinichiro Narita, Tomoko Hayashiyama, Akiko Hasegawa, Yukio Kamata
    Earth, Planets and Space 68 1 Springer Science $\mathplus$ Business Media 2016年05月 [査読有り][通常論文]
     
    AKATSUKI is the Japanese Venus Climate Orbiter that was designed to investigate the climate system of Venus. The orbiter was launched on May 21, 2010, and it reached Venus on December 7, 2010. Thrust was applied by the orbital maneuver engine in an attempt to put AKATSUKI into a westward equatorial orbit around Venus with a 30-h orbital period. However, this operation failed because of a malfunction in the propulsion system. After this failure, the spacecraft orbited the Sun for 5 years. On December 7, 2015, AKATSUKI once again approached Venus and the Venus orbit insertion was successful, whereby a westward equatorial orbit with apoapsis of similar to 440,000 km and orbital period of 14 days was initiated. Now that AKATSUKI's long journey to Venus has ended, it will provide scientific data on the Venusian climate system for two or more years. For the purpose of both decreasing the apoapsis altitude and avoiding a long eclipse during the orbit, a trim maneuver was performed at the first periapsis. The apoapsis altitude is now similar to 360,000 km with a periapsis altitude of 1000-8000 km, and the period is 10 days and 12 h. In this paper, we describe the details of the Venus orbit insertion-revenge 1 (VOI-R1) and the new orbit, the expected scientific information to be obtained at this orbit, and the Venus images captured by the onboard 1-mu m infrared camera, ultraviolet imager, and long-wave infrared camera 2 h after the successful initiation of the VOI-R1.
  • M. Sato, M. Mihara, T. Adachi, T. Ushio, T. Morimoto, M. Kikuchi, H. Kikuchi, M. Suzuki, A. Yamazaki, Y. Takahashi, U. Inan, I. Linscott, R. Ishida, Y. Sakamoto, K. Yoshida, Y. Hobara
    JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESEARCH-ATMOSPHERES 121 7 3171 - 3194 2016年04月 [査読有り][通常論文]
     
    Global Lightning and Sprite Measurements on Japanese Experiment Module (JEM-GLIMS) started the nadir observations of lightning discharges and transient luminous events (TLEs) from the International Space Station (ISS) since November 2012. In the nadir observations, JEM-GLIMS optical instruments have to simultaneously detect incomparably intense lightning emissions and weak TLE emissions. To distinguish TLEs, especially sprite events, from lightning events, combined data analytical methods are adopted: (1) a subtraction of the wideband camera image from the narrowband camera image, (2) a calculation of the intensity ratio between different photometer channels, and (3) an estimation of the polarization and charge moment changes for the TLE-producing lightning discharges. We succeeded in identifying numbers of sprite events using the combined analytical methods, and here we report three sprite events detected by JEM-GLIMS as a case study. In the subtracted images, sprite emissions are located over the area of the sprite-producing lightning emissions. However, these sprites and sprite-producing lightning discharges did not occur at the nadir point of the ISS. For this reason, the geometry conversion of the sprite and sprite-producing lightning emissions as observed from the point just over the sprite-producing lightning discharges is performed. In the geometry-converted images, the locations of the sprite emissions are clearly displaced by 8-20km from the peak positions of the sprite-producing lightning emissions. Thus, the first quantitative spatial distributions of sprites and sprite-producing lightning discharges from the JEM-GLIMS nadir observations are revealed.
  • 成瀬 延康, 池田 文人, 山田 邦雅, 飯田 直弘, 高橋 幸弘, 鈴木 誠
    高等教育ジャーナル－高等教育と生涯学習－ 23 23 101 - 107 北海道大学高等教育推進機構 2016年03月 [査読有り][通常論文]
  • 高橋 幸弘
    計測と制御 55 9 792 - 796 公益社団法人 計測自動制御学会 2016年
  • Yasuhiro SHOJI, Makoto TAGUCHI, Toshihiko NAKANO, Atsunori MAEDA, Masataka IMAI, Yuya GOUDA, Makoto WATANABE, Yukihiro TAKAHASHI, Yuji SAKAMOTO, Kazuya YOSHIDA
    TRANSACTIONS OF THE JAPAN SOCIETY FOR AERONAUTICAL AND SPACE SCIENCES, AEROSPACE TECHNOLOGY JAPAN 14 ists30 Pk_95 - Pk_102 2016年
  • Imai Masataka, Takahashi Yukihiro, Watanabe Makoto, Kouyama Toru, Watanabe Shigeto, Gouda Shuhei, Gouda Yuya
    Icarus 278 204 - 214 2016年 [査読有り][通常論文]
     
    A planetary-scale bright and dark UV feature, known as the "Y-feature," rotates around Venus with a period of 4-5 days and has been long-time interpreted as planetary waves. When assuming this, its rotation period and spatial structure might help to understand the propagation of the planetary-scale waves and find out their role in the acceleration-deceleration of the zonal wind speed, which is essential for understanding the super-rotation of the planet. The rotation period of the UV feature varied over the course of observation by the Pioneer Venus orbiter. However, in previous explorations of Venus such as Pioneer Venus and Venus Express, the spacecraft were operated in nearly fixed inertial space. As a result, the periodicity variations on sub-yearly timescales (one Venusian year is 224 Earth days) were obscured by the limitations of continuous dayside observations. We newly conducted six periods of ground -based Venus imaging observations at 365 nm from mid-August 2013 to the end of June 2014. Each observation period spanned over half or one month, enabling long-term monitoring of Venus' atmosphere above the equator region. Distributions of the relative brightness were obtained from the equatorial (EQ) to mid-latitudinal regions in both hemispheres, and from the cyclical variations of these distributions we deduced the rotation periods of the UV features of the cloud tops brightness. The relative brightness exhibited periods of 5.2 and 3.5 days above 90% of significance. The relative intensities of these two significant components also seemed subject to temporal variations. Although the 3.5-day component considered persists throughout the observation periods, its dominance over the longer period varied in a cyclic fashion. The prevailing first significant mode seems to change from 5.2-day waves to 3.5-day waves in about nine months, which is clearly inconsistent with the Venusian year. Clear periodic perturbations, indicating stability of the planetary-scale UV-feature, were observed only in the presence of single longer or shorter periodic waves. During the transition periods of dominant-wave changing, the amplitude of the relative brightness was largely changed. This can be explained by the deformation of the Y-shaped UV feature as observed by Pioneer Venus in 1979. (C) 2016 Elsevier Inc. All rights reserved.
  • 清水千春, 佐藤光輝, 本郷保二, 土屋史紀, 高橋幸弘
    電気学会論文誌 2016年 [査読有り][通常論文]
     
    in press
  • J. H. Adams, S. Ahmad, J. -N. Albert, D. Allard, L. Anchordoqui, V. Andreev, A. Anzalone, Y. Arai, K. Asano, M. Ave Pernas, P. Baragatti, P. Barrillon, T. Batsch, J. Bayer, R. Bechini, T. Belenguer, R. Bellotti, K. Belov, A. A. Berlind, M. Bertaina, P. L. Biermann, S. Biktemerova, C. Blaksley, N. Blanc, J. Blecki, S. Blin-Bondil, J. Bluemer, P. Bobik, M. Bogomilov, M. Bonamente, M. S. Briggs, S. Briz, A. Bruno, F. Cafagna, D. Campana, J-N. Capdevielle, R. Caruso, M. Casolino, C. Cassardo, G. Castellini, C. Catalano, O. Catalano, A. Cellino, M. Chikawa, M. J. Christl, D. Cline, V. Connaughton, L. Conti, G. Cordero, H. J. Crawford, R. Cremonini, S. Csorna, S. Dagoret-Campagne, A. J. de Castro, C. De Donato, C. de la Taille, C. De Santis, L. del Peral, A. Dell'Oro, N. De Simone, M. Di Martino, G. Distratis, F. Dulucq, M. Dupieux, A. Ebersoldt, T. Ebisuzaki, R. Engel, S. Falk, K. Fang, F. Fenu, I. Fernandez-Gomez, S. Ferrarese, D. Finco, M. Flamini, C. Fornaro, A. Franceschi, J. Fujimoto, M. Fukushima, P. Galeotti, G. Garipov, J. Geary, G. Gelmini, G. Giraudo, M. Gonchar, C. Gonzalez Alvarado, P. Gorodetzky, F. Guarino, A. Guzman, Y. Hachisu, B. Harlov, A. Haungs, J. Hernandez Carretero, K. Higashide, D. Ikeda, H. Ikeda, N. Inoue, S. Inoue, A. Insolia, F. Isgro, Y. Itow, E. Joven, E. G. Judd, A. Jung, F. Kajino, T. Kajino, I. Kaneko, Y. Karadzhov, J. Karczmarczyk, M. Karus, K. Katahira, K. Kawai, Y. Kawasaki, B. Keilhauer, B. A. Khrenov, Jeong-Sook Kim, Soon-Wook Kim, Sug-Whan Kim, M. Kleifges, P. A. Klimov, D. Kolev, I. Kreykenbohm, K. Kudela, Y. Kurihara, A. Kusenko, E. Kuznetsov, M. Lacombe, C. Lachaud, J. Lee, J. Licandro, H. Lim, F. Lopez, M. C. Maccarone, K. Mannheim, D. Maravilla, L. Marcelli, A. Marini, O. Martinez, G. Masciantonio, K. Mase, R. Matev, G. Medina-Tanco, T. Mernik, H. Miyamoto, Y. Miyazaki, Y. Mizumoto, G. Modestino, A. Monaco, D. Monnier-Ragaigne, J. A. Morales de los Rios, C. Moretto, V. S. Morozenko, B. Mot, T. Murakami, M. Nagano, M. Nagata, S. Nagataki, T. Nakamura, T. Napolitano, D. Naumov, R. Nava, A. Neronov, K. Nomoto, T. Nonaka, T. Ogawa, S. Ogio, H. Ohmori, A. V. Olinto, P. Orleanski, G. Osteria, M. I. Panasyuk, E. Parizot, I. H. Park, H. W. Park, B. Pastircak, T. Patzak, T. Paul, C. Pennypacker, S. Perez Cano, T. Peter, P. Picozza, T. Pierog, L. W. Piotrowski, S. Piraino, Z. Plebaniak, A. Pollini, P. Prat, G. Prevot, H. Prieto, M. Putis, P. Reardon, M. Reyes, M. Ricci, I. Rodriguez, M. D. Rodriguez Frias, F. Ronga, M. Roth, H. Rothkaehl, G. Roudil, I. Rusinov, M. Rybczynski, M. D. Sabau, G. Saez Cano, H. Sagawa, A. Saito, N. Sakaki, M. Sakata, H. Salazar, S. Sanchez, A. Santangelo, L. Santiago Cruz, M. Sanz Palomino, O. Saprykin, F. Sarazin, H. Sato, M. Sato, T. Schanz, H. Schieler, V. Scotti, A. Segreto, S. Selmane, D. Semikoz, M. Serra, S. Sharakin, T. Shibata, H. M. Shimizu, K. Shinozaki, T. Shirahama, G. Siemieniec-Ozieblo, H. H. Silva Lopez, J. Sledd, K. Slominska, A. Sobey, T. Sugiyama, D. Supanitsky, M. Suzuki, B. Szabelska, J. Szabelski, F. Tajima, N. Tajima, T. Tajima, Y. Takahashi, H. Takami, M. Takeda, Y. Takizawa, C. Tenzer, O. Tibolla, L. Tkachev, H. Tokuno, T. Tomida, N. Tone, S. Toscano, F. Trillaud, R. Tsenov, Y. Tsunesada, K. Tsuno, T. Tymieniecka, Y. Uchihori, M. Unger, O. Vaduvescu, J. F. Valdes-Galicia, P. Vallania, L. Valore, G. Vankova, C. Vigorito, L. Villasenor, P. von Ballmoos, S. Wada, J. Watanabe, S. Watanabe, J. Watts, M. Weber, T. J. Weiler, T. Wibig, L. Wiencke, M. Wille, J. Wilms, Z. Wlodarczyk, T. Yamamoto, Y. Yamamoto, J. Yang, H. Yano, I. V. Yashin, D. Yonetoku, K. Yoshida, S. Yoshida, R. Young, M. Yu. Zotov, A. Zuccaro Marchi
    EXPERIMENTAL ASTRONOMY 40 1 315 - 326 2015年11月 [査読有り][通常論文]
     
    Space-based detectors for the study of extreme energy cosmic rays (EECR) are being prepared as a promising new method for detecting highest energy cosmic rays. A pioneering space device - the "tracking ultraviolet set-up" (TUS) - is in the last stage of its construction and testing. The TUS detector will collect preliminary data on EECR in the conditions of a space environment, which will be extremely useful for planning the major JEM-EUSO detector operation.
  • J. H. Adams, S. Ahmad, J. -N. Albert, D. Allard, L. Anchordoqui, V. Andreev, A. Anzalone, Y. Arai, K. Asano, M. Ave Pernas, P. Baragatti, P. Barrillon, T. Batsch, J. Bayer, R. Bechini, T. Belenguer, R. Bellotti, K. Belov, A. A. Berlind, M. Bertaina, P. L. Biermann, S. Biktemerova, C. Blaksley, N. Blanc, J. Blecki, S. Blin-Bondil, J. Bluemer, P. Bobik, M. Bogomilov, M. Bonamente, M. S. Briggs, S. Briz, A. Bruno, F. Cafagna, D. Campana, J-N. Capdevielle, R. Caruso, M. Casolino, C. Cassardo, G. Castellini, C. Catalano, O. Catalano, A. Cellino, M. Chikawa, M. J. Christl, D. Cline, V. Connaughton, L. Conti, G. Cordero, H. J. Crawford, R. Cremonini, S. Csorna, S. Dagoret-Campagne, A. J. de Castro, C. de Donato, C. de la Taille, C. de Santis, L. del Peral, A. Dell'Oro, N. De Simone, M. Di Martino, G. Distratis, F. Dulucq, M. Dupieux, A. Ebersoldt, T. Ebisuzaki, R. Engel, S. Falk, K. Fang, F. Fenu, I. Fernandez-Gomez, S. Ferrarese, D. Finco, M. Flamini, C. Fornaro, A. Franceschi, J. Fujimoto, M. Fukushima, P. Galeotti, G. Garipov, J. Geary, G. Gelmini, G. Giraudo, M. Gonchar, C. Gonzalez Alvarado, P. Gorodetzky, F. Guarino, A. Guzman, Y. Hachisu, B. Harlov, A. Haungs, J. Hernandez Carretero, K. Higashide, D. Ikeda, H. Ikeda, N. Inoue, S. Inoue, A. Insolia, F. Isgro, Y. Itow, E. Joven, E. G. Judd, A. Jung, F. Kajino, T. Kajino, I. Kaneko, Y. Karadzhov, J. Karczmarczyk, M. Karus, K. Katahira, K. Kawai, Y. Kawasaki, B. Keilhauer, B. A. Khrenov, Jeong-Sook Kim, Soon-Wook Kim, Sug-Whan Kim, M. Kleifges, P. A. Klimov, D. Kolev, I. Kreykenbohm, K. Kudela, Y. Kurihara, A. Kusenko, E. Kuznetsov, M. Lacombe, C. Lachaud, J. Lee, J. Licandro, H. Lim, F. Lopez, M. C. Maccarone, K. Mannheim, D. Maravilla, L. Marcelli, A. Marini, O. Martinez, G. Masciantonio, K. Mase, R. Matev, G. Medina-Tanco, T. Mernik, H. Miyamoto, Y. Miyazaki, Y. Mizumoto, G. Modestino, A. Monaco, D. Monnier-Ragaigne, J. A. Morales de los Rios, C. Moretto, V. S. Morozenko, B. Mot, T. Murakami, M. Nagano, M. Nagata, S. Nagataki, T. Nakamura, T. Napolitano, D. Naumov, R. Nava, A. Neronov, K. Nomoto, T. Nonaka, T. Ogawa, S. Ogio, H. Ohmori, A. V. Olinto, P. Orleanski, G. Osteria, M. I. Panasyuk, E. Parizot, I. H. Park, H. W. Park, B. Pastircak, T. Patzak, T. Paul, C. Pennypacker, S. Perez Cano, T. Peter, P. Picozza, T. Pierog, L. W. Piotrowski, S. Piraino, Z. Plebaniak, A. Pollini, P. Prat, G. Prevot, T. Pierog, L. W. Piotrowski, S. Piraino, Z. Plebaniak, A. Pollini, P. Prat, G. Prevot, H. Prieto, M. Putis, P. Reardon, M. Reyes, M. Ricci, I. Rodriguez, M. D. Rodriguez, M. D. Rodriguez Frias, F. Ronga, M. Roth, H. Rothkaehl, G. Roudil, I. Rusinov, M. Rybczynski, M. D. Sabau, G. Saez Cano, H. Sagawa, A. Saito, N. Sakaki, M. Sakata, H. Salazar, S. Sanchez, A. Santangelo, L. Santiago Cruz, M. Sanz Palomino, O. Saprykin, F. Sarazin, H. Sato, M. Sato, T. Schanz, H. Schieler, V. Scotti, A. Segreto, S. Selmane, D. Semikoz, M. Serra, S. Sharakin, T. Shibata, H. M. Shimizu, K. Shinozaki, T. Shirahama, G. Siemieniec-Ozieblo, H. H. Silva Lopez, J. Sledd, K. Slominska, A. Sobey, T. Sugiyama, D. Supanitsky, M. Suzuki, B. Szabelska, J. Szabelski, F. Tajima, N. Tajima, T. Tajima, Y. Takahashi, H. Takami, M. Takeda, Y. Takizawa, C. Tenzer, O. Tibolla, L. Tkachev, H. Tokuno, T. Tomida, N. Tone, S. Toscano, F. Trillaud, R. Tsenov, Y. Tsunesada, K. Tsuno, T. Tymieniecka, Y. Uchihori, M. Unger, O. Vaduvescu, J. F. Valdes-Galicia, P. Vallania, L. Valore, G. Vankova, C. Vigorito, L. Villasenor, P. von Ballmoos, S. Wada, J. Watanabe, S. Watanabe, J. Watts, M. Weber, T. J. Weiler, T. Wibig, L. Wiencke, M. Wille, J. Wilms, Z. Wlodarczyk, T. Yamamoto, Y. Yamamoto, J. Yang, H. Yano, I. V. Yashin, D. Yonetoku, K. Yoshida, S. Yoshida, R. Young, M. Yu. Zotov, A. Zuccaro Marchi
    EXPERIMENTAL ASTRONOMY 40 1 91 - 116 2015年11月 [査読有り][通常論文]
     
    The JEM-EUSO telescope will be, after calibration, a very accurate instrument which yields the number of received photons from the number of measured photo-electrons. The project is in phase A (demonstration of the concept) including already operating prototype instruments, i.e. many parts of the instrument have been constructed and tested. Calibration is a crucial part of the instrument and its use. The focal surface (FS) of the JEM-EUSO telescope will consist of about 5000 photo-multiplier tubes (PMTs), which have to be well calibrated to reach the required accuracy in reconstructing the air-shower parameters. The optics system consists of 3 plastic Fresnel (double-sided) lenses of 2.5 m diameter. The aim of the calibration system is to measure the efficiencies (transmittances) of the optics and absolute efficiencies of the entire focal surface detector. The system consists of 3 main components: (i) Pre-flight calibration devices on ground, where the efficiency and gain of the PMTs will be measured absolutely and also the transmittance of the optics will be. (ii) On-board relative calibration system applying two methods: a) operating during the day when the JEM-EUSO lid will be closed with small light sources on board. b) operating during the night, together with data taking: the monitoring of the background rate over identical sites. (iii) Absolute in-flight calibration, again, applying two methods: a) measurement of the moon light, reflected on high altitude, high albedo clouds. b) measurements of calibrated flashes and tracks produced by the Global Light System (GLS). Some details of each calibration method will be described in this paper.
  • The JEM-EUSO collaboration, including, M. Sato
    Experimental Astronomy 40 1 183 - 214 2015年11月 [査読有り][通常論文]
     
    The Extreme Universe Space Observatory (EUSO) on-board the Japanese Experimental Module (JEM) of the International Space Station aims at the detection of ultra high energy cosmic rays from space. The mission consists of a UV telescope which will detect the fluorescence light emitted by cosmic ray showers in the atmosphere. The mission, currently developed by a large international collaboration, is designed to be launched within this decade. In this article, we present the reconstruction of the energy of the observed events and we also address the X (max) reconstruction. After discussing the algorithms developed for the energy and X (max) reconstruction, we present several estimates of the energy resolution, as a function of the incident angle, and energy of the event. Similarly, estimates of the X (max) resolution for various conditions are presented.
  • J. H. Adams, S. Ahmad, J. -N. Albert, D. Allard, L. Anchordoqui, V. Andreev, A. Anzalone, Y. Arai, K. Asano, M. Ave Pernas, P. Baragatti, P. Barrillon, T. Batsch, J. Bayer, R. Bechini, T. Belenguer, R. Bellotti, K. Belov, A. A. Berlind, M. Bertaina, P. L. Biermann, S. Biktemerova, C. Blaksley, N. Blanc, J. Blecki, S. Blin-Bondil, J. Bluemer, P. Bobik, M. Bogomilov, M. Bonamente, M. S. Briggs, S. Briz, A. Bruno, F. Cafagna, D. Campana, J-N. Capdevielle, R. Caruso, M. Casolino, C. Cassardo, G. Castellini, C. Catalano, O. Catalano, A. Cellino, M. Chikawa, M. J. Christl, D. Cline, V. Connaughton, L. Conti, G. Cordero, H. J. Crawford, R. Cremonini, S. Csorna, S. Dagoret-Campagne, A. J. de Castro, C. De Donato, C. de la Taille, C. De Santis, L. del Peral, A. Dell'Oro, N. De Simone, M. Di Martino, G. Distratis, F. Dulucq, M. Dupieux, A. Ebersoldt, T. Ebisuzaki, R. Engel, S. Falk, K. Fang, F. Fenu, I. Fernandez-Gomez, S. Ferrarese, D. Finco, M. Flamini, C. Fornaro, A. Franceschi, J. Fujimoto, M. Fukushima, P. Galeotti, G. Garipov, J. Geary, G. Gelmini, G. Giraudo, M. Gonchar, C. Gonzalez Alvarado, P. Gorodetzky, F. Guarino, A. Guzman, Y. Hachisu, B. Harlov, A. Haungs, J. Hernandez Carretero, K. Higashide, D. Ikeda, H. Ikeda, N. Inoue, S. Inoue, A. Insolia, F. Isgro, Y. Itow, E. Joven, E. G. Judd, A. Jung, F. Kajino, T. Kajino, I. Kaneko, Y. Karadzhov, J. Karczmarczyk, M. Karus, K. Katahira, K. Kawai, Y. Kawasaki, B. Keilhauer, B. A. Khrenov, Jeong-Sook Kim, Soon-Wook Kim, Sug-Whan Kim, M. Kleifges, P. A. Klimov, D. Kolev, I. Kreykenbohm, K. Kudela, Y. Kurihara, A. Kusenko, E. Kuznetsov, M. Lacombe, C. Lachaud, J. Lee, J. Licandro, H. Lim, F. Lopez, M. C. Maccarone, K. Mannheim, D. Maravilla, L. Marcelli, A. Marini, O. Martinez, G. Masciantonio, K. Mase, R. Matev, G. Medina-Tanco, T. Mernik, H. Miyamoto, Y. Miyazaki, Y. Mizumoto, G. Modestino, A. Monaco, D. Monnier-Ragaigne, J. A. Morales de los Rios, C. Moretto, V. S. Morozenko, B. Mot, T. Murakami, M. Nagano, M. Nagata, S. Nagataki, T. Nakamura, T. Napolitano, D. Naumov, R. Nava, A. Neronov, K. Nomoto, T. Nonaka, T. Ogawa, S. Ogio, H. Ohmori, A. V. Olinto, P. Orleanski, G. Osteria, M. I. Panasyuk, E. Parizot, I. H. Park, H. W. Park, B. Pastircak, T. Patzak, T. Paul, C. Pennypacker, S. Perez Cano, T. Peter, P. Picozza, T. Pierog, L. W. Piotrowski, S. Piraino, Z. Plebaniak, A. Pollini, P. Prat, G. Prevot, H. Prieto, M. Putis, P. Reardon, M. Reyes, M. Ricci, I. Rodriguez, M. D. Rodriguez Frias, F. Ronga, M. Roth, H. Rothkaehl, G. Roudil, I. Rusinov, M. Rybczynski, M. D. Sabau, G. Saez Cano, H. Sagawa, A. Saito, N. Sakaki, M. Sakata, H. Salazar, S. Sanchez, A. Santangelo, L. Santiago Cruz, M. Sanz Palomino, O. Saprykin, F. Sarazin, H. Sato, M. Sato, T. Schanz, H. Schieler, V. Scotti, A. Segreto, S. Selmane, D. Semikoz, M. Serra, S. Sharakin, T. Shibata, H. M. Shimizu, K. Shinozaki, T. Shirahama, G. Siemieniec-Ozieblo, H. H. Silva Lopez, J. Sledd, K. Slominska, A. Sobey, T. Sugiyama, D. Supanitsky, M. Suzuki, B. Szabelska, J. Szabelski, F. Tajima, N. Tajima, T. Tajima, Y. Takahashi, H. Takami, M. Takeda, Y. Takizawa, C. Tenzer, O. Tibolla, L. Tkachev, H. Tokuno, T. Tomida, N. Tone, S. Toscano, F. Trillaud, R. Tsenov, Y. Tsunesada, K. Tsuno, T. Tymieniecka, Y. Uchihori, M. Unger, O. Vaduvescu, J. F. Valdes-Galicia, P. Vallania, L. Valore, G. Vankova, C. Vigorito, L. Villasenor, P. von Ballmoos, S. Wada, J. Watanabe, S. Watanabe, J. Watts, M. Weber, T. J. Weiler, T. Wibig, L. Wiencke, M. Wille, J. Wilms, Z. Wlodarczyk, T. Yamamoto, Y. Yamamoto, J. Yang, H. Yano, I. V. Yashini, D. Yonetoku, K. Yoshida, S. Yoshida, R. Young, M. Yu. Zotovi, A. Zuccaro Marchi
    EXPERIMENTAL ASTRONOMY 40 1 61 - 89 2015年11月 [査読有り][通常論文]
     
    The Extreme Universe Space Observatory on the Japanese Experiment Module (JEM-EUSO) on board the International Space Station (ISS) is the first space-based mission worldwide in the field of Ultra High-Energy Cosmic Rays (UHECR). For UHECR experiments, the atmosphere is not only the showering calorimeter for the primary cosmic rays, it is an essential part of the readout system, as well. Moreover, the atmosphere must be calibrated and has to be considered as input for the analysis of the fluorescence signals. Therefore, the JEM-EUSO Space Observatory is implementing an Atmospheric Monitoring System (AMS) that will include an IR-Camera and a LIDAR. The AMS Infrared Camera is an infrared, wide FoV, imaging system designed to provide the cloud coverage along the JEM-EUSO track and the cloud top height to properly achieve the UHECR reconstruction in cloudy conditions. In this paper, an updated preliminary design status, the results from the calibration tests of the first prototype, the simulation of the instrument, and preliminary cloud top height retrieval algorithms are presented.
  • J. H. Adams, S. Ahmad, J. -N. Albert, D. Allard, L. Anchordoqui, V. Andreev, A. Anzalone, Y. Arai, K. Asano, M. Ave Pernas, P. Baragatti, P. Barrillon, T. Batsch, J. Bayer, R. Bechini, T. Belenguer, R. Bellotti, K. Belov, A. A. Berlind, M. Bertaina, P. L. Biermann, S. Biktemerova, C. Blaksley, N. Blanc, J. Blecki, S. Blin-Bondil, J. Bluemer, P. Bobik, M. Bogomilov, M. Bonamente, M. S. Briggs, S. Briz, A. Bruno, F. Cafagna, D. Campana, J-N. Capdevielle, R. Caruso, M. Casolino, C. Cassardo, G. Castellini, C. Catalano, O. Catalano, A. Cellino, M. Chikawa, M. J. Christl, D. Cline, V. Connaughton, L. Conti, G. Cordero, H. J. Crawford, R. Cremonini, S. Csorna, S. Dagoret-Campagne, A. J. de Castro, C. De Donato, C. de la Taille, C. De Santis, L. del Peral, A. Dell'Oro, N. De Simone, M. Di Martino, G. Distratis, F. Dulucq, M. Dupieux, A. Ebersoldt, T. Ebisuzaki, R. Engel, S. Falk, K. Fang, F. Fenu, I. Fernandez-Gomez, S. Ferrarese, D. Finco, M. Flamini, C. Fornarodo, A. Franceschi, J. Fujimoto, M. Fukushima, P. Galeotti, G. Garipov, J. Geary, G. Gelmini, G. Giraudo, M. Gonchar, C. Gonzalez Alvarado, P. Gorodetzky, F. Guarino, A. Guzman, Y. Hachisu, B. Harlov, A. Haungs, J. Hernandez Carretero, K. Higashide, D. Ikeda, H. Ikeda, N. Inoue, S. Inoue, A. Insolia, F. Isgro, Y. Itow, E. Joven, E. G. Judd, A. Jung, F. Kajino, T. Kajino, I. Kaneko, Y. Karadzhov, J. Karczmarczyk, M. Karus, K. Katahira, K. Kawai, Y. Kawasaki, B. Keilhauer, B. A. Khrenov, Jeong-Sook Kim, Soon-Wook Kim, Sug-Whan Kim, M. Kleifges, P. A. Klimov, D. Kolev, I. Kreykenbohm, K. Kudela, Y. Kurihara, A. Kusenko, E. Kuznetsov, M. Lacombe, C. Lachaud, J. Lee, J. Licandro, H. Lim, F. Lopez, M. C. Maccarone, K. Mannheim, D. Maravilla, L. Marcelli, A. Marini, O. Martinez, G. Masciantonio, K. Mase, R. Matev, G. Medina-Tanco, T. Mernik, H. Miyamoto, Y. Miyazaki, Y. Mizumoto, G. Modestino, A. Monaco, D. Monnier-Ragaigne, J. A. Morales de los Rios, C. Moretto, V. S. Morozenko, B. Mot, T. Murakami, M. Nagano, M. Nagata, S. Nagataki, T. Nakamura, T. Napolitano, D. Naumov, R. Nava, A. Neronov, K. Nomoto, T. Nonaka, T. Ogawa, S. Ogio, H. Ohmori, A. V. Olinto, P. Orleanski, G. Osteria, M. I. Panasyuk, E. Parizot, I. H. Park, H. W. Park, B. Pastircakja, T. Patzak, T. Paul, C. Pennypacker, S. Perez Cano, T. Peter, P. Picozza, T. Pierog, L. W. Piotrowski, S. Piraino, Z. Plebaniak, A. Pollini, P. Prat, G. Prevot, H. Prieto, M. Putis, P. Reardon, M. Reyes, M. Ricci, I. Rodriguez, M. D. Rodriguez Frias, F. Ronga, M. Roth, H. Rothkaehl, G. Roudil, I. Rusinov, M. Rybczynski, M. D. Sabau, G. Saez Cano, H. Sagawa, A. Saito, N. Sakaki, M. Sakata, H. Salazar, S. Sanchez, A. Santangelo, L. Santiago Cruz, M. Sanz Palomino, O. Saprykin, F. Sarazin, H. Sato, M. Sato, T. Schanz, H. Schieler, V. Scotti, A. Segreto, S. Selmane, D. Semikoz, M. Serra, S. Sharakin, T. Shibata, H. M. Shimizu, K. Shinozaki, T. Shirahama, G. Siemieniec-Ozieblo, H. H. Silva Lopez, J. Sledd, K. Slominska, A. Sobey, T. Sugiyama, D. Supanitsky, M. Suzuki, B. Szabelska, J. Szabelski, F. Tajima, N. Tajima, T. Tajima, Y. Takahashi, H. Takami, M. Takeda, Y. Takizawa, C. Tenzer, O. Tibolla, L. Tkachev, H. Tokuno, T. Tomida, N. Tone, S. Toscano, F. Trillaud, R. Tsenov, Y. Tsunesada, K. Tsuno, T. Tymieniecka, Y. Uchihori, M. Unger, O. Vaduvescu, J. F. Valdes-Galicia, P. Vallania, L. Valore, G. Vankova, C. Vigorito, L. Villasenor, P. von Ballmoos, S. Wada, J. Watanabe, S. Watanabe, J. Watts, M. Weber, T. J. Weiler, T. Wibig, L. Wiencke, M. Wille, J. Wilms, Z. Wlodarczyk, T. Yamamoto, Y. Yamamoto, J. Yang, H. Yano, I. V. Yashin, D. Yonetoku, K. Yoshida, S. Yoshida, R. Young, M. Yu. Zotov, A. Zuccaro Marchi
    EXPERIMENTAL ASTRONOMY 40 1 135 - 152 2015年11月 [査読有り][通常論文]
     
    The JEM-EUSO (Extreme Universe Space Observatory on-board the Japanese Experiment Module) mission will conduct extensive air shower (EAS) observations on the International Space Station (ISS). Following the ISS orbit, JEM-EUSO will experience continuous changes in the atmospheric conditions, including cloud presence. The influence of clouds on space-based observation is, therefore, an important topic to investigate from both EAS property and cloud climatology points of view. In the present work, the impact of clouds on the apparent profile of EAS is demonstrated through the simulation studies, taking into account the JEM-EUSO instrument and properties of the clouds. These results show a dependence on the cloud-top altitude and optical depth of the cloud. The analyses of satellite measurements on the cloud distribution indicate that more than 60 % of the cases allow for conventional EAS observation, and an additional similar to 20 % with reduced quality. The combination of the relevant factors results in an effective trigger aperture of EAS observation similar to 72 %, compared to the one in the clear atmosphere condition.
  • J. H. Adams, S. Ahmad, J. -N. Albert, D. Allard, L. Anchordoqui, V. Andreev, A. Anzalone, Y. Arai, K. Asano, M. Ave Pernas, P. Barrillon, T. Batsch, J. Bayer, R. Bechini, T. Belenguer, R. Bellotti, K. Belov, A. A. Berlind, M. Bertaina, P. L. Biermann, S. Biktemerova, C. Blaksley, N. Blanc, J. Blecki, S. Blin-Bondil, J. Bluemer, P. Bobik, M. Bogomilov, M. Bonamente, M. S. Briggs, S. Briz, A. Bruno, F. Cafagna, D. Campana, J-N. Capdevielle, R. Caruso, M. Casolino, C. Cassardo, G. Castellini, C. Catalano, O. Catalano, A. Cellino, M. Chikawa, M. J. Christl, D. Cline, V. Connaughton, L. Conti, G. Cordero, H. J. Crawford, R. Cremonini, S. Csorna, S. Dagoret-Campagne, A. J. de Castro, C. De Donato, C. de la Taille, C. De Santis, L. del Peral, A. Dell'Oro, N. De Simone, M. Di Martino, G. Distratis, F. Dulucq, M. Dupieux, A. Ebersoldt, T. Ebisuzaki, R. Engel, S. Falk, K. Fang, F. Fenu, I. Fernandez-Gomez, S. Ferrarese, D. Finco, M. Flamini, C. Fornaro, A. Franceschi, J. Fujimoto, M. Fukushima, P. Galeotti, G. Garipov, J. Geary, G. Gelmini, G. Giraudo, M. Gonchari, C. Gonzalez Alvarado, P. Gorodetzky, F. Guarino, A. Guzman, Y. Hachisu, B. Harlov, A. Haungs, K. Higashide, D. Ikeda, H. Ikeda, N. Inoue, S. Inoue, A. Insolia, F. Isgro, Y. Itowen, E. Joven, E. G. Judd, A. Jung, F. Kajino, T. Kajino, I. Kaneko, Y. Karadzhov, J. Karczmarczyk, M. Karus, K. Katahira, K. Kawai, Y. Kawasaki, B. Keilhauer, B. A. Khrenov, Jeong-Sook Kim, Soon-Wook Kim, Sug-Whan Kim, M. Kleifges, P. A. Klimov, D. Kolev, I. Kreykenbohm, K. Kudela, Y. Kurihara, A. Kusenko, E. Kuznetsov, M. Lacombe, C. Lachaud, J. Lee, J. Licandro, H. Lim, F. Lopez, M. C. Maccarone, K. Mannheim, D. Maravilla, L. Marcelli, A. Marini, O. Martinez, G. Masciantonio, K. Mase, R. Matev, G. Medina-Tanco, T. Mernik, H. Miyamoto, Y. Miyazaki, Y. Mizumoto, G. Modestino, A. Monaco, D. Monnier-Ragaigne, J. A. Morales de los Rios, C. Moretto, V. S. Morozenko, B. Mot, T. Murakami, M. Nagano, M. Nagata, S. Nagataki, T. Nakamura, T. Napolitano, D. Naumov, R. Nava, A. Neronov, K. Nomoto, T. Nonaka, T. Ogawa, S. Ogio, H. Ohmori, A. V. Olinto, P. Orleanski, G. Osteria, M. I. Panasyuk, E. Parizot, I. H. Park, H. W. Park, B. Pastircak, T. Patzak, T. Paul, C. Pennypacker, S. Perez Cano, T. Peter, P. Picozza, T. Pierog, L. W. Piotrowski, S. Piraino, Z. Plebaniak, A. Pollini, P. Prat, G. Prevot, H. Prieto, M. Putis, P. Reardon, M. Reyes, M. Ricci, I. Rodriguez, M. D. Rodriguez Frias, F. Ronga, M. Roth, H. Rothkaehl, G. Roudil, I. Rusinov, M. Rybczynski, M. D. Sabau, G. Saez Cano, H. Sagawa, A. Saito, N. Sakaki, M. Sakata, H. Salazar, S. Sanchez, A. Santangelo, L. Santiago Cruz, M. Sanz Palomino, O. Saprykin, F. Sarazin, H. Sato, M. Sato, T. Schanz, H. Schieler, V. Scotti, A. Segreto, S. Selmane, D. Semikoz, M. Serra, S. Sharakin, T. Shibata, H. M. Shimizu, K. Shinozaki, T. Shirahama, G. Siemieniec-Ozieblo, H. H. Silva Lopez, J. Sledd, K. Slominska, A. Sobey, T. Sugiyama, D. Supanitsky, M. Suzuki, B. Szabelska, J. Szabelski, F. Tajima, N. Tajima, T. Tajima, Y. Takahashi, H. Takami, M. Takeda, Y. Takizawa, C. Tenzer, O. Tibolla, L. Tkachev, H. Tokuno, T. Tomida, N. Tone, S. Toscano, F. Trillaud, R. Tsenov, Y. Tsunesada, K. Tsuno, T. Tymieniecka, Y. Uchihori, M. Unger, O. Vaduvescu, J. F. Valdes-Galicia, P. Vallania, L. Valore, G. Vankova, C. Vigorito, L. Villasenor, P. von Ballmoos, S. Wada, J. Watanabe, S. Watanabe, J. Watts, M. Weber, T. J. Weiler, T. Wibig, L. Wiencke, M. Wille, J. Wilms, Z. Wl Odarczyk, T. Yamamoto, Y. Yamamoto, J. Yang, H. Yano, I. V. Yashin, D. Yonetoku, K. Yoshida, S. Yoshida, R. Young, M. Yu. Zotov, A. Zuccaro Marchi
    EXPERIMENTAL ASTRONOMY 40 1 281 - 299 2015年11月 [査読有り][通常論文]
     
    EUSO-Balloon is a pathfinder for JEM-EUSO, the Extreme Universe Space Observatory which is to be hosted on-board the International Space Station. As JEM-EUSO is designed to observe Ultra-High Energy Cosmic Rays (UHECR)-induced Extensive Air Showers (EAS) by detecting their ultraviolet light tracks "from above", EUSO-Balloon is a nadir-pointing UV telescope too. With its Fresnel Optics and Photo-Detector Module, the instrument monitors a 50 km(2) ground surface area in a wavelength band of 290-430 nm, collecting series of images at a rate of 400,000 frames/sec. The objectives of the balloon demonstrator are threefold: a) perform a full end-to-end test of a JEM-EUSO prototype consisting of all the main subsystems of the space experiment, b) measure the effective terrestrial UV background, with a spatial and temporal resolution relevant for JEM-EUSO. c) detect tracks of ultraviolet light from near space for the first time. The latter is a milestone in the development of UHECR science, paving the way for any future space-based UHECR observatory. On August 25, 2014, EUSO-Balloon was launched from Timmins Stratospheric Balloon Base (Ontario, Canada) by the balloon division of the French Space Agency CNES. From a float altitude of 38 km, the instrument operated during the entire astronomical night, observing UV-light from a variety of ground-covers and from hundreds of simulated EASs, produced by flashers and a laser during a two-hour helicopter under-flight.
  • J. H. Adams, S. Ahmad, J. -N. Albert, D. Allard, L. Anchordoqui, V. Andreev, A. Anzalone, Y. Arai, K. Asano, M. Ave Pernas, P. Baragatti, P. Barrillon, T. Batsch, J. Bayer, R. Bechini, T. Belenguer, R. Bellotti, K. Belov, A. A. Berlind, M. Bertaina, P. L. Biermann, S. Biktemerova, C. Blaksley, N. Blanc, J. Blecki, S. Blin-Bondil, J. Bluemer, P. Bobik, M. Bogomilov, M. Bonamente, M. S. Briggs, S. Briz, A. Bruno, F. Cafagna, D. Campana, J-N. Capdevielle, R. Caruso, M. Casolino, C. Cassardo, G. Castellini, C. Catalano, O. Catalano, A. Cellino, M. Chikawa, M. J. Christl, D. Cline, V. Connaughton, L. Conti, G. Cordero, H. J. Crawford, R. Cremonini, S. Csorna, S. Dagoret-Campagne, A. J. de Castro, C. de Donato, C. de la Taille, C. de Santis, L. del Peral, A. Dell'Oro, N. De Simone, M. Di Martino, G. Distratis, F. Dulucq, M. Dupieux, A. Ebersoldt, T. Ebisuzaki, R. Engel, S. Falk, K. Fang, F. Fenu, I. Fernandez-Gomez, S. Ferrarese, D. Finco, M. Flamini, C. Fornaro, A. Franceschi, J. Fujimoto, M. Fukushima, P. Galeotti, G. Garipov, J. Geary, G. Gelmini, G. Giraudo, M. Gonchar, C. Gonzalez Alvarado, P. Gorodetzky, F. Guarino, A. Guzman, Y. Hachisu, B. Harlov, A. Haungs, J. Hernandez Carretero, K. Higashide, D. Ikeda, H. Ikeda, N. Inoue, S. Inoue, A. Insolia, F. Isgro, Y. Itow, E. Joven, E. G. Judd, A. Jung, F. Kajino, T. Kajino, I. Kaneko, Y. Karadzhov, J. Karczmarczyk, M. Karus, K. Katahira, K. Kawai, Y. Kawasaki, B. Keilhauer, B. A. Khrenov, Jeong-Sook Kim, Soon-Wook Kim, Sug-Whan Kim, M. Kleifges, P. A. Klimov, D. Kolev, I. Kreykenbohm, K. Kudela, Y. Kurihara, A. Kusenko, E. Kuznetsov, M. Lacombe, C. Lachaud, J. Lee, J. Licandro, H. Lim, F. Lopez, M. C. Maccarone, K. Mannheim, D. Maravilla, L. Marcelli, A. Marini, O. Martinez, G. Masciantonio, K. Mase, R. Matev, G. Medina-Tanco, T. Mernik, H. Miyamoto, Y. Miyazaki, Y. Mizumoto, G. Modestino, A. Monaco, D. Monnier-Ragaigne, J. A. Morales de Los Rios, C. Moretto, V. S. Morozenko, B. Mot, T. Murakami, M. Nagano, M. Nagata, S. Nagataki, T. Nakamura, T. Napolitano, D. Naumov, R. Nava, A. Neronov, K. Nomoto, T. Nonaka, T. Ogawa, S. Ogio, H. Ohmori, A. V. Olinto, P. Orleanski, G. Osteria, M. I. Panasyuk, E. Parizot, I. H. Park, H. W. Park, B. Pastircak, T. Patzak, T. Paul, C. Pennypacker, S. Perez Cano, T. Peter, P. Picozza, T. Pierog, L. W. Piotrowski, S. Piraino, Z. Plebaniak, A. Pollini, P. Prat, G. Prevot, H. Prieto, M. Putis, P. Reardon, M. Reyes, M. Ricci, I. Rodriguez, M. D. Rodriguez Frias, F. Ronga, M. Roth, H. Rothkaehl, G. Roudil, I. Rusinov, M. Rybczynski, M. D. Sabau, G. Saez Cano, H. Sagawa, A. Saito, N. Sakaki, M. Sakata, H. Salazar, S. Sanchez, A. Santangelo, L. Santiago Cruz, M. Sanz Palomino, O. Saprykin, F. Sarazin, H. Sato, M. Sato, T. Schanz, H. Schieler, V. Scotti, A. Segreto, S. Selmane, D. Semikoz, M. Serra, S. Sharakin, T. Shibata, H. M. Shimizu, K. Shinozaki, T. Shirahama, G. Siemieniec-Ozieblo, H. H. Silva Lopez, J. Sledd, K. Slominska, A. Sobey, T. Sugiyama, D. Supanitsky, M. Suzuki, B. Szabelska, J. Szabelski, F. Tajima, N. Tajima, T. Tajima, Y. Takahashi, H. Takami, M. Takeda, Y. Takizawa, C. Tenzer, O. Tibolla, L. Tkachev, H. Tokuno, T. Tomida, N. Tone, S. Toscano, F. Trillaud, R. Tsenov, Y. Tsunesada, K. Tsuno, T. Tymieniecka, Y. Uchihori, M. Unger, O. Vaduvescu, J. F. Valdes-Galicia, P. Vallania, L. Valore, G. Vankova, C. Vigorito, L. Villasenor, P. von Ballmoos, S. Wada, J. Watanabe, S. Watanabe, J. Watts, M. Weber, T. J. Weiler, T. Wibig, L. Wiencke, M. Wille, J. Wilms, Z. Wlodarczyk, T. Yamamoto, Y. Yamamoto, J. Yang, H. Yano, I. V. Yashin, D. Yonetoku, K. Yoshida, S. Yoshida, R. Young, M. Yu. Zotov, A. Zuccaro Marchi
    EXPERIMENTAL ASTRONOMY 40 1 3 - 17 2015年11月 [査読有り][通常論文]
     
    The Extreme Universe Space Observatory on board the Japanese Experiment Module of the International Space Station, JEM-EUSO, is being designed to search from space ultra-high energy cosmic rays. These are charged particles with energies from a few 10(19) eV to beyond 10(20) eV, at the very end of the known cosmic ray energy spectrum. JEM-EUSO will also search for extreme energy neutrinos, photons, and exotic particles, providing a unique opportunity to explore largely unknown phenomena in our Universe. The mission, principally based on a wide field of view (60 degrees) near-UV telescope with a diameter of similar to 2.5 m, will monitor the earth's atmosphere at night, pioneering the observation from space of the ultraviolet tracks (290-430 nm) associated with giant extensive air showers produced by ultra-high energy primaries propagating in the earth's atmosphere. Observing from an orbital altitude of similar to 400 km, the mission is expected to reach an instantaneous geometrical aperture of A (g e o) a parts per thousand yen 2 x 10(5) km(2) sr with an estimated duty cycle of similar to 20 %. Such a geometrical aperture allows unprecedented exposures, significantly larger than can be obtained with ground-based experiments. In this paper we briefly review the history of space-based search for ultra-high energy cosmic rays. We then introduce the special issue of Experimental Astronomy devoted to the various aspects of such a challenging enterprise. We also summarise the activities of the on-going JEM-EUSO program.
  • J. H. Adams, S. Ahmad, J. -N. Albert, D. Allard, L. Anchordoqui, V. Andreev, A. Anzalone, Y. Arai, K. Asano, M. Ave Pernas, P. Baragatti, P. Barrillon, T. Batsch, J. Bayer, R. Bechini, T. Belenguer, R. Bellotti, K. Belov, A. A. Berlind, M. Bertaina, P. L. Biermann, S. Biktemerova, C. Blaksley, N. Blanc, J. Blecki, S. Blin-Bondil, J. Bluemer, P. Bobik, M. Bogomilov, M. Bonamente, M. S. Briggs, S. Briz, A. Bruno, F. Cafagna, D. Campana, J-N. Capdevielle, R. Caruso, M. Casolino, C. Cassardo, G. Castellini, C. Catalano, O. Catalano, A. Cellino, M. Chikawa, M. J. Christl, D. Cline, V. Connaughton, L. Conti, G. Cordero, H. J. Crawford, R. Cremonini, S. Csoma, S. Dagoret-Campagne, A. J. de Castro, C. De Donato, C. de la Taille, C. De Santis, L. del Peral, A. Dell'Oro, N. De Simone, M. Di Martino, G. Distratis, F. Dulucq, M. Dupieux, A. Ebersoldt, T. Ebisuzaki, R. Engel, S. Falk, K. Fang, F. Fenu, I. Fern'andez-G'omez, S. Ferrarese, D. Finco, M. Flamini, C. Fornaro, A. Franceschi, J. Fujimoto, M. Fukushima, P. Galeotti, G. Garipov, J. Geary, G. Gelmini, G. Giraudo, M. Gonchar, C. Gonz'alez Alvarado, P. Gorodetzky, F. Guarino, A. Guzman, Y. Hachisu, B. Harlov, A. Haungs, J. Hern'andez Carretero, K. Higashide, D. Ikeda, H. Ikeda, N. Inoue, S. Inoue, A. Insolia, F. Isgr'o, Y. Itow, E. Joven, E. G. Judd, A. Jung, F. Kajino, T. Kajino, I. Kaneko, Y. Karadzhov, J. Karczmarczyk, M. Karus, K. Katahira, K. Kawai, Y. Kawasaki, B. Keilhauer, B. A. Khrenov, Jeong-Sook Kim, Soon-Wook Kim, Sug-Whan Kim, M. Kleifges, P. A. Klimov, D. Kolev, I. Kreykenbohm, K. Kudela, Y. Kurihara, A. Kusenko, E. Kuznetsov, M. Lacombe, C. Lachaud, J. Lee, J. Licandro, H. Lim, F. L'opez, M. C. Maccarone, K. Mannheim, D. Maravilla, L. Marcelli, A. Marini, O. Martinez, G. Masciantonio, K. Mase, R. Matev, G. Medina-Tanco, T. Mernik, H. Miyamoto, Y. Miyazaki, Y. Mizumoto, G. Modestino, A. Monaco, D. Monnier-Ragaigne, J. A. Morales de los R'ios, C. Moretto, V. S. Morozenko, B. Mot, T. Murakami, M. Nagano, M. Nagata, S. Nagataki, T. Nakamura, T. Napolitano, D. Naumov, R. Nava, A. Neronov, K. Nomoto, T. Nonaka, T. Ogawa, S. Ogio, H. Ohmori, A. V. Olinto, P. Orlea'nski, G. Osteria, M. I. Panasyuk, E. Parizot, I. H. Park, H. W. Park, B. Pastircak, T. Patzak, T. Paul, C. Pennypacker, S. Perez Cano, T. Peter, P. Picozza, T. Pierog, L. W. Piotrowski, S. Piraino, Z. Plebaniak, A. Pollini, P. Prat, G. Pr'evot, H. Prieto, M. Putis, P. Reardon, M. Reyes, M. Ricci, I. Rodr'iguez, M. D. Rodr'iguez Fr'ias, F. Ronga, M. Roth, H. Rothkaehl, G. Roudil, I. Rusinov, M. Rybczy'nski, M. D. Sabau, G. S'aez Cano, H. Sagawa, A. Saito, N. Sakaki, M. Sakata, H. Salazar, S. S'anchez, A. Santangelo, L. Santiago Cr'uz, M. Sanz Palomino, O. Saprykin, F. Sarazin, H. Sato, M. Sato, T. Schanz, H. Schieler, V. Scotti, A. Segreto, S. Selmane, D. Semikoz, M. Serra, S. Sharakin, T. Shibata, H. M. Shimizu, K. Shinozaki, T. Shirahama, G. Siemieniec-Ozieblo, H. H. Silva L'opez, J. Sledd, K. Slomi'nska, A. Sobey, T. Sugiyama, D. Supanitsky, M. Suzuki, B. Szabelska, J. Szabelski, F. Tajima, N. Tajima, T. Tajima, Y. Takahashi, H. Takami, M. Takeda, Y. Takizawa, C. Tenzer, O. Tibolla, L. Tkachev, H. Tokuno, T. Tomida, N. Tone, S. Toscano, F. Trillaud, R. Tsenov, Y. Tsunesada, K. Tsuno, T. Tymieniecka, Y. Uchihori, M. Unger, O. Vaduvescu, J. F. Vald'es-Galicia, P. Vallania, L. Valore, G. Vankova, C. Vigorito, L. Villasenor, P. von Ballmoos, S. Wada, J. Watanabe, S. Watanabe, J. Watts, M. Weber, T. J. Weiler, T. Wibig, L. Wiencke, M. Wille, J. Wilms, Z. Wlodarczyk, T. Yamamoto, Y. Yamamoto, J. Yang, H. Yano, I. V. Yashin, D. Yonetoku, K. Yoshida, S. Yoshida, R. Young, M. Yu. Zotov
    EXPERIMENTAL ASTRONOMY 40 1 179 - 181 2015年11月 [査読有り][通常論文]
  • J. H. Adams, S. Ahmad, J. -N. Albert, D. Allard, L. Anchordoqui, V. Andreev, A. Anzalone, Y. Arai, K. Asano, M. Ave Pernas, P. Baragatti, P. Barrillon, T. Batsch, J. Bayer, R. Bechini, T. Belenguer, R. Bellotti, K. Belov, A. A. Berlind, M. Bertaina, P. L. Biermann, S. Biktemerova, C. Blaksley, N. Blanc, J. Blecki, S. Blin-Bondil, J. Bluemer, P. Bobik, M. Bogomilov, M. Bonamente, M. S. Briggs, S. Briz, A. Bruno, F. Cafagna, D. Campana, J-N. Capdevielle, R. Caruso, M. Casolino, C. Cassardo, G. Castellini, C. Catalano, O. Catalano, A. Cellino, M. Chikawa, M. J. Christl, D. Cline, V. Connaughton, L. Conti, G. Cordero, H. J. Crawford, R. Cremonini, S. Csorna, S. Dagoret-Campagne, A. J. de Castro, C. De Donato, C. de la Taille, C. De Santis, L. del Peral, A. Dell'Oro, N. De Simone, M. Di Martino, G. Distratis, F. Dulucq, M. Dupieux, A. Ebersoldt, T. Ebisuzaki, R. Engel, S. Falk, K. Fang, F. Fenu, I. Fernandez-Gomez, S. Ferrarese, D. Finco, M. Flamini, C. Fornaro, A. Franceschi, J. Fujimoto, M. Fukushima, P. Galeotti, G. Garipov, J. Geary, G. Gelmini, G. Giraudo, M. Gonchar, C. Gonzalez Alvarado, P. Gorodetzky, F. Guarino, A. Guzman, Y. Hachisu, B. Harlov, A. Haungs, J. Hernandez Carretero, K. Higashide, D. Ikeda, H. Ikeda, N. Inoue, S. Inoue, A. Insolia, F. Isgro, Y. Itow, E. Joven, E. G. Judd, A. Jung, F. Kajino, T. Kajino, I. Kaneko, Y. Karadzhov, J. Karczmarczyk, M. Karus, K. Katahira, K. Kawai, Y. Kawasaki, B. Keilhauer, B. A. Khrenov, Jeong-Sook Kim, Soon-Wook Kim, Sug-Whan Kim, M. Kleifges, P. A. Klimov, D. Kolev, I. Kreykenbohm, K. Kudela, Y. Kurihara, A. Kusenko, E. Kuznetsov, M. Lacombe, C. Lachaud, J. Lee, J. Licandro, H. Lim, F. Lopez, M. C. Maccarone, K. Mannheim, D. Maravilla, L. Marcelli, A. Marini, O. Martinez, G. Masciantonio, K. Mase, R. Matev, G. Medina-Tanco, T. Mernik, H. Miyamoto, Y. Miyazaki, Y. Mizumoto, G. Modestino, A. Monaco, D. Monnier-Ragaigne, J. A. Morales de los Rios, C. Moretto, V. S. Morozenko, B. Mot, T. Murakami, M. Nagano, M. Nagata, S. Nagataki, T. Nakamura, T. Napolitano, D. Naumov, R. Nava, A. Neronov, K. Nomoto, T. Nonaka, T. Ogawa, S. Ogio, H. Ohmori, A. V. Olinto, P. Orleanski, G. Osteria, M. I. Panasyuk, E. Parizot, I. H. Park, H. W. Park, B. Pastircak, T. Patzak, T. Paul, C. Pennypacker, S. Perez Cano, T. Peter, P. Picozza, T. Pierog, L. W. Piotrowski, S. Piraino, Z. Plebaniak, A. Pollini, P. Prat, G. Prevot, H. Prieto, M. Putis, P. Reardon, M. Reyes, M. Ricci, I. Rodriguez, M. D. Rodriguez Frias, F. Ronga, M. Roth, H. Rothkaehl, G. Roudil, I. Rusinov, M. Rybczynski, M. D. Sabau, G. Saez Cano, H. Sagawa, A. Saito, N. Sakaki, M. Sakata, H. Salazar, S. Sanchez, A. Santangelo, L. Santiago Cruz, M. Sanz Palomino, O. Saprykin, F. Sarazin, H. Sato, M. Sato, T. Schanz, H. Schieler, V. Scotti, A. Segreto, S. Selmane, D. Semikoz, M. Serra, S. Sharakin, T. Shibata, H. M. Shimizu, K. Shinozaki, T. Shirahama, G. Siemieniec-Ozieblo, H. H. Silva Lopez, J. Sledd, K. Slominska, A. Sobey, T. Sugiyama, D. Supanitsky, M. Suzuki, B. Szabelska, J. Szabelski, F. Tajima, N. Tajima, T. Tajima, Y. Takahashi, H. Takami, M. Takeda, Y. Takizawa, C. Tenzer, O. Tibolla, L. Tkachev, H. Tokuno, T. Tomida, N. Tone, S. Toscano, F. Trillaud, R. Tsenov, Y. Tsunesada, K. Tsuno, T. Tymieniecka, Y. Uchihori, M. Unger, O. Vaduvescu, J. F. Valdes-Galiciaga, P. Vallania, L. Valore, G. Vankova, C. Vigorito, L. Villasenor, P. von Ballmoos, S. Wada, J. Watanabe, S. Watanabe, J. Watts, M. Weber, T. J. Weiler, T. Wibig, L. Wiencke, M. Wille, J. Wilms, Z. Wlodarczyk, T. Yamamoto, Y. Yamamoto, J. Yang, H. Yano, I. V. Yashin, D. Yonetoku, K. Yoshida, S. Yoshida, R. Young, M. Yu. Zotov, A. Zuccaro Marchi
    EXPERIMENTAL ASTRONOMY 40 1 239 - 251 2015年11月 [査読有り][通常論文]
     
    The main goal of the JEM-EUSO experiment is the study of Ultra High Energy Cosmic Rays (UHECR, 10(19)-10(21) e V), but the method which will be used (detection of the secondary light emissions induced by cosmic rays in the atmosphere) allows to study other luminous phenomena. The UHECRs will be detected through the measurement of the emission in the range between 290 and 430 m, where some part of Transient Luminous Events (TLEs) emission also appears. This work discusses the possibility of using the JEM-EUSO Telescope to get new scientific results on TLEs. The high time resolution of this instrument allows to observe the evolution of TLEs with great precision just at the moment of their origin. The paper consists of four parts: review of the present knowledge on the TLE, presentation of the results of the simulations of the TLE images in the JEM-EUSO telescope, results of the Russian experiment Tatiana-2 and discussion of the possible progress achievable in this field with JEM-EUSO as well as possible cooperation with other space projects devoted to the study of TLE - TARANIS and ASIM. In atmospheric physics, the study of TLEs became one of the main physical subjects of interest after their discovery in 1989. In the years 1992 - 1994 detection was performed from satellite, aircraft and space shuttle and recently from the International Space Station. These events have short duration (milliseconds) and small scales (km to tens of km) and appear at altitudes 50 - 100 km. Their nature is still not clear and each new experimental data can be useful for a better understanding of these mysterious phenomena.
  • J. H. Adams, S. Ahmad, J. -N. Albert, D. Allard, L. Anchordoqui, V. Andreev, A. Anzalone, Y. Arai, K. Asano, M. Ave Pernas, P. Baragatti, P. Barrillon, T. Batsch, J. Bayer, R. Bechini, T. Belenguer, R. Bellotti, K. Belov, A. A. Berlind, M. Bertaina, P. L. Biermann, S. Biktemerova, C. Blaksley, N. Blanc, J. Blecki, S. Blin-Bondil, J. Bluemer, P. Bobik, M. Bogomilov, M. Bonamente, M. S. Briggs, S. Briz, A. Bruno, F. Cafagna, D. Campana, J-N. Capdevielle, R. Caruso, M. Casolino, C. Cassardo, G. Castellini, C. Catalano, O. Catalano, A. Cellino, M. Chikawa, M. J. Christl, D. Cline, V. Connaughton, L. Conti, G. Cordero, H. J. Crawford, R. Cremonini, S. Csorna, S. Dagoret-Campagne, A. J. de Castro, C. De Donato, C. de la Taille, C. De Santis, L. del Peral, A. Dell'Oro, N. De Simone, M. Di Martino, G. Distratis, F. Dulucq, M. Dupieux, A. Ebersoldt, T. Ebisuzaki, R. Engel, S. Falk, K. Fang, F. Fenu, I. Fernandez-Gomez, S. Ferrarese, D. Finco, M. Flamini, C. Fornaro, A. Franceschi, J. Fujimoto, M. Fukushima, P. Galeotti, G. Garipov, J. Geary, G. Gelmini, G. Giraudo, M. Gonchar, C. Gonzalez Alvarado, P. Gorodetzky, F. Guarino, A. Guzman, Y. Hachisu, B. Harlov, A. Haungs, J. Hernandez Carretero, K. Higashide, D. Ikeda, H. Ikeda, N. Inoue, S. Inoue, A. Insolia, F. Isgro, Y. Itow, E. Joven, E. G. Judd, A. Jung, F. Kajino, T. Kajino, I. Kaneko, Y. Karadzhov, J. Karczmarczyk, M. Karus, K. Katahira, K. Kawai, Y. Kawasaki, B. Keilhauer, B. A. Khrenov, Jeong-Sook Kim, Soon-Wook Kim, Sug-Whan Kim, M. Kleifges, P. A. Klimov, D. Kolev, I. Kreykenbohm, K. Kudela, Y. Kurihara, A. Kusenko, E. Kuznetsov, M. Lacombe, C. Lachaud, J. Lee, J. Licandro, H. Lim, F. Lopez, M. C. Maccarone, K. Mannheim, D. Maravilla, L. Marcelli, A. Marini, O. Martinez, G. Masciantonio, K. Mase, R. Matev, G. Medina-Tanco, T. Mernik, H. Miyamoto, Y. Miyazaki, Y. Mizumoto, G. Modestino, A. Monaco, D. Monnier-Ragaigne, J. A. Morales de los Rios, C. Moretto, V. S. Morozenko, B. Mot, T. Murakami, M. Nagano, M. Nagata, S. Nagataki, T. Nakamura, T. Napolitano, D. Naumov, R. Nava, A. Neronov, K. Nomoto, T. Nonaka, T. Ogawa, S. Ogio, H. Ohmori, A. V. Olinto, P. Orleanski, G. Osteria, M. I. Panasyuk, E. Parizot, I. H. Park, H. W. Park, B. Pastircak, T. Patzak, T. Paul, C. Pennypacker, S. Perez Cano, T. Peter, P. Picozza, T. Pierog, L. W. Piotrowski, S. Piraino, Z. Plebaniak, A. Pollini, P. Prat, G. Prevot, H. Prieto, M. Putis, P. Reardon, M. Reyes, M. Ricci, I. Rodriguez, M. D. Rodriguez Frias, F. Ronga, M. Roth, H. Rothkaehl, G. Roudil, I. Rusinov, M. Rybczynski, M. D. Sabau, G. Saez Cano, H. Sagawa, A. Saito, N. Sakaki, M. Sakata, H. Salazar, S. Sanchez, A. Santangelo, L. Santiago Cruz, M. Sanz Palomino, O. Saprykin, F. Sarazin, H. Sato, M. Sato, T. Schanz, H. Schieler, V. Scotti, A. Segreto, S. Selmane, D. Semikoz, M. Serra, S. Sharakin, T. Shibata, H. M. Shimizu, K. Shinozaki, T. Shirahama, G. Siemieniec-Ozieblo, H. H. Silva Lopez, J. Sledd, K. Slominska, A. Sobey, T. Sugiyama, D. Supanitsky, M. Suzuki, B. Szabelska, J. Szabelski, F. Tajima, N. Tajima, T. Tajima, Y. Takahashi, H. Takami, M. Takeda, Y. Takizawa, C. Tenzer, O. Tibolla, L. Tkachev, H. Tokuno, T. Tomida, N. Tone, S. Toscano, F. Trillaud, R. Tsenov, Y. Tsunesada, K. Tsuno, T. Tymieniecka, Y. Uchihori, M. Unger, O. Vaduvescu, J. F. Valdes-Galicia, P. Vallania, L. Valore, G. Vankova, C. Vigorito, L. Villasenor, P. von Ballmoos, S. Wada, J. Watanabe, S. Watanabe, J. Watts, M. Weber, J. Weiler, T. Wibig, L. Wiencke, M. Wille, J. Wilms, Z. Wlodarczyk, T. Yamamoto, Y. Yamamoto, J. Yang, H. Yano, I. V. Yashin, D. Yonetoku, K. Yoshida, S. Yoshida, R. Young, M. Yu. Zotov, A. Zuccaro Marchi
    EXPERIMENTAL ASTRONOMY 40 1 45 - 60 2015年11月 [査読有り][通常論文]
     
    The JEM-EUSO telescope will detect Ultra-High Energy Cosmic Rays (UHECRs) from space, detecting the UV Fluorescence Light produced by Extensive Air Showers (EAS) induced by the interaction of the cosmic rays with the earth's atmosphere. The capability to reconstruct the properties of the primary cosmic ray depends on the accurate measurement of the atmospheric conditions in the region of EAS development. The Atmospheric Monitoring (AM) system of JEM-EUSO will host a LIDAR, operating in the UV band, and an Infrared camera to monitor the cloud cover in the JEM-EUSO Field of View, in order to be sensitive to clouds with an optical depth tau a parts per thousand yen 0.15 and to measure the cloud top altitude with an accuracy of 500 m and an altitude resolution of 500 m.
  • Imai, M, Takahashi, Y, Watanabe, S, Watanabe, M. an
    European Planetary Science Congress EPSC2015 - 523 2015年10月 [査読無し][通常論文]
  • M. Sato, T. Ushio, T. Morimoto, M. Kikuchi, H. Kikuchi, T. Adachi, M. Suzuki, A. Yamazaki, Y. Takahashi, U. Inan, I. Linscott, R. Ishida, Y. Sakamoto, K. Yoshida, Y. Hobara, T. Sano, T. Abe, M. Nakamura, H. Oda, Z. -I. Kawasaki
    JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESEARCH-ATMOSPHERES 120 9 3822 - 3851 2015年05月 [査読有り][通常論文]
     
    Global Lightning and Sprite Measurements on Japanese Experiment Module (JEM-GLIMS) is a space mission to conduct the nadir observations of lightning discharges and transient luminous events (TLEs). The main objectives of this mission are to identify the horizontal distribution of TLEs and to solve the occurrence conditions determining the spatial distribution. JEM-GLIMS was successfully launched and started continuous nadir observations in 2012. The global distribution of the detected lightning events shows that most of the events occurred over continental regions in the local summer hemisphere. In some events, strong far-ultraviolet emissions have been simultaneously detected with N-2 1P and 2P emissions by the spectrophotometers, which strongly suggest the occurrence of TLEs. Especially, in some of these events, no significant optical emission was measured by the narrowband filter camera, which suggests the occurrence of elves, not sprites. The VLF receiver also succeeded in detecting lightning whistlers, which show clear falling-tone frequency dispersion. Based on the optical data, the time delay from the detected lightning emission to the whistlers was identified as approximate to 10ms, which can be reasonably explained by the wave propagation with the group velocity of whistlers. The VHF interferometer conducted the spaceborne interferometric observations and succeeded in detecting VHF pulses. We observed that the VHF pulses are likely to be excited by the lightning discharge possibly related with in-cloud discharges and measured with the JEM-GLIMS optical instruments. Thus, JEM-GLIMS provides the first full set of optical and electromagnetic data of lightning and TLEs obtained by nadir observations from space.
  • M. Sato, T. Ushio, T. Morimoto, M. Kikuchi, H. Kikuchi, T. Adachi, M. Suzuki, A. Yamazaki, Y. Takahashi, U. Inan, I. Linscott, R. Ishida, Y. Sakamoto, K. Yoshida, Y. Hobara, T. Sano, T. Abe, M. Nakamura, H. Oda, Z. I. Kawasaki
    Journal of Geophysical Research 120 9 3822 - 3851 2015年 [査読有り][通常論文]
     
    © 2015. American Geophysical Union. All Rights Reserved. Global Lightning and Sprite Measurements on Japanese Experiment Module (JEM-GLIMS) is a space mission to conduct the nadir observations of lightning discharges and transient luminous events (TLEs). The main objectives of this mission are to identify the horizontal distribution of TLEs and to solve the occurrence conditions determining the spatial distribution. JEM-GLIMS was successfully launched and started continuous nadir observations in 2012. The global distribution of the detected lightning events shows that most of the events occurred over continental regions in the local summer hemisphere. In some events, strong far-ultraviolet emissions have been simultaneously detected with N2 1P and 2P emissions by the spectrophotometers, which strongly suggest the occurrence of TLEs. Especially, in some of these events, no significant optical emission was measured by the narrowband filter camera, which suggests the occurrence of elves, not sprites. The VLF receiver also succeeded in detecting lightning whistlers, which show clear falling-tone frequency dispersion. Based on the optical data, the time delay from the detected lightning emission to the whistlers was identified as ~10 ms, which can be reasonably explained by the wave propagation with the group velocity of whistlers. The VHF interferometer conducted the spaceborne interferometric observations and succeeded in detecting VHF pulses. We observed that the VHF pulses are likely to be excited by the lightning discharge possibly related with in-cloud discharges and measured with the JEM-GLIMS optical instruments. Thus, JEM-GLIMS provides the first full set of optical and electromagnetic data of lightning and TLEs obtained by nadir observations from space.
  • Masato Nakamura, Yasuhiro Kawakatsu, Chikako Hirose, Takeshi Imamura, Nobuaki Ishii, Takumi Abe, Atsushi Yamazaki, Manabu Yamada, Kazunori Ogohara, Kazunori Uemizu, Tetsuya Fukuhara, Shoko Ohtsuki, Takehiko Satoh, Makoto Suzuki, Munetaka Ueno, Junichi Nakatsuka, Naomoto Iwagami, Makoto Taguchi, Shigeto Watanabe, Yukihiro Takahashi, George L. Hashimoto, Hiroki Yamamoto
    Acta Astronautica 93 384 - 389 2014年 
    Japanese Venus Climate Orbiter/AKATSUKI was proposed in 2001 with strong support by international Venus science community and approved as an ISAS (The Institute of Space and Astronautical Science) mission soon after the proposal. The mission life we expected was more than two Earth years in Venus orbit. AKATSUKI was successfully launched at 06:58:22JST on May 21, 2010, by H-IIA F17. After the separation from H-IIA, the telemetry from AKATSUKI was normally detected by DSN Goldstone station (10:00JST) and the solar cell paddles' deployment was confirmed. After a successful cruise, the malfunction happened on the propulsion system during the Venus orbit insertion (VOI) on Dec. 7, 2010. The engine shut down before the planned reduction in speed to achieve. The spacecraft did not enter the Venus orbit but entered an orbit around the Sun with a period of 203 days. Most of the fuel still had remained, but the orbital maneuvering engine was found to be broken and unusable. However, we have found an alternate way of achieving orbit by using only the reaction control system (RSC). We had adopted the alternate way for orbital maneuver and three minor maneuvers in Nov. 2011 were successfully done so that AKATSUKI would meet Venus in 2015. We are considering several scenarios for VOI using only RCS. © 2013 IAA.
  • Tomoo Ushio, Mitsuteru Sato, Takeshi Morimoto, Makoto Suzuki, Atsushi Yamazaki, Yasuhide Hobara, Masayuki Kikuchi, Umran Inan, Ivan Linscott, Hiroshi Kikuchi, Ryohei Ishida, Yukihiro Takahashi, Toru Adachi, Yuji Sakamoto, Zen Ichiro Kawasaki
    International Conference on Atmospheric Electricity, ICAE 2014 2014年 [査読有り][通常論文]
     
    © International Conference on Atmospheric Electricity, ICAE 2014 The Global Lightning and sprIte MeasurementS (GLIMS) on the International Space Station (ISS) is a mission to detect and locate optical transient luminous events (TLEs) and its associated lightning simultaneously from the non-sun synchronous orbit, and was launched successfully in July, 2012 as part of the multi-mission consolidated equipment on Japanese Exposure Module (JEM). Our mission goals are to identify temporal and spatial evolutions of lightning and TLEs and to clarify the occurrence conditions of TLEs and global occurrence locations and rates of TLEs from the nadir observation. To achieve these goals, two CMOS cameras, six Photometers, VLF receiver, and VHF interferometer with two antennas, are installed at the bottom of the module to observe the TLEs as well as causative lighting discharges at nadir direction during day and night time. Though the luminous events so-called sprite, elves and jets have been investigated by numerous researchers all over the world based mainly on the ground observations, some important problems have not been fully understood yet such as generation mechanisms of columniform fine structure and horizontal offset of some sprites from the parent lightning discharges. In the JEM-GLIMS mission, observations from our synchronized sensors are going to shed light on above-mentioned unsolved problems regarding TLEs as well as causative lighting discharges. JEM-GIMS was successfully launched and transported to the ISS by the H-II Transfer Vehicle (HTV) No.3 cargo transporter at the end of July 2012, and started its operation from December 2012. So far, more than one thousand events were recorded. In this paper, we present on the mission overview, examples of the observation results, and several initial analysis for the observed events such as on the identification of the intra-cloud and ground flashes from optical measurements and lightning location from the broad band interferometry at VHF band.
  • Yukihiro Takahashi, Mitsuteru Sato, Kozo Yamashita
    2014 XXXITH URSI GENERAL ASSEMBLY AND SCIENTIFIC SYMPOSIUM (URSI GASS) 2014年 [査読有り][通常論文]
  • An ELF Signal Associated with a Positive GC Lightning Event in Winter
    Honma. N, Y. Hongo, D. Tsurushima, F. Tsuchiya, M. Sato, Y. Takahashi
    Proc. 23nd International Lightning Detection Conf. 2014年 [査読無し][通常論文]
  • J. H. Adams, S. Ahmad, J. -N. Albert, D. Allard, M. Ambrosio, L. Anchordoqui, A. Anzalone, Y. Arai, C. Aramo, K. Asano, M. Ave, P. Barrillon, T. Batsch, J. Bayer, T. Belenguer, R. Bellotti, A. A. Berlind, M. Bertaina, P. L. Biermann, S. Biktemerova, C. Blaksley, J. Biccki, S. Blin-Bondil, J. Bluemer, P. Bobik, M. Bogomilov, M. Bonamente, M. S. Briggs, S. Briz, A. Bruno, F. Cafagna, D. Campana, J. -N. Capdevielle, R. Caruso, M. Casolino, C. Cassardo, G. Castellini, O. Catalano, A. Cellino, M. Chikawa, M. J. Christi, V. Connaughton, J. F. Cortes, H. J. Crawford, R. Cremonini, S. Csorna, J. C. D'Olivo, S. Dagoret-Campagne, A. J. de Castro, C. De Donato, C. de la Taille, L. del Peral, A. Dell'Oro, M. P. De Pascale, M. Di Martino, G. Distratis, M. Dupieux, A. Ebersoldt, T. Ebisuzaki, R. Engel, S. Falk, K. Fang, F. Fenu, I. Fernandez-Gomez, S. Ferrarese, A. Franceschi, J. Fujimoto, P. Galeotti, G. Garipov, J. Geary, U. G. Giaccari, G. Giraudo, M. Gonchar, C. Gonzalez Alvarado, P. Gorodetzky, F. Guarino, A. Guzman, Y. Hachisu, B. Harlov, A. Haungs, J. Hernandez Carretero, K. Higashide, T. Iguchi, H. Ikeda, N. Inoue, S. Inoue, A. Insolia, F. Isgro, Y. Itow, E. Joven, E. G. Judd, A. Jung, F. Kajino, T. Kajino, I. Kaneko, Y. Karadzhov, J. Karczmarczyk, K. Katahira, K. Kawai, Y. Kawasaki, B. Keilhauer, B. A. Khrenov, Jeong-Sook Kim, Soon-Wook Kim, Sug-Whan Kim, M. Kleifges, P. A. Klimov, S. H. Ko, D. Kolev, I. Kreykenbohm, K. Kudela, Y. Kurihara, E. Kuznetsov, G. La Rosa, J. Lee, J. Licandro, H. Lim, F. Lopez, M. C. Maccarone, K. Mannheim, L. Marcelli, A. Marini, G. Martin-Chassard, O. Martinez, G. Masciantonio, K. Mase, R. Matev, A. Maurissen, G. Medina-Tanco, T. Mernik, H. Miyamoto, Y. Miyazaki, Y. Mizumoto, G. Modestino, D. Monnier-Ragaigne, J. A. Morales de los Rios, B. Mot, T. Murakami, M. Nagano, M. Nagata, S. Nagataki, T. Nakamura, J. W. Nam, S. Nam, K. Nam, T. Napolitano, D. Naumov, A. Neronov, K. Nomoto, T. Ogawa, H. Ohmori, A. V. Olinto, P. Orleanski, G. Osteria, N. Pacheco, M. I. Panasyuk, E. Parizot, I. H. Park, B. Pastircak, T. Patzak, T. Paul, C. Pennypacker, T. Peter, P. Picozza, A. Pollini, H. Prieto, P. Reardon, M. Reinabi, M. Reyes, M. Ricci, I. Rodriguez, M. D. Rodriguez Frias, F. Ronga, H. Rothkaehl, G. Roudil, I. Rusinov, M. Rybczynski, M. D. Sabau, G. Saez Cano, A. Saito, N. Sakaki, M. Sakata, H. Salazar, S. Sanchez, A. Santangelo, L. Santiago Cruz, M. Sanz Palomino, O. Saprykin, F. Sarazin, H. Sato, M. Sato, T. Schanz, H. Schieler, V. Scotti, M. Scuderi, A. Segreto, S. Selmane, D. Semikoz, M. Serra, S. Sharakin, T. Shibata, H. M. Shimizu, K. Shinozaki, T. Shirahama, G. Siemieniec-Ozigbio, H. H. Silva Lopez, J. Sledd, K. Slomiriska, A. Sobey, T. Sugiyama, D. Supanitsky, M. Suzuki, B. Szabelska, J. Szabelski, F. Tajima, N. Tajima, T. Tajima, Y. Takahashi, H. Takami, M. Takeda, Y. Takizawa, C. Tenzer, O. Tibolla, L. Tkachev, T. Tomida, N. Tone, F. Trillaud, R. Tsenov, K. Tsuno, T. Tymieniecka, Y. Uchihori, O. Vaduvescu, J. F. Valdes-Galicia, P. Vallania, L. Valore, G. Vankova, C. Vigorito, L. Villasenor, P. von Ballmoos, S. Wada, J. Watanabe, S. Watanabe, J. Watts, M. Weber, T. J. Weiler, T. Wibig, L. Wiencke, M. Wille, J. Wilms, Z. Wlodarczyk, T. Yamamoto, Y. Yamamoto, J. Yang, H. Yano, I. V. Yashin, D. Yonetoku, K. Yoshida, S. Yoshida, R. Young, A. Zamora, A. Zuccaro Marchi
    ASTROPARTICLE PHYSICS 44 76 - 90 2013年04月 [査読有り][通常論文]
     
    We evaluate the exposure during nadir observations with JEM-EUSO, the Extreme Universe Space Observatory, on-board the Japanese Experiment Module of the International Space Station. Designed as a mission to explore the extreme energy Universe from space, JEM-EUSO will monitor the Earth's nighttime atmosphere to record the ultraviolet light from tracks generated by extensive air showers initiated by ultra-high energy cosmic rays. In the present work, we discuss the particularities of space-based observation and we compute the annual exposure in nadir observation. The results are based on studies of the expected trigger aperture and observational duty cycle, as well as, on the investigations of the effects of clouds and different types of background light. We show that the annual exposure is about one order of magnitude higher than those of the presently operating ground-based observatories. (C) 2013 Elsevier B.V. All rights reserved.
  • Nadir Observations of Lightning and TLEs by JEM-GLIMS
    M. Sato, T. Ushio, T. Morimoto, M. Suzuki, A. Yamazaki, M. Kikuchi, Y. Takahashi, I. Umran, L. Ivan, Y. Hobara
    EGU General Assembly 2013 --  2013年04月 [査読有り][通常論文]
  • T. Nakano, R. Fujimura, Y. Sakamoto, K. Yoshida, T. Kuwahara, Y. Shoji, M. Taguchi, M. Yamamoto, Y. Takahashi
    SPACE FOR OUR FUTURE 146 381 - 391 2013年 [査読有り][通常論文]
     
    The balloon-borne telescope is a planetary observation method launching a telescope to the altitude of more than 30 km by a stratospheric balloon. To conduct the long duration observation, the flight gondola has to equip with a pointing control system in order to catch and keep the target star in the field of view of the telescope during the flight. This research aims to develop the high accuracy pointing control system and conduct the technology demonstration flight. The goal of the pointing control is set as 0.1 arcsec. This paper introduces the results of the ground test and simulation study to evaluate the performance of the pointing control system.
  • Hiroo Kunimori, Toshihiro Kubooka, Tetsuharu Fuse, Hideki Takenaka, Morio Toyoshima, Toshinori Kuwahara, Kazuya Yoshida, Yoshihiro Tomioka, Kazufumi Fukuda, Junichi Kurihara, Yukihiro Takahashi
    Proceedings of the International Astronautical Congress, IAC 4 3132 - 3136 2013年 
    The laser communication terminal called VSOTA and a 5m GSD multi-spectral high-resolution Cassegrain telescope called HPT will be equipped on a 50kg-class micro satellite RISESAT. VSOTA aims to demonstrate satellite-to-ground laser communication by means of accurate attitude control of the satellite body itself. The HPT is designed to be able to send the coordinate information of the light spot from laser on ground to the attitude control system with a frequency of 10 Hz. RISESAT also carries a single retro-reflector which serves to make sure to keep acquisition and pointing for ground station. Link analysis between HPT and ground station as well as laser ranging laser as a pilot signal in initial acquisition scenario is discussed. ©2013 by the International Astronautical Federation. All rights reserved.
  • Hiroyo Ohya, Fuminori Tsuchiya, Hiroyuki Nakata, Kazuo Shiokawa, Yoshizumi Miyoshi, Kozo Yamashita, Yukihiro Takahashi
    JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESEARCH-SPACE PHYSICS 117 2012年11月 [査読有り][通常論文]
     
    We report multipoint observations of daytime tweek atmospherics during the solar eclipse of 22 July 2009. Sixteen and sixty-three tweek atmospherics were observed at Moshiri and Kagoshima, Japan, where the magnitudes of the solar eclipse were 0.458 and 0.966, respectively. This was the first observation of tweek atmospherics during a low-magnitude eclipse (0.458). The average and standard deviation of the reflection height were 94.9 +/- 13.7 km at Moshiri and 87.2 +/- 12.9 km at Kagoshima. The reflection height at Moshiri was almost the same as that for normal nighttime conditions in July (96.7 +/- 12.6 km) in spite of the low magnitude of the eclipse. The reflection height at Kagoshima seems be divided into two parts: propagation across the total solar eclipse path and propagation in the partial solar eclipse path. During the eclipse, we also observed the phase variation in the LF transmitter signals. The average change in the phase delay of the LF signals was 109 degrees for the paths that crossed the eclipse path and 27 degrees for the paths that did not cross the eclipse path. Assuming a normal daytime height for LF waves of 65 km, a ray tracing analysis indicates that the variations in phase correspond to a height increase of 5-6 km for the paths across the eclipse and 1-2 km for partial eclipse paths. The wide range of estimated tweek reflection heights at Kagoshima also suggests a difference in electron density in the lower ionosphere between total and partial solar eclipses.
  • Nobuo Sugimura, Kazufumi Fukuda, Yoshihiro Tomioka, Masato Fukuyama, Yuji Sakamoto, Toshinori Kuwahara, Tetuya Fukuhara, Kazuya Yoshida, Yukihiro Takahashi
    2012 IEEE/SICE INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON SYSTEM INTEGRATION (SII) 301 - 306 2012年 [査読有り][通常論文]
     
    This paper summarizes the attitude control system and evaluation system of the 50kg class micro satellite RISING-2, which has developed by Hokkaido University and Tohoku University from 2010. In 2011, the flight models of each component were completed and now the software of RISING-2 is adjusted in order to put into an orbit in 2013. The missions of RISING-2 are observation of the earth surface, cumulonimbus clouds and planets with a telescope, measurement of the earth surface and ocean temperature distribution using a bolometer array and photography of sprite luminescence phenomenon using thunder observation camera and fish eye camera. To accomplish these scientific missions, the attitude control system needs to satisfy the requirements of observation equipments. This satellite attitude is controlled by the 3-axis reaction wheels in order to point to an arbitrary target direction. Especially, in the case of bolometer array observation, the target direction needs to be changed from deep space direction to the Earth-Center or the earth surface direction. We tried this observation sequence using the static closed loop test system which is constructed by the pre-flight model. Then, the test results illustrate that the attitude control system satisfy the requirements.
  • FUKUDA Kazufumi, SUGIMURA Nobuo, SAKAMOTO Yuji, KUWAHARA Toshinori, YOSHIDA Kazuya, TAKAHASHI Yukihiro
    TRANSACTIONS OF THE JAPAN SOCIETY FOR AERONAUTICAL AND SPACE SCIENCES, AEROSPACE TECHNOLOGY JAPAN 10 28 Td_11 - Td_16 THE JAPAN SOCIETY FOR AERONAUTICAL AND SPACE SCIENCES 2012年 
    The 50-kg class micro satellite RISING-2 is now under development by Tohoku University and Hokkaido University. The development is at Flight Model phase and some components are tested to evaluate its specifications. In this paper, the endurance tests using vacuum chamber and thermal test chamber in Tohoku University are described. There was no problem in those tests. In addition, the attitude control accuracy of the RISING-2 was analyzed in the simulation. This simulation based on component specifications and also included noise data. The results show the pointing error angle was less than required error angle.
  • Masato Nakamura, Yasuhiro Kawakatsu, Chikako Hirose, Takeshi Imamura, Nobuaki Ishii, Takumi Abe, Atsushi Yamazaki, Manabu Yamada, Kazunori Ogohara, Kazunori Uemizu, Tetsuya Fukuhara, Shoko Ohtsuki, Takehiko Satoh, Makoto Suzuki, Munetaka Ueno, Naomoto Iwagami, Makoto Taguchi, Shigeto Watanabe, Yukihiro Takahashi, George L. Hashimoto, Hiroki Yamamoto
    Proceedings of the International Astronautical Congress, IAC 3 1727 - 1732 2012年 
    Japanese Venus Climate Orbiter/AKATSUKI was proposed in 2001 with strong support by international Venus science community and approved as an ISAS (Institute of Space and Astronautical Science) mission soon after the proposal. The mission life we expected was more than two Earth years in Venus orbit. AKATSUKI was successfully launched at 06:58:22JST on May 21, 2010, by H-IIA F17. After the separation from H-IIA, the telemetry from AKATSUKI was normally detected by DSN Goldstone station (10:00JST) and the solar cell paddles' expansion was confirmed. The malfunction happened on the propulsion system during the Venus orbit insertion (VOI) on Dec 7, 2010. We failed to make the spacecraft become a Venus orbiter, and the spacecraft entered an orbit around the Sun with a period of 203 days. Most of the fuel still had remained, but the orbital maneuvering engine was found to be broken. We decided to use only the reaction control system (RCS) for orbital maneuver and three minor maneuvers in Nov 2011 were successfully done so that AKATSUKI will meet Venus in 2015. We are considering several scenarios for VOI using only RCS. Copyright © (2012) by the International Astronautical Federation.
  • Makoto Watanabe, Yukihiro Takahashi, Mitsuteru Sato, Shigeto Watanabe, Tetsuya Fukuhara, Ko Hamamoto, Akihito Ozaki
    GROUND-BASED AND AIRBORNE INSTRUMENTATION FOR ASTRONOMY IV 8446 84462O  2012年 [査読無し][通常論文]
     
    We have built a visible multi-spectral imager (MSI) for the 1.6-m Pirka telescope of the Hokkaido University in Hokkaido, Japan. The instrument is equipped with two liquid crystal tunable filters and a 512 x 512 pixel EMCCD camera. One of the major purposes of this instrument is to obtain multi-spectral images (series of narrow-band images at many different wavelengths) of the solar planets rapidly. These tunable filters are a Lyot filter with liquid crystal variable retarders and thus can tune the transmitting wavelength rapidly without moving parts. Their spectral ranges are 400-720 nm and 650-1100 nm and the bandwidth is typically 10 nm on both filters. The EMCCD camera can obtain images at a frame rate of about 32 Hz, which also enables us to improve the spatial resolution with the shift-and-add or the Lucky imaging techniques. The field of view is 3.3 x 3.3 arcmin with a pixel scale of 0.39 arcsec pixel(-1). The instrument also has UBV RI-band broad-band filters and several narrow-band filters. MSI is mounted at the f/12 Cassegrain focus of the telescope. It had the first light on February 2011, and then have been used for several astronomical and planetary science programs as a major facility instrument at this telescope. We describe the design, construction, integration, and performance of this multi-spectral imager.
  • Nakano Toshihiko, Shoji Yasuhiro, Yamamoto Mutsumi, Hamamoto Ko, Nakamoto Jumpei, Imai Masataka, Sakamoto Yuji, Kuwahara Toshinori, Watanabe Makoto, Takahashi Yukihiro, Yoshida Kazuya, Taguchi Makoto, IEEE
    2012 Ieee/sice International Symposium on System Integration (Sii) 313 - 318 2012年 [査読有り][通常論文]
  • Ushio, T, M. Sato, T. Morimoto, M. Suzuki, H. Kikuchi, A. Yamazaki, Y. Takahashi, Y. Hobara, U. Inan, I. Linscott, Y. Sakamoto, R. Ishida, M. Kikuchi, K. Yoshida, Z. Kawasaki
    IEEJ Transactions on Fundamentals and Materials 131 12 971 - 976 The Institute of Electrical Engineers of Japan 2011年12月 [査読有り][通常論文]
     
    Global Lightning and sprIte MeasurementS (GLIMS) is a mission on the International Space Station (ISS) to detect and locate optical transient luminous events (TLEs) and associated lightning simultaneously from the non-sun-synchronous orbit. It is scheduled to be launched from Japan in January, 2012 as part of the multi-mission consolidated equipment on the Japanese Exposure Module (JEM). Our mission's goals are (1) to detect and locate lightning and sprites within storm scale resolution over a large region of the Earth's surface along the orbital track of the ISS without any bias, (2) to clarify the mechanism by which sprites are generated, and (3) to identify the conditions under which TLEs occur. To achieve these goals, two CMOS cameras, six Photometers, a VLF receiver and VHF interferometer with two antennas are installed at the bottom of the module to observe the TLEs, as well as causative lightning discharges at nadir direction during day and night time. Though the luminous events' so-called sprites, elves and jets have been investigated by numerous researchers all over the world based mainly on ground observations, some important problems have not been fully understood yet. These include the generation mechanisms of columniform fine structures and horizontal offset of some sprites from the parent lightning discharges. In the JEM-GLIMS mission, observations from our synchronized sensors will shed light on the unsolved problems mentioned above regarding TLEs and causative lightning discharges. In this presentation scientific background, instrumentation, and project summaries are given.
  • Development Status and Operation Plan of 50-kg Microsatellite RISING-2 for Earth Observations by Multi-Spectrum Instruments
    Yuji Sakamoto, Toshinori Kuwahara, Yoshihiro Tomioka, Kazufumi Fukuda, Steve Battazzo, Kazuya Yoshida, Tetsuya Fukuhara, Junichi Kurihara, Yukihiro Takahashi
    The 28th International Symposium on Space Technology and Science (ISTS), Naha, Japan, June 2011, No.2011-f-25. 2011年06月 [査読無し][通常論文]
  • Y. T. Tanaka, M. Hayakawa, Y. Hobara, A. P. Nickolaenko, K. Yamashita, M. Sato, Y. Takahashi, T. Terasawa, T. Takahashi
    GEOPHYSICAL RESEARCH LETTERS 38 L08805  2011年04月 [査読有り][通常論文]
     
    We report on the first clear detection of transient Extremely-Low-Frequency (ELF) signal caused by an extremely intense cosmic gamma-ray flare. On 2004 December 27, the brightest gamma-ray flare ever recorded was observed by numerous satellites. A transient ELF emission observed at Moshiri and Onagawa in Japan exactly coincided with the peak time of the flare, and its wide pulse width of similar to 40 ms disfavors the possibility of lightning origin. Furthermore, the two horizontal components of ELF magnetic field data recorded at Esrange in Sweden showed clear transient Schumann resonance waveforms. The source direction determined by the Lissajous method roughly corresponds to the subflare point. The chance probability that a sprite occurs within 30 ms of the peak flare time is similar to 0.025%, which again clearly excludes the sprite origin. Thus, a bright cosmic gamma-ray flare is a new source of transient ELF radio signals observed on the Earth, although the emission mechanism needs to be clarified in future. Citation: Tanaka, Y. T., M. Hayakawa, Y. Hobara, A. P. Nickolaenko, K. Yamashita, M. Sato, Y. Takahashi, T. Terasawa, and T. Takahashi (2011), Detection of transient ELF emission caused by the extremely intense cosmic gamma-ray flare of 27 December 2004, Geophys. Res. Lett., 38, L08805, doi: 10.1029/2011GL047008.
  • Hong Peng K, Miyahara Hiroko, Yokoyama Yusuke, Takahashi Yukihiro, Sato Mitsuteru
    JOURNAL OF ATMOSPHERIC AND SOLAR-TERRESTRIAL PHYSICS 73 5月6日 587 - 591 2011年04月 [査読有り][通常論文]
  • Kozo Yamashita, Yukihiro Takahashi, Mitsuteru Sato, Hiromi Kase
    JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESEARCH-SPACE PHYSICS 116 2011年02月 [査読有り][通常論文]
     
    The global observation of cloud-to-ground (CG) discharges based on ELF measurements provides essential information, including vertical charge moment (Qdl) for investigations of global-scale thunderstorm activity. However, the geolocating method by direction finding of sferics in the frequency range of 1-100 Hz has a rather large error, on the order of 1000 km, even for the CGs with relatively large Qdl (>1000 C-km). Here we improve the methods for geolocation and estimation of Qdl, which are applicable to smaller CGs with Qdl down to 470 C-km, making use of the time-of-arrival method and the high correlation between Qdl and the peak amplitude of ELF sferics. The evaluated average error in geolocation, comparing with World Wide Lightning Location Network data, is 680 km. By this improved method, CGs with Qdl of <470 C-km can be detected at any location in the world. In the preliminary analysis for the year of 2004, the number of CGs whose location and Qdl are determined is about a million events per month, roughly 10-30 times compared to previous studies by ELF measurement, enabling an investigation of the day-to-day variations of the global CG distribution with transferred charge amount. The combination of accurate geolocation and the uniformity of detection show active regions in the three main areas: Africa, South America, and the Maritime Continent. In addition, minor thunderstorm areas in Japan, the Mediterranean Sea, and the Pacific Ocean can be monitored.
  • Kazufumi Fukuda, Yuji Sakamoto, Toshinori Kuwahara, Kazuya Yoshida, Yukihiro Takahashi
    2011 IEEE/SICE International Symposium on System Integration, SII 2011 890 - 895 2011年 [査読有り][通常論文]
     
    50-kg class micro satellite RISING-2 is now under development by Tohoku University and Hokkaido University. The development is at Flight Model phase. The main mission of the RISING-2 is Earth surface observations with 5-m resolution using a Cassegrain telescope with 10-cm diameter and 1-m focal length. Accurate attitude control capability with less than 0.1 deg direction errors and less than 0.02 deg/s angular velocity errors is required to realize this observation. The attitude control system realizes 3-axis stabilization for the observation by means of star sensors, gyro sensors, sun attitude sensors and reaction wheels. In this paper the static closed loop test system for the attitude control system of the RISING-2 is described. This test system is the simulation including the hardware of the attitude control system of the RISING-2. The results of the tests show that the pointing error is very larger than the results of software simulation. © 2011 IEEE.
  • Toshinori Kuwahara, Kazuya Yoshida, Yuji Sakamoto, Yukihiro Takahashi, Junichi Kurihara, Hiroshi Yamakawa, Atsushi Takada
    62nd International Astronautical Congress 2011, IAC 2011 5 3699 - 3706 2011年 
    Professor Shinichi Nakasuka of University of Tokyo is now leading a small satellite development activity within the scope of a Japanese FIRST (Funding Program for World-Leading Innovative R&D on Science and Technology) program. In this program several 50-kg class micro-satellites are going to be developed and launched by the end of Japanese fiscal year of 2013, including one scientific micro-satellite under international cooperation. This program as whole shall contribute to enhance the activities of world's small satellite research societies and industries, and to build the basis of new paradigm for the future, where cost-effective and reliable small satellites are widely utilized for both research and business purposes. Tohoku University has been assigned as the project leader of the above mentioned international scientific micro-satellite, named as RISESAT (Rapid International Scientific Experiment Satellite), and is developing the bus system as well as organizing scientific payload instruments from all over the world together with Hokkaido University and Kyoto University. This satellite shall demonstrate the performance of its bus system which is supposed to be offered as a common bus system for international scientific missions in the future. The selection of scientific instruments is almost finished. The orbit of me RISESAT is planned to be a sun-synchronous orbit with an altitude of between 500km and 800km. In order to accommodate as many payload instruments as possible, the satellite is equipped with two deployable side solar panels enabling a maximum power consumption of up to about 100 W. Many of the attitude determination and control components are going to be developed by the Space Robotics Laboratory of the Tohoku University achieving an attitude control accuracy of better than 0.1 deg. It is also equipped with an X-band transmitter for mission data downlink. The electrical interface between the payload instruments and the bus system is based on a space plug and play avionics standard. The development of engineering model of the RISESAT will be completed by March 2012. This paper summarizes the system design of the satellite and progress report of the development activities, as well as the brief description of selected scientific instruments. Copyright ©2011 by the International Astronautical Federation. All rights reserved.
  • Kozo Yamashita, Yukihiro Takahashi, Mitsuteru Sato, Hiromi Kase
    Journal of Geophysical Research: Space Physics 116 2 2011年 [査読有り][通常論文]
     
    The global observation of cloud-to-ground (CG) discharges based on ELF measurements provides essential information, including vertical charge moment (Qdl) for investigations of global-scale thunderstorm activity. However, the geolocating method by direction finding of sferics in the frequency range of 1-100 Hz has a rather large error, on the order of 1000 km, even for the CGs with relatively large Qdl (> 1000 C-km). Here we improve the methods for geolocation and estimation of Qdl, which are applicable to smaller CGs with Qdl down to 470 C-km, making use of the time-of-arrival method and the high correlation between Qdl and the peak amplitude of ELF sferics. The evaluated average error in geolocation, comparing with World Wide Lightning Location Network data, is 680 km. By this improved method, CGs with Qdl of < 470 C-km can be detected at any location in the world. In the preliminary analysis for the year of 2004, the number of CGs whose location and Qdl are determined is about a million events per month, roughly 10-30 times compared to previous studies by ELF measurement, enabling an investigation of the day-to-day variations of the global CG distribution with transferred charge amount. The combination of accurate geolocation and the uniformity of detection show active regions in the three main areas: Africa, South America, and the Maritime Continent. In addition, minor thunderstorm areas in Japan, the Mediterranean Sea, and the Pacific Ocean can be monitored. Copyright 2011 by the American Geophysical Union.
  • 「月惑星探査の来たる10年」検討・第一段階報告
    大谷栄治, 倉本圭, 今村剛, 寺田直樹, 渡部重十, 荒川政彦, 伊藤孝士, 圦本尚義, 渡部潤一, 木村淳, 高橋幸弘, 中島健介, 中本泰史, 三好由純, 小林憲正, 山岸明彦, 並木則行, 小林直樹, 出村裕英, 大槻圭史
    日本惑星科学会誌 20 350 - 366 2011年 [査読有り][通常論文]
  • Y. Takahashi, A. Yoshida, M. Sato, T. Adachi, S. Kondo, R. -R. Hsu, H. -T. Su, A. B. Chen, S. B. Mende, H. U. Frey, L. -C. Lee
    JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESEARCH-SPACE PHYSICS 115 2010年09月 [査読有り][通常論文]
     
    Although the Quasi-electrostatic (QE) model has been considered a basic mechanism for describing sprite generation, the relationship between sprite luminosity and the charge moment change (CMC) value, caused by the sprites' parent lightning has not been examined quantitatively. CMC value represents the energy of cloud-to-ground discharge (CG) and the electric field intensity above the thunderstorm. We focused on the data obtained in 2004, in which both ISUAL on board the FORMOSAT-2 satellite and the Tohoku ELF network were operated throughout one year. We could estimate the absolute luminous intensity of sprites free from atmospheric influence with the ISUAL/Array Photometer (AP) and investigated its relationship to the charge moment of parent lightning. Absolute optical energies emitted from sprites were estimated for 14 streamer-type sprites for the first time. The averages of the time-integrated optical energies are 176 kJ and 119 kJ for the N2 1PG and N2 2PG bands, respectively. Furthermore, the optical energies and the charge moments of their parent lightning estimated with ELF data show a high correlation (correlation coefficient = 0.93), that is consistent, qualitatively, with the QE model. This relationship predicts that the 50% occurrence probability is located at similar to 600 C km, which coincides with previous statistical studies.
  • S. C. Chang, C. L. Kuo, L. J. Lee, A. B. Chen, H. T. Su, R. R. Hsu, H. U. Frey, S. B. Mende, Y. Takahashi, L. C. Lee
    JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESEARCH-SPACE PHYSICS 115 2010年07月 [査読有り][通常論文]
     
    The Imager of Sprites and Upper Atmospheric Lightnings (ISUAL) often recorded events that have significant far-ultraviolet (FUV) emissions in the spectrophotometer but have no discernible transient luminous events (TLEs) in the imager. These FUV events likely are dim TLEs. To confirm the conjecture, lightning emissions were simulated and proved to be completely absorbed by the atmosphere. The FUV emission of the FUV events follows the lightning OI emission within 1 ms, similar to the characteristics of elves. After analyzing the imager-N(2)1P brightness of the elves and their FUV intensity, a linear correlation was found, which is consistent with the work of Kuo et al. (2007). The intensity of the FUV events ranks among the dimmest elves and is less than 1 x 10(4) photons/cm(2). Combining all the information, the FUV events are identified as dim elves that eluded the detection of the ISUAL imager. Also from the detection limits of the ISUAL spectrophotometer (SP) and the imager, for the before-the-limb elves the detection number of SP is found to be nearly 16 times higher than that of the imager. This result is consistent with a related factor of similar to 13 that was inferred from the U. S. National Lightning Detection Network (NLDN) peak current distribution for the negative cloud-to-ground lightning. Hence the ISUAL spectrophotometer can be used to perform elve survey, to infer the peak current of the elve-producing lightning, and possibly to be used to deduce other lightning parameters. Evidence is also found for the existence of multielves, which are FUV events from the M-components or the multiple strokes in lightning flashes.
  • Kazufumi Fukuda, Toshihiko Nakano, Yuji Sakamoto, Toshinori Kuwahara, Kazuya Yoshida, Yukihiro Takahashi
    2010 IEEE/SICE International Symposium on System Integration: SI International 2010 - The 3rd Symposium on System Integration, SII 2010, Proceedings 373 - 378 2010年 [査読有り][通常論文]
     
    This paper summarizes the attitude control system of the 50-kg micro satellite RISING-2, which is now under development by the Tohoku University and Hokkaido University. The main mission of the RISING-2 is Earth surface observations with 5-m resolution using a Cassegrain telescope with 10-cm diameter and 1-m focal length. Accurate attitude control capability with less than 0.1 deg direction errors and less than 0.02 deg/s angular velocity errors is required to realize this observation. In addition, because of the larger power consumption of the science units than expected, actuators must be operated with sufficiently low power. The attitude control system realizes 3-axis stabilization for the observation by means of star sensors, gyro sensors, sun attitude sensors and reaction wheels. In this paper the attitude control law of the RISING-2 is analyzed to keep the power of reaction wheels under the limit. This simulation is based on component specifications and also includes noise data of the components which are under development. The simulation results show that the pointing error is less than 0.1 deg in most time with the RISING-2 attitude control system. ©2010 IEEE.
  • Toshihiko Nakano, Yuji Sakamoto, Kazuya Yoshida, Toshinori Kuwahara, Yasuhiro Shoji, Makoto Taguchi, Mutumi Yamamoto, Yukihiro Takahashi
    2010 IEEE/SICE International Symposium on System Integration: SI International 2010 - The 3rd Symposium on System Integration, SII 2010, Proceedings 236 - 241 2010年 [査読有り][通常論文]
     
    Our team is carrying out the project of Planet observation with high precision using balloon-borne telescope. The first model, BBT-1 was equipped with a three stage pointing system and an optical system to observe the detailed structure of the atmospheric motion of Venus. The first flight test was conducted in 2009, and the performance of the system was verified. However, because of a trouble of onboard computer, the flight operation could not been finished as planned. The second model "BBT-2" is now being developed and the next flight test is planned in 2011.The BBT-2 has a bus system including FPGAs and CPU,and it is expected to be more stable than the BBT-1. ©2010 IEEE.
  • Yukihiro Takahashi, Kazuya Yoshida, Yuji Sakamoto, Takeshi Sakamoi
    SMALL SATELLITE MISSIONS FOR EARTH OBSERVATION 197 - + 2010年 [査読有り][通常論文]
     
    SPRITE-SAT is a micro satellite in the size of 50 cm cube and weighing 45-kg, designed and developed by Tohoku University. Its mission objective is to conduct scientific observation of atmospheric luminous emissions called "sprites" and terrestrial Gamma-ray flushes. Both are recently discovered phenomena and their mechanisms are still under the veil. SPRITE-SAT was developed to achieve significant observations to determine clear models of these mysterious phenomena. On January 23rd, 2009, SPRITE-SAT was successfully launched by JAXA's H-IIA rocket as a piggyback payload of Greenhouse Gas Observation Satellite (GOSAT). The spacecraft is now in a sun-synchronous polar orbit with 670 km altitude form the Earth's surface.
  • Yuji Sakamoto, Yukihiro Takahashi, Kazuya Yoshida, Kazufumi Fukuda, Toshihiko Nakano, Steve Battazzo, Tetsuya Fukuhara, Junichi Kurihara
    61st International Astronautical Congress 2010, IAC 2010 1 469 - 473 2010年 
    Tohoku University and Hokkaido University started the development of a new 41-kg microsatellite RISING-2 at July 2009. This satellite inherits the development technique of RISING (SPRITE-SAT) launched on January 2009. The progress of RISING-2 project is shown in this paper. Using a Cassegrain telescope with 10-cm diameter and 1-m focal length, earth surface is observed with 5-m resolution from 700-km-alt sun synchronous orbit. By 3-axis attitude stabilization using reaction wheels and star sensors, the designated area on earth surface can be observed. In addition to color images, multi-spectrum images of cumulonimbus are observed by using a liquid crystal tunable filter. As a secondary mission, transient luminous events such as sprite are observed, which is same mission as SPRITE-SAT. Copyright ©2010 by the International Astronautical Federation. All rights reserved.
  • 坂本 祐二, 吉田 和哉, 高橋 幸弘
    年次大会講演論文集 2010 371 - 372 一般社団法人日本機械学会 2010年 
    Tohoku University and Hokkaido University started the development of a new 50-kg microsatellite RISING-2 at July 2009. This satellite inherits the development technique of RISING (SPRITE-SAT) launched on January 2009. The progress is shown in this paper. Using a Cassegrain telescope with 10-cm diameter and 1-m focal length, earth surface is observed with 5-m resolution from 700-km-alt sun synchronous orbit. By 3-axis attitude stabilization using reaction wheels and star sensors, the designated area on earth surface can be observed. In addition to color images, multi-spectrum images of cumulonimbus are observed by using a liquid crystal tunable filter. As a secondary mission, transient luminous events such as sprite are observed, which is same mission as SPRITE-SAT.
  • SHOJI Yasuhiro, ONISHI Tomoya, BATTAZZO Steve, TERAGUCHI Tomoko, YOSHIMURA Atsushi, SAKAMOTO Yuji, TAKAHASHI Yukihiro, YOSHIDA Kazuya, TAGUCHI Makoto
    TRANSACTIONS OF THE JAPAN SOCIETY FOR AERONAUTICAL AND SPACE SCIENCES, AEROSPACE TECHNOLOGY JAPAN 8 27 Pm_15 - Pm_20 THE JAPAN SOCIETY FOR AERONAUTICAL AND SPACE SCIENCES 2010年 
    A balloon borne telescope is one of the space observation methods by carrying a telescope to the stratosphere with a huge balloon in order to be free from the atmospheric influences on observations. The authors have been developing a balloon borne telescope system for optical observations of other planets in the solar system. The observation aimed to achieve finer images of the planets than those taken by ground telescopes, which required the balloon borne telescope to hold the target star with subarcsec precision during the exposure of the camera. To meet the requirement, the system is equipped three stage pointing system. This article introduces the overview of the flight campaign and the flight system, and reports the pointing performance verified in ground experiments.
  • SAKAMOTO Yuji, NAKAZATO Yasuhiro, SAWAKAMI Tomoki, YOSHIDA Kazuya, TAKAHASHI Yukihiro
    TRANSACTIONS OF THE JAPAN SOCIETY FOR AERONAUTICAL AND SPACE SCIENCES, AEROSPACE TECHNOLOGY JAPAN 8 27 Tf_1 - Tf_6 THE JAPAN SOCIETY FOR AERONAUTICAL AND SPACE SCIENCES 2010年 
    The microsatellite SPRITE-SAT developed by Tohoku University was launched in January 2009. Regarding the thermal system of SPRITE-SAT, the mathematical model, the parameter determination for the heat transfer coefficients, and the comparison between the estimate and real temperature in flight mode are shown in this paper. The precision of thermal analysis using the simple 7-node model was solved. The estimate error of temperature in orbit is less than 5 degrees Celsius in panels with most of instruments.
  • Y. Takahashi, Y. Okazaki, M. Sato, H. Miyahara, K. Sakanoi, P. K. Hong, N. Hoshino
    ATMOSPHERIC CHEMISTRY AND PHYSICS 10 4 1577 - 1584 2010年 [査読有り][通常論文]
     
    Although linkages between solar activity and the earth's climate have been suggested and the 11-year cycle in solar activity evident in sunspot numbers is the most examined example of periodicity in previous studies, no quantitative evidence indicating a relationship for tropospheric phenomena has been found for a short period. Based on FFT analysis for OLR (Outgoing Longwave Radiation) compared with the F10.7 index, we clearly demonstrate a 27-day variation in the cloud amount in the region of the Western Pacific warm pool, which is only seen in the maximum years of 11-year solar activity. The average spectrum in such years also shows an enhancement in the range of the MJO (Madden-Julian Oscillation) period. Although there exist some explanations for possible mechanisms, the exact cause is unknown. Therefore, the proposed connection between 27-day cloud variation and solar cycle in the WPWP region is still a hypothesis and various kinds of varification based on other meteorological and solar parameters are strongly required.
  • Williams, E, W.A. Lyons, Y. Hobara, V. Mushtak, N. Asencio, R. Boldi, J. Bo r, S. Cummer, E. Greenberg, M. Hayakawa, R. Holzworth, V. Kotroni, J. Li, C. Morales, T. Nelson, C. Price, B. Russell, M. Sato, G. Satori, K. Shirahata, Y. Takahashi, K. Yamashita
    Q. J. R. Meteorol. Soc. 136 257 - 271 2009年12月 [査読有り][通常論文]
  • 高橋 幸弘
    電気学会論文誌. A, 基礎・材料・共通部門誌 = The transactions of the Institute of Electrical Engineers of Japan. A, A publication of Fundamentals and Materials Society 129 4 163 - 167 The Institute of Electrical Engineers of Japan 2009年04月01日 
    Lightning is discharge phenomenon between thunderclouds and the ground, or inside/between thunderclouds. However, a new type of atmospheric discharge was found in 1989 by chance: a discharge between thundercloud and ionosphere, named "sprites". After this discovery, similar types of transient luminous events in the middle and upper atmosphere, called TLEs, have been reported. On the other hand, gamma-ray flash radiated from the thundercloud, called TGF, was found in 1994 by satellite observation. Detail characteristics, mechanisms and effects on the atmosphere are not well understood both for TLE and TGF, although the extensive investigations have been carried out experimentally and theoretically for more than a decade. Here we review these phenomena and introduce the latest projects to solve the fundamental scientific problems.
  • SHOJI Yasuhiro, YOSHIKAWA Takashi, SAKAMOTO Yuji, TAKAHASHI Yukihiro, YOSHIDA Kazuya
    TRANSACTIONS OF THE JAPAN SOCIETY FOR AERONAUTICAL AND SPACE SCIENCES, SPACE TECHNOLOGY JAPAN 7 26 Tn_7 - Tn_12 THE JAPAN SOCIETY FOR AERONAUTICAL AND SPACE SCIENCES 2009年 
    An S-520 sounding rocket was launched in the summer of 2007 in order to observe magneto electric phenomena in high sky and to verify a new spectroscopic observation method. A Multi-Spectrum Imager (MSI) was developed for the latter aim. The observation device is equipped a spectroscopic camera with a liquid crystal tunable filter and a pointing system to control the pointing direction to take spectroscopic images of a target against the spin of the rocket body. With the successful flight of the sounding rocket, the MSI succeeded in taking and sending approximately 30 pictures and the house keeping data.
  • SAKAMOTO Yuji, KANAZAWA Tomoaki, SHOUJI Yasuhiro, TAKAHASHI Yukihiro, YOSHIDA Kazuya, TAGUCHI Makoto
    TRANSACTIONS OF THE JAPAN SOCIETY FOR AERONAUTICAL AND SPACE SCIENCES, SPACE TECHNOLOGY JAPAN 7 26 Pd_23 - Pd_28 THE JAPAN SOCIETY FOR AERONAUTICAL AND SPACE SCIENCES 2009年 
    Tohoku University and Rikkyo University are carrying out the project of Venus observation with high precision using a balloon-borne telescope. In this paper, the outline of Balloon-Borne Telescope for the optical remote sensing of Venus is introduced, and the simulation model of three-stage control method is constructed. For this observation, the pointing technology with high precision to restrain the slight moving of image is necessary. The target precision is only 0.1 arc seconds. The dynamics and control model is defined firstly, and the model parameters are determined by the experimental verification. By developing the numerical simulation tool, the motion can be estimated in the simulator, and the control strategy can be more easily optimized compared to the gain adjustment only based on experiments.
  • 坂本 祐二, 吉田 和哉, 澤上 友貴, 坂野井 健, 高橋 幸弘
    年次大会講演論文集 2009 245 - 246 一般社団法人日本機械学会 2009年 
    The microsatellite SPRITE-SAT developed by Tohoku University was launched in January 2009. The mission is the observation of Sprite phenomena and Terrestrial Gamma-ray Flashes incidental on lightning discharges. In the 12 days after launch, the satellite is normally operated. But because it is damaged by a serious trouble at February 4, 2009, the data communication including uplink and downlink is not successful now. This paper shows the outlines of satellite system, flight operation results, and the reason of trouble.
  • T. Adachi, Y. Hiraki, K. Yamamoto, Y. Takahashi, H. Fukunishi, R-R Hsu, H-T Su, A. B. Chen, S. B. Mende, H. U. Frey, L. C. Lee
    JOURNAL OF PHYSICS D-APPLIED PHYSICS 41 23 2008年12月 [査読有り][通常論文]
     
    The fundamental electrodynamical coupling processes between lightning and sprites are investigated. By combining the observed spectral data with the Monte Carlo swarm experiments, reduced electric fields and electron energies in sprite streamers and halos are estimated. The obtained fields inside sprite halos (70-97 Td with an analysis error of +/- 5 Td) are lower than the conventional breakdown field, E-k similar to 128 Td, indicating a significant reduction of electrons associated with halos while those in sprite streamers (98-380 Td with an error of +/- 50 Td) are higher than Ek, suggesting that a significant ionization process drives their formation and development. A combined analysis of photometric and electromagnetic data makes it possible to estimate temporal evolutions of lightning charge moment. It is found that lightning discharges with a short time scale (similar to 1 ms) and a moderate amount of charge moment (similar to 400 C km) produce discernible halos. On the other hand, lightning discharges with a large amount of charge moment (similar to 1300 C km) produce streamers regardless of their time scale. The results obtained are comprehensively interpreted with both the conventional breakdown field necessary for the formation of streamers and the electric field necessary for the production of optical emissions of halo which is sensitive to the time scale of the thundercloud field due to the significant reduction of electrons.
  • Y. Takahashi, J. Yoshida, Y. Yair, T. Imamura, M. Nakamura
    SPACE SCIENCE REVIEWS 137 1-4 317 - 334 2008年06月 [査読有り][通常論文]
     
    Lightning activity in Venus has been a mystery for a long period, although many studies based on observations both by spacecraft and by ground-based telescope have been carried out. This situation may be attributed to the ambiguity of these evidential measurements. In order to conclude this controversial subject, we are developing a new type of lightning detector, LAC (Lightning and Airglow Camera), which will be onboard Planet-C (Venus Climate Orbiter: VCO). Planet-C will be launched in 2010 by JAXA. To distinguish an optical lightning flash from other pulsing noises, high-speed sampling at 50 kHz for each pixel, that enables us to investigate the time variation of each lightning flash phenomenon, is adopted. On the other hand, spatial resolution is not the first priority. For this purpose we developed a new type of APD (avalanche photo diode) array with a format of 8x8. A narrow band interference filter at wavelength of 777.4 nm (OI), which is the expected lightning color based on laboratory discharge experiment, is chosen for lightning measurement. LAC detects lightning flash with an optical intensity of average of Earth's lightning or less at a distance of 3 Rv. In this paper, firstly we describe the background of the Venus lightning study to locate our spacecraft project, and then introduce the mission details.
  • 気球搭載望遠鏡による金星観測
    田口 真, 吉田 和哉, 坂本 祐二, 荘司 泰弘, 高橋 幸弘, 坂野井 健
    平成20年度大気球シンポジウム集録 2008年 [査読無し][通常論文]
  • Development of the sprite and lightning imaging system onboard the SPRITE-SAT
    Sato, M, Y. Takahashi, T. Sakanoi, S. Ueda, S. Kondo, K. Yoshida, Y. Sakamoto, T. Takashima
    EOS Trans, AGU 88 52 2008年 [査読無し][通常論文]
  • Makoto Taguchi, Kazuya Yoshida, Hiroki Nakanishi, Yasuhiro Shoji, Kohei Kawasaki, Junichi Shimasaki, Yukihiro Takahashi, Jun Yoshida, Daisuke Tamura, Takeshi Sakanoi
    Advances in Geosciences: Volume 7: Planetary Science (PS) 169 - 179 2007年01月01日 [査読有り][通常論文]
     
    This paper reports on the ongoing development of a balloon-borne telescope system for remote sensing of planetary atmospheres and plasmas. In this system, a Schmidt-Cassegrain telescope with a 300-mm clear aperture is mounted on a gondola whose attitude is controlled by control moment gyros, an active decoupling motor, and a Sun sensor. The gondola can float in the stratosphere for periods in excess of 1 week. A pointing stability of 10 arcsec/s will be achieved via the cooperative operation of the following three-stage pointing devices: a gondola-attitude control system, two-axis telescope gimbals for coarse guiding, and a tip/tilt mirror mount for guiding error correction. The first target for the system is Venus. Wind vectors in the Venusian upper atmosphere will be derived from the tracking of cloud patterns observed in the ultraviolet and near-infrared regions. An experiment designed to test the system performance is scheduled to take place in Japan during June 2007, and a long-duration flight in the Arctic is scheduled for 2008.
  • N. Sakaki, Y. Takizawa, Y. Kawasaki, M. Sato, T. Sawabe, M. Nagano, T. Tsunoda, T. Kamioka, K. Hayasaka, M. Kamimura, A. K. Yoshida, T. Shibata, T. Ebisuzaki, K. Inoue, F. Kajino, Y. Takahashi, Y. Saito, K. Yamada, T. Kawasaki
    Proceedings of the 30th International Cosmic Ray Conference, ICRC 2007 5 HE PART 2 965 - 968 2007年 [査読有り][通常論文]
     
    Ultra-high energy cosmic rays (UHECRs) above 100 EeV have been observed with several experiments. Their origin and propagation mechanism are still in mystery mainly due to the low statistics. In order to observe UHECRs with sufficient statistics, the JEM-EUSO mission is going on. In the JEMEUSO mission, fluorescence and ̌Cerenkov light from the extensive air showers induced by UHECRs are observed with a telescope attached to the International Space Station. It is important to study the background (BG) intensity in near UV region (300-400nm) seen from the JEM-EUSO telescope. We launched a balloon at Sanriku Balloon Center of JAXA to investigate the nightglow and the clouds on August 29, 2005. The upward and downward nightglow were measured in the eight near UV bands and the cloud images were recorded with an infrared thermography. In this paper, the detail of the experiment and the results will be reported.
  • Nakamura, M, Imamura, T, Ueno, M, Iwagami, N, Satoh, T, Watanabe, S, Taguchi, M, Takahashi, Y, Suzuki, M, Abe, T, Hashimoto, G. L, Sakanoi, T, Okano, S, Kasaba, Y, Yoshida, J, Yamada, M, Ishii, N, Yamada, T, Uemizu, K, Fukuhara, T, Oyama, K
    Planet. Space Sci. 55 12 1831 - 1842 2007年01月01日 [査読有り][通常論文]
     
    The Venus Climate Orbiter mission (PLANET-C), one of the future planetary missions of Japan, aims at understanding the atmospheric circulation of Venus. Meteorological information will be obtained by globally mapping clouds and minor constituents successively with four cameras at ultraviolet and infrared wavelengths, detecting lightning with a high-speed imager, and observing the vertical structure of the atmosphere with radio science technique. The equatorial elongated orbit with westward revolution fits the observation of the movement and temporal variation of the atmosphere which as a whole rotates westward. The systematic, continuous imaging observations will provide us with an unprecedented large data set of the Venusian atmospheric dynamics. Additional targets of the mission are the exploration of the ground surface and the observation of zodiacal light. The mission will complement the ESA's Venus Express, which also explores the Venusian environment with different approaches. (C) 2007 Elsevier Ltd. All rights reserved.
  • Y Kawasaki, M Bertaina, T Ebisuzaki, F Kajino, Y Miyazaki, M Nagano, N Sakaki, M Sato, HM Shimizu, Y Takizawa, M Ameri, O Catalano, S Cuneo, F Fontanelli, Gracco, V, P Musico, M Pallavicini, A Petrolini, R Pratolongo, M Sannino, N Bleurvacq, F Cadoux, C Chapron, P Gorodetzky, P Nedelec, T Patzak, E Plagnol, Y Takahashi
    INTERNATIONAL JOURNAL OF MODERN PHYSICS A 20 29 6890 - 6893 2005年11月 [査読有り][通常論文]
     
    The Extreme Universe Space Observatory (EUSO) is a space mission to study extremely high-energy cosmic rays. The EUSO instrument is a wide-angle refractive telescope in near-ultraviolet wavelength region to observe time-resolved atmospheric fluorescence images of the extensive air showers from the International Space Station. The Focal surface is an aspherical curved surface, and its area amounts to about 4.5 m(2). The focal surface detector is designed as a mosaic of multianode photomultipliers (MAPMT) for the single photoelectron counting capability. The strongest requirement for the focal surface detector is the maximization of the photon detection efficiency together with the uniformity over the focal surface. We have developed a new type of MAPMT. It is modified from the ordinary one and has a grid between the photocathode and the first dynode to electrostatically demagnify the photoelectron image on the dynode. We are also developing the HV supply system for a great number of MAPMTs. EUSO experiments the day-time and night-time every 90 minutes. The heat flow must be considered to stabilize the PMT characteristics, in parallel with the heat dissipation of the electronics attached on the focal surface supporting structure.
  • Cheng-Ling Kuo, R. R. Hsu, A. B. Chen, H. T. Su, L. C. Lee, S. B. Mende, H. U. Frey, H. Fukunishi, Y. Takahashi
    Geophysical Research Letters 32 19 1 - 4 2005年10月16日 [査読有り][通常論文]
     
    Electron energies and the strenght of electric fields in sprites are deduced for five selected events, which were recorded by the space-borne instrument called ISUAL (Imager of Sprites and Upper Atmospheric Lightning a payload on the FORMOSAT-2 satellite). From the derived peak intensity ratios of spectrophotometer channel 2 (centered at 337 nm) and channel 3 (centered at 391.4 nm) of these sprites, the average and characteristic electron energies were found to be in the range of 6.2-9.2 eV and 4.5-6.5 eV, respectively. The estimated E/N at 40-60 km is 243-443 Td and the strength of the electric field is 2.1 - 3.7 times that of the atmosphere breakdown E-field at these altitudes. The inferred electron energies and the strength of electric fields are about two times higher than those inferred from ground campaigns. However, they are consistent with the prediction of the sprite streamer model. Copyright 2005 by the American Geophysical Union.
  • Y Okazaki, H Fukunishi, Y Takahashi, M Taguchi, S Watanabe
    JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESEARCH-SPACE PHYSICS 110 A3 2005年03月 [査読有り][通常論文]
     
    [1] Interplanetary hydrogen atoms that penetrate into the heliosphere are illuminated by enhanced hydrogen Lyman alpha emission from solar active regions. Using the data obtained by the Solar Wind Anisotropies ( SWAN) instrument on board the Solar and Heliospheric Observatory (SOHO), Bertaux et al. ( 2000) proposed a new method for earlier detection and monitoring of solar active regions on the far-side hemisphere. However, a quantitative relationship between the sky map of interplanetary Lyman alpha intensity and the enhanced emission from a solar active region was not discussed. Here, we analyze the interplanetary Lyman alpha intensity data obtained by the Ultraviolet Imaging Spectrometer (UVS) on board the Nozomi spacecraft. We develop a method to map the distribution of interplanetary Lyman alpha intensity into the Carrington coordinate system by assuming an interplanetary hydrogen screen at the location of maximum volume emission rate. Analysis period is from January 2000 to March 2000 near solar maximum. The solar activity during this analysis period is much higher as compared with the case study by Bertaux et al. ( 2000). The sky map of the Lyman alpha emission obtained by the UVS is shown to exhibit a high correlation with the solar extreme ultraviolet (EUV) intensity map obtained by the EUV Imaging Telescope (EIT) on board the SOHO satellite. The highest value of two-dimensional correlation coefficient is 0.80. An observed change in the periodicity of interplanetary Lyman alpha intensity is in good agreement with the growth of an active region on the Sun. It has been also confirmed that the far-side observations of UVS detected the growth of an active region in advance. This case study demonstrates that the location and intensity variation of activity on the far side of the Sun can be detected by far-side measurements of interplanetary Lyman alpha emission intensity. It is thus concluded that the developed method contributes to space weather forecasting on a scale of 2 weeks.
  • A Ohkubo, H Fukunishi, Y Takahashi, T Adachi
    GEOPHYSICAL RESEARCH LETTERS 32 4 2005年02月 [査読有り][通常論文]
     
    Sprite luminosities produced by winter lightning in Japan were found to be associated with simultaneous occurrences of clusters of radio atmospherics as observed in the VLF range, suggesting an in- cloud discharge activity. Concurrent ELF data show transient perturbations, indicating continuous charge transfer in causative lightning. These data provide the first evidence that an incloud discharge activity plays an important role in the generation mechanism of sprites. Citation: Ohkubo, A., H. Fukunishi, Y. Takahashi, and T. Adachi ( 2005), VLF/ ELF sferic evidence for in- cloud discharge activity producing sprites.
  • Sato, M, T. Ebisuzaki, Y. Takizawa, Y. Kawasaki, N. Sakaki, M. Bertaina, H.M. Shimizu, Y. Takahashi, T. Adachi
    International Journal of Modern Physics A 20 29 6903 - 6905 2005年 [査読有り][通常論文]
  • Adachi, T, H. Fukunishi, Y. Takahashi, M. Sato
    Geophys. Res. Lett. 31 4 L04107  2004年02月 [査読有り][通常論文]
  • R Miyasato, H Fukunishi, Y Takahashi, MJ Taylor
    JOURNAL OF ATMOSPHERIC AND SOLAR-TERRESTRIAL PHYSICS 65 5 573 - 581 2003年03月 [査読有り][通常論文]
     
    Sprite halos are brief diffuse glows with an average duration of similar to1 ms occurring at altitudes from 70 to 85 km preceding the development of sprite streamers. Their horizontal scale is similar to50-100 km and they move downward as if focusing into the center. To investigate the energies of electrons producing sprite halos and their spatial and temporal variations, we analyzed photometric and CCD imaging data recorded at Yucca Ridge Field Station, Colorado, USA, during the Sprites'99 campaign. We estimated the electron energies from the intensity ratios of blue (350-500 nm) to red (560-800 nm) emissions captured separately by two array photometers on the assumption that the electron energy distribution is given by the Maxwell-Boltzmann or Druyvesteyn distribution. It is found that the electron energies reach their peaks preceding the luminosity peaks of the red emission (mostly due to the N-2 first positive and the N-2(+) Meinel band systems), exhibiting energy increases in the lower part of the sprite halo. The estimated peak electron energies are in the range 6-23 and 7-16 cV for the assumed Maxwell-Boltzmann and Druyvesteyn distribution, respectively. These results suggest that more energetic processes occur at the initiation of the sprite halo, particularly in its lower part. Nevertheless, the estimated values of electron energies Should be interpreted as a measure of the energetic processes producing sprite halos, represented by the equilibrium temperatures, since the real electron energy distributions would be undoubtedly deviated from the equilibrium states due to additional high-energy tails produced by the thermal runaway electron mechanism. (C) 2003 Elsevier Science Ltd. All rights reserved.
  • Y Takahashi, R Miyasato, T Adachi, K Adachi, M Sera, A Uchida, H Fukunishi
    JOURNAL OF ATMOSPHERIC AND SOLAR-TERRESTRIAL PHYSICS 65 5 551 - 560 2003年03月 [査読有り][通常論文]
     
    Sprites and elves observation has been carried out in three winter seasons in Japan since December 1998. Thirtyfive sprites' features have been imaged with CCD cameras and 95 optical emission from elves have been captured with hi-speed array photometers. The number of events observed on a night is dependent on the occurrence of intense cloud to ground lightning activity and cloud condition above the observation site. Most of the sprites/elves are directly associated with storms produced by a cold front passing over Japan. It is found that sprites/elves appear not only in the west coast of Japan but also above the Pacific Ocean. The average vertical length of winter sprites in the west cost is shorter than that of summer sprites in the US by about a factor of 2. The altitude of the causative thunderstorm for winter sprites and elves is comparatively lower than that of the summer events in the US and the horizontal width of the cloud is sometimes smaller than 30 km. The sprites' detection in winter in Japan suggests the possibility of winter sprite occurrence in Scandinavia and/or Israel where the climate condition is similar to Japan. (C) 2003 Elsevier Science Ltd. All rights reserved.
  • 池田 幸司, 高橋 芳幸
    The journal of veterinary medical science 63 9 1003 - 1008 社団法人日本獣医学会 2001年08月25日 
    核移植のレシピエントとなる豚卵子の成熟培養時間について検討した.はじめに成熟に要する時間を検討した結果, ほとんどの卵子は32時間で第二減数分裂中期(MII期)に到達した.ついで, 電気刺激(ES)とシクロヘキシミド(CHX)を用いた活性化法を検討した.32, 36, 42及び48時間培養した卵子は, ESとCHXで処理すると, ESのみの処理に比べ前核形成率は高かった.また, ESとCHXで活性化した単為活性化胚の胚盤胞への発育率は42時間培養した卵子が最も高く, 卵子成熟の完了にはMII期到達後さらに10時間程度の培養が必要であることが示唆された.最後に, 成熟培養33時間目(MII期到達直後)および44時間目に除核した卵子と血清飢餓培養した豚胎子繊維芽細胞を融合させて核移植胚を作出した.それぞれ成熟培養39〜40時間目(成熟完了前後)および50〜51時間目にESとCHXで活性化処理して核移植胚の発育を比較した.その結果, 胚盤胞への発育はMII期到達直後に除核して成熟完了時に活性化させて作出した核移植胚の方が高かった(13.6vs.1.8%).以上の結果から, 豚卵子の成熟完了にはMII期到達後も約10時間の培養が必要であり, 核移植のレシピエントとして使用する場合はMII期到達時に除核して成熟完了時に活性化処理すると核移植胚の発生率の高いことが示された.
  • The dynamics of the proton aurora in auroral breakup events
    Takahashi, Y, H. Fukunishi
    J. Geophys. Res. 106 45 - 63 2001年 [査読有り][通常論文]
  • Füllekrug, M, S. Constable, G. Heinson, M. Sato, Y. Takahashi, C. Price, E. Williams
    EOS 81 333  2000年07月 [査読有り][通常論文]
  • Taguchi M., Fukunishi H., Watanabe S., Okano S., Takahashi Y., Kawahara T. D.
    Earth, Planets and Space 52 1 49 - 60 The Seismological Society of Japan, Society of Geomagnetism and Earth, Planetary and Space Sciences, The Volcanological Society of Japan , The Geodetic Society of Japan , The Japanese Society for Planetary Sciences 2000年 
    An ultraviolet imaging spectrometer (UVS) on board the PLANET-B (NOZOMI) spacecraft has been developed. The UVS instrument consists of a grating spectrometer (UVS-G), an absorption cell photometer (UVS-P) and an electronics unit (UVS-E). The UVS-G features a flat-field type spectrometer measuring emissions in the FUV and MUV range between 110 nm and 310 nm with a spectral resolution of 2-3 nm. The UVS-P is a photometer separately detecting hydrogen (H) and deuterium (D) Lyman α emissions by the absorption cell technique. They take images using the spin and orbital motion of the spacecraft. The major scientific objectives of the UVS experiment at Mars and the characteristics of the UVS are described. The MUV spectra of geocoronal and interplanetary Lyman α emissions and lunar images taken at wavelength of hydrogen Lyman α and the background at 170 nm are presented as representative examples of the UVS observations during the Earth orbiting phase and the Mars transfer phase.
  • Fukunishi, H, Y. Takahashi, M. Sato, A. Shono, M. Fujito, Y. Watanabe
    Geophys. Res. Lett. 23 2973 - 2976 1997年12月 [査読有り][通常論文]
  • H Fukunishi, Y Takahashi, M Kubota, K Sakanoi, US Inan, WA Lyons
    GEOPHYSICAL RESEARCH LETTERS 23 16 2157 - 2160 1996年08月 [査読有り][通常論文]
     
    Observations of optical phenomena at high altitude above thunderstorms using a multichannel high-speed photometer and image intensified CCD cameras were carried out at Yucca. Ridge Field Station (40 degrees 40' N, 104 degrees 56' W), Colorado as part of the SPRITES'95 campaign from 15 June to August 6, 1995. These new measurements indicate that diffuse optical flashes with a duration of < 1 ms and a horizontal scale of similar to 100-300 km occur al 75-105 km altitude in the lower ionosphere just after the onset of cloud-to-ground lightning discharges, but preceding the onset of sprites. Here we designate these events as elves to distinguish them from red sprites''. This finding is consistent with the production of diffuse optical emissions due to the heating of the lower ionosphere by electromagnetic pulses generated by lightning discharges as suggested by several authors.

講演・口頭発表等

  • Optical characteristics of elves observed by FORMOSAT-2/ISUAL and properties of parent lightning discharges  [招待講演]
    Y. Takahashi, T. Adachi, A. Ohkubo, K. Yamamoto, S. Chikada, H. Fukunishi, H. _T. Su, A. B. Chen, R. _R. Hsu, S. B. Mende, H. U. Frey, L. C. Lee
    International Association of Meteorology and Atmospheric Sciences (IAMAS) 2005 meeting Beijing, China
  • Characteristics of TLEs observed by ISUAL/AP onboard FORMOSAT-2  [招待講演]
    Y. Takahashi, T. Adachi, H. Fukunishi, S. Chikada, A. Yoshida, K. Yamamoto, R-R. Hsu, H-T. Su, A. Chen, S. B. Mende, H. U. Frey, L-C. Lee
    American Geophysical Union (AGU) 2006 Fall meeting San Francisco, US
  • SPRITE-SAT mission for sprites and TGFs studies  [招待講演]
    Y. Takahashi, T. Sakanoi, M. Sato, S. Kondo, K. Yoshida, Y. Sakamoto, E. Ujiie, T. Takashima, U. Inan, D. Smith
    European Geoscience Union general assembly Vienna, Austria
  • Lifetime and structures of TLEs captured by high-speed camera on board aircraft  [招待講演]
    Y. Takahashi, Y. Sanmiya, M. Sato, T. Kudo, NHK Cosmic Shore Project, Y. Yair, S. A. Cummer
    American Geophysical Union 2012 Fall Meeting San Francisco, US
  • Role and Scope of Asian Micro-satellite Consortium  [招待講演]
    Yukihiro Takahashi
    34th Asia Conference on Remote Sensing “Applications of remote sensing technology on tropical peatlands” Bali, Indonesia
  • A Scope of Asian Micro-satellite Consortium  [招待講演]
    Yukihiro Takahashi
    IEEE Workshop on Geoscience and Remote Sensing 2013 Melaka, Malaysia
  • High frequency / precision disaster monitoring with micro-satellite constellation  [招待講演]
    Yukihiro Takahashi
    UN World Conference on Disaster Risk Reduction 2015 Sendai, Japan
  • Collaborative Promotion of Micro-satellite Utilization by International Consortium  [招待講演]
    Yukihiro Takahashi
    APRSAF-17 Manila, Philippines
  • Next-generation Earth Monitoring System with Micro-satellites and Ground-based Networks  [招待講演]
    Yukihiro Takahashi
    17th Conference of the Science Council of Asia Manila, Philippines

その他活動・業績

  • 山野辺晃大, 大矢浩代, 土屋史紀, 山下幸三, 高橋幸弘, 野崎憲朗, 塩川和夫, 中田裕之 大気電気学会誌(Web) 15 (1) 2021年
  • 菅野将史, 高橋幸弘, 大矢浩代, 中田裕之, 佐藤光輝, 久保田尚之, Purwadi 大気電気学会誌(Web) 15 (1) 2021年
  • 丸山慶, 庄子聖人, 大野夏樹, 大矢浩代, 土屋史紀, 津川卓也, 西岡未知, 山下幸三, 高橋幸弘, 中田裕之, 鷹野敏明 大気電気学会誌 13 (1) 2020年
  • K. Bandholnopparat, M. Sato, T. Adachi, T. Ushio, Y. Takahashi Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics 189 87 -97 2019年08月01日 [査読無し][通常論文]
     
    © 2019 Elsevier Ltd We developed a new method to distinguish the lightning discharge type using lightning data obtained by JEM-GLIMS spaced-based mission and ground-based lightning network that are JLDN, NLDN, WWLLN, and GEON. As a first step, we selected 1057 lightning events detected by the JEM-GLIMS cameras (LSI) and spectrophotometers (PH) in 2014. Then, we compared the JEM-GLIMS optical data to the ground-based lightning data in order to check the simultaneous detection of JEM-GLIMS lightning events by the ground-based lightning networks, and finally we identified the discharge type of the JEM-GLIMS lightning events. We succeed in identifying 941 simultaneous lightning events and found that 582, 93, and 266 lightning events were IC, +CG, and -CG discharges, respectively. As a next step, we calculated intensity ratios between blue and red PH channels, i.e., 337nm/762 nm, 316nm/762 nm, 392nm/762 nm, 337nm/(599–900 nm), 316nm/(599–900 nm), and 392nm/(599–900 nm) for the 941 lightning events in order to specify the optical characteristics of IC, +CG, and -CG discharges. It is found that the PH intensity ratio of +CG discharges is the highest and that the PH intensity ratio of IC and -CG discharges is smaller than that of +CG discharge. We also found that the characteristics of the LSI intensity ratio are almost comparable to those of the PH intensity ratio. As the differences of the 337nm/762 nm, 337nm/(599–900 nm), and 392nm/(599–900 nm) ratio of IC, +CG, and -CG discharges are relatively large, these three ratios are a useful proxy for classifying the discharge types for additional 7349 lightning events detected by JEM-GLIMS in order to estimate the global ratio between IC and CG discharges (Z ratio).
  • R. Kitamura, Y. Hobara, M. Sato, Y. Takahashi, T. Adachi, T. Ushio, M. Suzuki 2019 URSI Asia-Pacific Radio Science Conference, AP-RASC 2019 2019年03月01日 [査読無し][通常論文]
     
    © 2019 URSI. All rights reserved. Recent study by [1] demonstrates the remarkable similarity between the time series of lightning optical irradiance observed by high speed photometric observations in GLIMS (Global LIghtning and sprite MeasurementS on JEMEF) mission installed in the International Space Station (ISS) and current moment change estimated by groundbased ELF magnetic field measurement based on 169 lightning strokes around Japan, which also indicates the high correlation between integrated irradiance and charge moment change (Qds).
  • 平松崇, 山浦秀作, 戸梶歩, 白坂成功, 鶴田佳宏, 青柳賢英, 松本健, 中須賀真一, 栗原純一, 高橋幸弘, 桑原聡文, 坂本祐二, 吉田和哉, 増井博一, KIM Sang-kyun, 奥山圭一, CHO Mengu, ANH Tuan Pham 宇宙科学技術連合講演会講演集(CD-ROM) 63rd 2019年
  • 齊藤誠一, 平田貴文, ALABIA Irene, 平譯享, 平譯享, 栗原純一, 高橋幸弘, 坂本祐二, 桑原聡文, 藤田伸哉, 羽生浩介, 村田悠, SAKAL Morokot, 冨尾蓮花, 佐藤悠司, LEE Ming-An, 望月貫一郎, 高橋文宏, 村上浩 日本海洋学会大会講演要旨集 2019 2019年
  • 高橋 幸弘, 今井 正尭, 佐藤 光輝 遊・星・人 = Planetary people : 日本惑星科学会誌 27 (1) 43 -45 2018年03月 [査読無し][通常論文]
  • 栗原純一, 石田哲朗, 高橋幸弘 電波技術協会報FORN (323) 2018年
  • 坂本祐二, 桑原聡文, 吉田和哉, 石田哲朗, 栗原純一, 高橋幸弘 宇宙科学技術連合講演会講演集(CD-ROM) 62nd 2018年
  • 栗原純一, 石田哲朗, 高橋幸弘, 長田亨 日本リモートセンシング学会学術講演会論文集(CD-ROM) 65th 2018年
  • 佐藤光輝, 高橋幸弘, 春山純一, 今井正尭 日本気象学会大会講演予稿集 (114) 2018年
  • 山下幸三, 岩崎博之, 大矢浩代, 高橋幸弘 大気電気学会誌 12 (1) 2018年
  • 丸山慶, 大矢浩代, 土屋史紀, 山下幸三, 高橋幸弘, 中田裕之, 鷹野敏明 地球電磁気・地球惑星圏学会総会及び講演会(Web) 144th 2018年
  • 清水千春, 佐藤光輝, 高橋幸弘, 本郷保二, 土屋史紀, 阿部修司, 吉川顕正 大気電気学会誌 11 (1) 59‐60 2017年11月15日 [査読無し][通常論文]
  • 鈴木克徳, 柿沼遠方, 芳原容英, 佐藤光輝, 高橋幸弘, 足立透, 牛尾知雄, 河崎善一郎, 森本健志, 山崎敦, 鈴木睦, LINSCOTT I. R, INAN U. S 大気電気学会誌 11 (1) 102‐103 2017年11月15日 [査読無し][通常論文]
  • 石田哲朗, 栗原純一, 高橋幸弘 日本リモートセンシング学会学術講演会論文集(CD-ROM) 63rd 2017年
  • 芳原容英, 鈴木克徳, 柿沼遠方, 佐藤光輝, 高橋幸弘, 足立透, 牛尾知雄, 河崎善一郎, 森本健志, 山崎敦, 鈴木睦, LINSCOTT Ivan, INAN Umran 日本地球惑星科学連合大会予稿集(Web) 2017 ROMBUNNO.MIS05‐06 (WEB ONLY) 2017年 [査読無し][通常論文]
  • BANDHOLNOPPARAT Kittanapat, SATO Mitsuteru, TAKAHASHI Yukihiro, ADACHI Toru, USHIO Tomoo 日本地球惑星科学連合大会予稿集(Web) 2017 ROMBUNNO.MIS05‐P03 (WEB ONLY) 2017年 [査読無し][通常論文]
  • 今村 剛, 中村 正人, 田口 真, 佐藤 毅彦, 岩上 直幹, 高橋 幸弘, 渡部 重十, 山崎 敦 宇宙科学技術連合講演会講演集 60 4p 2016年09月06日
  • 石田 哲朗, 高橋 幸弘, 栗原 純一, 長妻 努 宇宙科学技術連合講演会講演集 60 3p 2016年09月06日 [査読無し][通常論文]
  • 栗原 純一, 高橋 幸弘 宇宙科学技術連合講演会講演集 60 3p 2016年09月06日 [査読無し][通常論文]
  • 中村 正人, 山﨑 敦, 田口 真, 岩上 直幹, 佐藤 毅彦, 高橋 幸弘, 今村 剛 遊・星・人 = Planetary people : 日本惑星科学会誌 25 (1) 4 -7 2016年03月 
    金星探査機「あかつき」は2015年12月に金星周回軌道に入った.日本初の惑星周回機の誕生である.観測機器の初期チェックは順調に進んでいる.中村プロジェクトマネージャーと観測機器担当者が所感を記す.
  • Masato Nakamura, Nobuaki Ishii, Takeshi Imamura, Takehiko Satoh, Takumi Abe, Chikako Hirose, Atsushi Yamazaki, Junichi Nakatsuka, Tsutomu Ichikawa, Tomoaki Toda, Hiroyuki Toyoda, Sumitaka Tachikawa, Yukio Kamata, Makoto Suzuki, Takao M. Sato, Shin Ya Murakami, Yukio Yamamoto, Naomoto Iwagami, Makoto Taguchi, Tesuya Fukuhara, Shigeto Watanabe, Yukihiro Takahashi, Munetaka Ueno, Manabu Yamada, George L. Hashimoto, Naru Hirata, Toru Kouyama, Kazunori Ogohara, Hiroki Ando, Koichiro Sugiyama, Hiroki Kashimura, Shoko Ohtsuki Proceedings of the International Astronautical Congress, IAC 2016年01月01日 [査読無し][通常論文]
     
    Copyright © 2016 by the International Astronautical Federation (IAF). All rights reserved. Japan's Venus Climate Orbiter Akatsuki was proposed to ISAS (Institute of Space and Astronautical Science) in 2001 as an interplanetary mission. We made 5 cameras with narrow-band filters to image Venus at different wavelengths to track the cloud and minor components distribution at different heights to study the Venusian atmospheric dynamics in 3 dimension. It was launched on May 21st, 2010 and reached Venus on December 7th, 2010. With the thrust by the orbital maneuver engine, Akatsuki tried to go into the westward equatorial orbit around Venus with the 30 hours' orbital period, however it failed by the malfunction of the propulsion system. Later the spacecraft has been orbiting the sun for 5 years. On December 7th, 2015 Akatsuki met Venus again after the orbit control and Akatsuki was put into the westward equatorial orbit whose apoapsis is about 0.44 million km and orbital period of 14 days. Its main target is to shed light on the mechanism of the fast atmospheric circulation of Venus. The systematic imaging sequence by Akatsuki is advantageous for detecting meteorological phenomena with various temporal and spatial scales. We have five photometric sensors as mission instruments for imaging, which are 1 m-infrared camera (IR1), 2 m-infrared camera (IR2), ultra-violet imager (UVI), long-wave infrared camera (LIR), and lightning and airglow camera (LAC). These photometers except LIR have changeable filters in the optics to image in certain wavelengths. Akatsuki's long elliptical orbit around Venus is suitable for obtaining cloud-tracked wind vectors over a wide area continuously from high altitudes. With the observation, the characterizations of the meridional circulation, mid-latitude jets, and various wave activities are anticipated. The technical issues of Venus orbit insertion in 2015 and the scientific new results will be given in this paper.
  • 佐藤光輝, 平木康隆, 足立透, 牛尾知雄, 森本健志, 菊池博史, 鈴木睦, 山崎敦, 高橋幸弘 地球電磁気・地球惑星圏学会総会及び講演会(Web) 140th ROMBUNNO.R005‐P18 (WEB ONLY) 2016年 [査読無し][通常論文]
  • 佐藤光輝, 足立透, 佐藤剛志, 牛尾知雄, 森本健志, 鈴木睦, 山崎敦, 高橋幸弘 日本地球惑星科学連合大会予稿集(Web) 2016 ROMBUNNO.PEM16‐12 (WEB ONLY) 2016年 [査読無し][通常論文]
  • 佐藤剛志, 佐藤光輝, 牛尾知雄, 森本健志, 足立透, 鈴木睦, 山崎敦, 高橋幸弘 日本地球惑星科学連合大会予稿集(Web) 2016 ROMBUNNO.PEM16‐P04 (WEB ONLY) 2016年 [査読無し][通常論文]
  • SHIMIZU Chiharu, SATO Mitsuteru, TAKAHASHI Yukihiro, TSUCHIYA Fuminori, HONGO Yasuji, ABE Shuji, YOSHIKAWA Akimasa 地球電磁気・地球惑星圏学会総会及び講演会(Web) 140th ROMBUNNO.R005‐P02 (WEB ONLY) 2016年 [査読無し][通常論文]
  • M. Sato, M. Mihara, T. Adachi, T. Ushio, T. Morimoto, M. Kikuchi, H. Kikuchi, M. Suzuki, A. Yamazaki, Y. Takahashi, U. Inan, I. Linscott, R. Ishida, Y. Sakamoto, K. Yoshida, Y. Hobara Journal of Geophysical Research 121 (7) 3171 -3194 2016年01月01日 [査読無し][通常論文]
     
    © 2016. American Geophysical Union. All Rights Reserved. Global Lightning and Sprite Measurements on Japanese Experiment Module (JEM-GLIMS) started the nadir observations of lightning discharges and transient luminous events (TLEs) from the International Space Station (ISS) since November 2012. In the nadir observations, JEM-GLIMS optical instruments have to simultaneously detect incomparably intense lightning emissions and weak TLE emissions. To distinguish TLEs, especially sprite events, from lightning events, combined data analytical methods are adopted: (1) a subtraction of the wideband camera image from the narrowband camera image, (2) a calculation of the intensity ratio between different photometer channels, and (3) an estimation of the polarization and charge moment changes for the TLE-producing lightning discharges. We succeeded in identifying numbers of sprite events using the combined analytical methods, and here we report three sprite events detected by JEM-GLIMS as a case study. In the subtracted images, sprite emissions are located over the area of the sprite-producing lightning emissions. However, these sprites and sprite-producing lightning discharges did not occur at the nadir point of the ISS. For this reason, the geometry conversion of the sprite and sprite-producing lightning emissions as observed from the point just over the sprite-producing lightning discharges is performed. In the geometry-converted images, the locations of the sprite emissions are clearly displaced by 8-20 km from the peak positions of the sprite-producing lightning emissions. Thus, the first quantitative spatial distributions of sprites and sprite-producing lightning discharges from the JEM-GLIMS nadir observations are revealed.
  • 小林 ゆい, 渡邊 恭也, 今井 正尭, 渡辺 健介, 成瀬 延康, 高橋 幸弘, 根本 征樹 雪氷研究大会講演要旨集 2016 (0) 2016年 [査読無し][通常論文]
  • 山下 幸三, 高橋 幸弘 電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 2015 (1) 229 -229 2015年08月25日
  • 山本 真行, 高橋 幸弘, 佐藤 光輝 月刊地球 37 (8) 334 -339 2015年08月
  • 若生 一広, 栗原 純一, 高橋 幸弘 電気評論 100 (8) 73 -76 2015年08月 [査読無し][通常論文]
  • 鈴木克徳, 柿沼遠方, 芳原容英, LINSCOTT I.R, INAN U.S, 佐藤光輝, 高橋幸弘, 牛尾知雄, 河崎善一郎, 森本健志, 山崎敦, 鈴木睦 大気電気学会誌 9 (1) 92 -93 2015年04月20日 [査読無し][通常論文]
  • 春山純一, 高橋幸弘, 佐藤光輝 日本惑星科学会秋季講演会予稿集(Web) 2015 2015年
  • 牛尾 知雄, 佐藤 光輝, 鈴木 睦, 森本 健志, 菊池 博史, 菊池 雅行, 足立 透, 山崎 敦, 高橋 幸弘, Inan U., Lhscott I., 石田 良平, 坂本 祐二, 吉田 和哉, 芳原 容英, 阿部 琢己, 中村 正人, 織田 裕久 大会講演予講集 108 380 -380 2015年
  • 高橋 幸弘 大会講演予講集 108 360 -360 2015年
  • 前田惇徳, 田口真, 荘司泰弘, 中野壽彦, 今井正尭, 合田雄哉, 高橋幸弘, 渡辺誠, 吉田和哉, 坂本祐二 地球電磁気・地球惑星圏学会総会及び講演会予稿集(CD-ROM) 138th 2015年
  • 山下幸三, 高橋幸弘, 大矢浩代, 土屋史紀 電子情報通信学会大会講演論文集(CD-ROM) 2015 2015年
  • 鈴木克徳, 柿沼遠方, 芳原容英, LINSCOTT Ivan, INAN Umran, 佐藤光輝, 高橋幸弘, 牛尾知雄, 河崎善一郎, 森本健志, 山崎敦, 鈴木睦 日本地球惑星科学連合大会予稿集(Web) 2015 ROMBUNNO.PEM11‐12 (WEB ONLY) 2015年 [査読無し][通常論文]
  • 石丸 亮, 坂本 祐二, 小林 正規, 郷内 稔也, 藤田 伸哉, 千秋 博紀, 和田 浩二, 石橋 高, 黒澤 耕介, 山田 学, 阿部 新助, 吉田 和哉, 佐藤 光輝, 高橋 幸弘, 松井 孝典 日本惑星科学会秋期講演会予稿集 2014 "O13 -03" 2014年09月10日 [査読無し][通常論文]
  • 今井 正尭, 高橋 幸弘, 渡部 重十, 渡邊 誠 日本惑星科学会秋期講演会予稿集 2014 "P1 -04" 2014年09月10日 [査読無し][通常論文]
  • 春山 純一, 高橋 幸弘, 佐藤 光輝 日本惑星科学会秋期講演会予稿集 2014 "P2 -31" 2014年09月10日 [査読無し][通常論文]
  • Takahashi Yukihiro, Haruyama Jun-ichi, Sato Mitsuteru Proceedings of the ISAS Lunar and Planetary Symposium 46 3p 2014年08月05日
  • 佐藤 光輝, 山本 真行, 石坂 圭吾, 高橋 幸弘, 小郷原 一智, 鴨川 仁, 宮本 英昭, 阿部 琢美, Sato Mitsuteru, Yamamoto Masayuki, Ishisaka Keigo, Takahashi Yukihiro, Ogohara Kazunori, Kamogawa Masashi, Miyamoto Hideaki, Abe Takumi 第47回月・惑星シンポジウム = Proceedings of the 47th ISAS Lunar and Planetary Symposium 2014年08月 
    第47回月・惑星シンポジウム (2014年8月4日-6日. 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所(JAXA)(ISAS)), 相模原市, 神奈川県形態: カラー図版あり資料番号: SA6000033004
  • 佐藤光輝, 三原正大, 高橋幸弘, 足立透, 牛尾知尾, 森本健志, 鈴木睦, 山崎敦, 菊池雅行, INAN U, LINSCOTT I 大気電気学会誌 8 (1) 37 2014年04月18日 [査読無し][通常論文]
  • 栗原 純一, 高橋 幸弘, 武山 芸英 O plus E : Optics・Electronics 36 (4) 398 -401 2014年04月 [査読無し][通常論文]
  • 莊司 泰弘, 田口 真, 中野 壽彦, 前田 惇徳, 高橋 幸弘, 今井 正尭, 仲本 純平, 渡辺 誠, 合田 雄哉, 川原 健史, 吉田 和哉, 坂本 祐二 宇宙航空研究開発機構研究開発報告 13 (13-011) 87 -105 2014年03月 [査読無し][通常論文]
     
    地上望遠鏡を使った高分解能光学撮像において,シーイングは最も重要な条件である.成層圏環境は気流が安定しており,密度も地上の 1/100程度と,天体の光学観測に適している.このような成層圏環境の利点を活用することによって,口径が 1 m以下の比較的小規模な望遠鏡でも,口径数 mの地上大型望遠鏡に匹敵する分解能での観測が可能になると期待される.この点に着目して我々は惑星観測を行うための極周回成層圏テレスコープ(風神, FUJIN)を提案し, 2002年より開発を行ってきた. 2009年にはプロトタイプによる最初の飛翔試験を実施したものの,飛翔中に搭載 CPUがハングアップしたため十分な成果を残すことができなかった.再度 2013年に国内で飛翔実験するために,発生した不具合等に対処した FUJIN-1システムを開発した.飛翔実験自体は気象条件が整わず,また気球飛翔制御システムに問題が発生したために実施できなかったものの, FUJIN-1システムはポインティング機能の性能確認を中心とした地上試験を経て,完全なフライトレディ状態で待機していた.地上でのポインティング性能確認試験によって, FUJIN-1搭載望遠鏡の回折限界未満である 0.4"(σ)のポインティング精度を確認した.この結果を受けて FUJIN-1の開発を終了し,極域での実験を行うため FUJIN-2の開発を開始した.本稿では FUJINの概要を説明し,今回開発した FUJIN-1システムと地上ポインティング試験について述べる.
  • 高橋 幸弘 プラズマ・核融合学会誌 90 (2) 128 -131 2014年02月25日 [査読無し][通常論文]
     
    最近,太陽自転周期である27日程度の大気変動がみつかっている.ここでは特に西太平洋における雲変動に焦点を当てて紹介する.従来,11年周期についての調査は多くなされてきたが,それらは振幅が小さく,測定誤差の問題が指摘されているが,1ヶ月程度の周期変動は振幅が数10%を超えることもある.本節では,全球の積乱雲活動の指標であるシューマン共鳴現象と,衛星から観測される雲の変動が,共に太陽極大期のみ27日の周期性を示すことを紹介する.また,太陽振幅ではなく,周期が11年周期の太陽活動に関連していることを指摘し,それがエルニーニョなどより長い時間変動に影響している可能性を議論する.
  • 高橋 幸弘 プラズマ・核融合学会誌 90 (2) 137 -140 2014年02月25日 [査読無し][通常論文]
     
    積乱雲による発電を駆動源とし,地面と電離圏が成す巨大な球殻コンデンサーを基本構造とし,磁気圏・電離圏電流とも結合している可能性のある地球規模の電流回路-全地球回路(グローバルサーキット)-は,その仮説提唱から80年以上経つ今も十分定量的な理解に至っていない.しかし,その回路で運ばれるイオンや電場は,雲の生成・発達・消滅や雲頂高度に作用し,気候変動にも関与している可能性が指摘されている.
  • 山本真行, 佐藤光輝, 高橋幸弘, 石坂圭吾, 小郷原一智, 鴨川仁, 宮本英昭, 阿部琢美 宇宙科学技術連合講演会講演集(CD-ROM) 58th 2014年
  • 足立 透, 佐藤 光輝, 牛尾 知雄, 山崎 敦, 鈴木 睦, 菊池 雅行, 高橋 幸弘, Inan Umran, Linscott Ivan, 芳原 容英, Cohen M. B., Lu G., Cummer S. A., Hsu R. R., Chen A. B., Frey H. U. 大会講演予講集 105 296 -296 2014年
  • 前田惇徳, 田口真, 吉田和哉, 坂本祐二, 中野壽彦, 荘司泰弘, 高橋幸弘, 仲本純平, 今井正尭, 渡辺誠, 合田雄哉 地球電磁気・地球惑星圏学会総会及び講演会予稿集(CD-ROM) 136th 2014年
  • 坂本祐二, 杉村伸雄, 冨岡義弘, 桑原聡文, 吉田和哉, 栗原純一, 福原哲哉, 高橋幸弘 宇宙科学技術連合講演会講演集(CD-ROM) 58th ROMBUNNO.1K07 2014年 [査読無し][通常論文]
  • 今井 正尭, 高橋 幸弘, 渡部 重十, 渡邊 誠 日本惑星科学会秋期講演会予稿集 2013 "P3 -30" 2013年11月20日 [査読無し][通常論文]
  • 栗原 純一, 高橋 幸弘, 桑原 総文 宇宙科学技術連合講演会講演集 57 4p 2013年10月09日 [査読無し][通常論文]
  • 山下 幸三, 高橋 幸弘, 松本 淳, 濱田 純一 電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 2013 (1) 50 -50 2013年09月03日 [査読無し][通常論文]
  • 桑原聡文, 坂本祐二, 吉田和哉, 栗原純一, 高橋幸弘, 高田淳史, 山川宏 宇宙科学技術連合講演会講演集(CD-ROM) 57th 2013年
  • 工藤 剛史, 高橋 幸弘, 佐藤 光輝, 岩崎 博之, 長 康平 大会講演予講集 104 78 -78 2013年
  • 足立 透, 佐藤 光輝, 牛尾 知雄, 山崎 敦, 鈴木 睦, 菊池 雅行, 高橋 幸弘, Inan Umran, Linscott Ivan, 芳原 容英 大会講演予講集 104 79 -79 2013年
  • 佐藤光輝, 牛尾知雄, 森本健志, 足立透, 鈴木睦, 山崎敦, 菊池雅行, 高橋幸弘, INAN Umran, LINSCOTT Ivan, 芳原容英 大気圏シンポジウム・講演集(Web) 27th III-4 (WEB ONLY) 2013年 [査読無し][通常論文]
  • 佐藤光輝, 足立透, 牛尾知雄, 森本健志, 鈴木睦, 山崎敦, 菊池雅行, 高橋幸弘, INAN Umran, LINSCOTT Ivan, 芳原容英 地球電磁気・地球惑星圏学会総会及び講演会予稿集(CD-ROM) 134th ROMBUNNO.S001-07 2013年 [査読無し][通常論文]
  • 牛尾 知雄, 森本 健志, 佐藤 光輝, 鈴木 睦, 山崎 敦, 芳原 容英, 菊地 雅行, 高橋 幸弘, INAN Umran, 石田 良平, 坂本 祐二, 吉田 和哉, 阿部 琢美, 河崎 善一郎 大気電気学会誌 = / Society of Atmospheric Electricity of Japan 6 (2) 2012年11月15日 [査読無し][通常論文]
  • 濱本 昂, 高橋 幸弘, 渡辺 誠 大会講演予講集 102 148 -148 2012年09月30日 [査読無し][通常論文]
  • 小林 直樹, 高橋 芳幸, 鈴木 絢子, 和田 浩二 遊・星・人 : 日本惑星科学会誌 21 (3) 324 -329 2012年09月25日 
    2012年7月24日,神戸大学惑星科学研究センター内の講義室にて「惑星科学の今後を考える会」なる催しが開かれた.本稿はその会議の参加記録であり,紹介である. 1992年に惑星科学会が発足して以来20年の歳月が流れた.その間,惑星探査,大型望遠鏡観測,大規模シミュレーション科学等の大型プロジェクトに関わる研究者も増え,拠点と呼ばれる組織も生まれてきた.本会では惑星科学コミュニティにおけるそうした拠点組織の持つ役割と課題を整理し,現状認識を深め,大型プロジェクト研究を推進できる力を持つコミュニティの今後のあり方について議論した.
  • 高橋 幸弘 遊・星・人 : 日本惑星科学会誌 21 (3) 195 -195 2012年09月25日
  • 高橋 幸弘 遊・星・人 : 日本惑星科学会誌 21 (3) 2012年09月25日 [査読無し][通常論文]
  • 高橋 幸弘, 佐藤 光輝, 福原 哲哉, 栗原 純一, 中島 健介, 竹内 覚, ヨアブ ヤイル, フィッシャー ゲオルグ, アプリン カレン 遊・星・人 : 日本惑星科学会誌 21 (3) 224 -228 2012年09月25日 [査読無し][通常論文]
     
    近年,木星大気の大規模構造を決める力学や,大気組成を決める化学過程を理解する上で,積乱雲や雷放電観測の重要性が指摘されている.しかし,対流強度は雲頂高度など雲本体の観測のみからでは難しい.雷放電発光の強度,頻度,高度の情報はそれを補う優れた指標のひとつであるが,通常のカメラでは時間分解能が不十分で,積乱雲活動の定量的な評価は困難である.ここで提案する雷放電発光検出器"OLD"は,高速撮像・画像処理によって雷放電発光の頻度から対流活動強度を求め,また色情報から高度推定することを可能にする.
  • 山下 幸三, 大矢 浩代, 土屋 史紀, 高橋 幸弘, 松本 淳 電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 2012 (1) 2012年08月28日 [査読無し][通常論文]
  • 吉田 和哉, 坂本 祐二, クワ]原 聡文, 高橋 幸弘 計測と制御 = Journal of the Society of Instrument and Control Engineers 51 (5) 438 -443 2012年05月10日 [査読無し][通常論文]
  • 高橋 幸弘 計測と制御 = Journal of the Society of Instrument and Control Engineers 51 (5) 445 -448 2012年05月10日 [査読無し][通常論文]
  • 木村 真一, 中須賀 真一, 郷田 直輝, 山本 雅也, 岩崎 晃, 倉原 直美, 吉田 和哉, 高橋 幸弘 日本航空宇宙学会誌 60 (4) 137 -148 2012年04月05日 [査読無し][通常論文]
     
    近年,従来の数トン級衛星ではなく,100〜500kgの「小型衛星」が世界各国の地図作成,安全保障,防災,都市計画,自然環境・気象観測,農産物の生産管理,科学調査等の様々な分野に利用され,また,大学・研究機関・企業等の宇宙利用のニーズが高まってきた.こうした状況に合わせ,日本航空宇宙学会誌では計測自動制御学会誌と共同特集企画として,主に超小型衛星の利用に焦点を当てた特集「小型衛星を用いたセンシングアプリケーション」を掲載することとした.日本航空宇宙学会誌では,計測自動制御学会の特集号に先立ち,その特集号にて掲載される内容をダイジェスト版として紹介する.
  • 三宮 佑介, 高橋 幸弘, 佐藤 光輝, 山下 幸三 大会講演予講集 102 565 -565 2012年
  • 高橋幸弘, 吉川顕正, 山本衛 地球電磁気・地球惑星圏学会総会及び講演会予稿集(CD-ROM) 132nd 2012年
  • 高橋幸弘, 福原哲哉, 濱本昂, 尾崎彰士, 渡辺誠, 田中培生, 大月祥子, 神山徹 大気圏シンポジウム・講演集(Web) 26th 2012年
  • 濱本昂, 高橋幸弘, 尾崎彰士, 渡辺誠 大気圏シンポジウム・講演集(Web) 26th 2012年
  • 田口真, 山元夢摘, 吉田和哉, 坂本祐二, 中野壽彦, 荘司泰弘, 高橋幸弘, 渡辺誠, 濱本昂, 今井正尭, 仲本純平 日本天文学会年会講演予稿集 2012 2012年
  • 桑原聡文, 坂本祐二, 吉田和哉, 栗原純一, 高橋幸弘, 高田淳史, 山川宏 宇宙科学技術連合講演会講演集(CD-ROM) 56th ROMBUNNO.2M12 2012年 [査読無し][通常論文]
  • 今井 正尭, 高橋 幸弘, 渡辺 誠, 濱本 昂 大会講演予講集 102 147 -147 2012年 [査読無し][通常論文]
  • Mitsuteru Sato, Yukihiro Takahashi, Masayuki Kikuchi, Makoto Suzuki, Atsushi Yamazaki, Tomoo Ushio IEEJ Transactions on Fundamentals and Materials 131 (12) 994 -999 2011年12月01日 [査読無し][通常論文]
     
    Lightning and Sprite Imager (LSI) is a science instrument of JEM-GLIMS to capture images of lightning discharges and upper atmospheric transient luminous events (TLEs), such as sprites, elves and blue jets. LSI consists of two CMOS cameras; one is a wide-band camera named LSI-1 that is equipped with an optical filter whose pass-band ranges from 765nm to 830nm, the other is a narrow-band camera named LSI-2 that is equipped with an optical filter whose transmittance centers at the wavelength of 762 nm and has band width of 14 nm. From the comparison of LSI-1 images with LSI-2 images the time evolution and spatial distribution of lightning discharges and TLEs can be identified. Since the telemetry speed provided for JEM-GLIMS is limited, LSI images will be acquired not continuously but intermittently according to the onboard event trigger logic. This trigger logic selects only the transient optical flashes caused by lightning discharges or TLEs effectively. © 2011 The Institute of Electrical Engineers of Japan.
  • Mitsuteru Sato, Yukihiro Takahashi, Makoto Suzuki, Atsushi Yamazaki, Tomoo Ushio IEEJ Transactions on Fundamentals and Materials 131 (12) 1000 -1005 2011年12月01日 [査読無し][通常論文]
     
    Six-channel spectrophotometers (PH) are the science instruments of JEM-GLIMS to measure absolute intensity of the emission originated from lightning discharges and upper atmospheric transient luminous events (TLEs). PH unit-1 (PH-U1) consists of four spectrophotometer channels named from PH1 to PH4, while PH unit-2 (PH-U2) two spectrophotometer channels named PH5 and PH6. Optical filters of these spectrophotometers are selected to detect TLE emission lines of N21PG, N22PG, N+21NG, and N2LBH. Since the bandwidth of the optical filter of PH2,3,5, and 6 is 10 nm and since PH1 measures NUV emission, photomultiplier tubes with high-voltage converters are used as a photon detector. To the contrary, PH4 uses a photodiode as a photon detector because the pass-band of the optical filter is enough wide to detect transient optical emission. Though PH does not equip spatial resolution, it can acquire light curve data with a high time resolution of 50 μs with a 12-bit resolution. Thus, the combinational analysis of PH data and Lightning and Sprite Imager (LSI) data, it is possible to clarify the relationship between TLEs and their parent lightning discharges, the occurrence condition of TLEs, and the energy of the electrons which excite TLE emission. © 2011 The Institute of Electrical Engineers of Japan.
  • 高橋 幸弘, 福原 哲哉, 栗原 純一 電子情報通信学会技術研究報告. SANE, 宇宙・航行エレクトロニクス 111 (239) 33 -35 2011年10月10日 [査読無し][通常論文]
     
    現在日本では複数の50kgクラスの超小型衛星のプロジェクトが進んでいるが、今後このクラスの衛星が市民権を得て成功していくためには、ミッション、中でもリモートセンシングの性能を向上させることが鍵となる。北海道大学では、RISING及びRISING-2のふたつの衛星の開発を通して、これまでにない、超小型衛星に適した高性能・高機能、かつ安価な光学センサーの開発を進めている。本発表では、それらの開発の現状と展望について紹介する。
  • 坂本 祐二, 桑原 聡文, 吉田 和哉, 高橋 幸弘 年次大会 : Mechanical Engineering Congress, Japan 2011 "S192025 -1"-"S192025-3" 2011年09月11日 [査読無し][通常論文]
     
    The development of 50-kg class microsatellite RISING-2 was started in July, 2009 by Tohoku Univ. and Hokkaido Univ. At the time of May, 2011, the fabrication and evaluation tests of engineering model (EM) and the fabrication of flight model (FM) were finished. The launch opportunity has been not decided yet. The satellite has a telescope with 10-cm diameter and 1-m focal length, and the resolution of image is 5 meters. It observes multi-spectrum images of cumulonimbus clouds using liquid crystal tunable filter as well as RGB color photos. Also, transient luminous events in upper atmosphere such as sprite are observed using CMOS sensors. This paper shows the final specifications of FM, and the verification tests of bus system.
  • 坂本 祐二, 桑原 聡文, 吉田 和哉, 高橋 幸弘 スペース・エンジニアリング・コンファレンス講演論文集 : Space Engineering Conference 2010 (19) "F3 -1"-"F3-6" 2011年01月27日 [査読無し][通常論文]
     
    Tohoku University and Hokkaido University started the development of a new 50-kg microsatellite RISING-2 at July 2009. This satellite inherits the development technique of RISING (SPRITE-SAT) launched on January 2009. The progress is shown in this paper. Using a Cassegrain telescope with 10-cm diameter and 1-m focal length, earth surface is observed with 5-m resolution from 700-km-alt sun synchronous orbit. By 3-axis attitude stabilization using reaction wheels and star sensors, the designated area on earth surface can be observed. In addition to color images, multi-spectrum images of cumulonimbus are observed by using a liquid crystal tunable filter. As a secondary mission, transient luminous events such as sprite are observed, which is same mission as SPRITE-SAT.
  • M. Nakamura, T. Imamura, N. Ishii, T. Abe, T. Satoh, M. Suzuki, M. Ueno, A. Yamazaki, N. Iwagami, S. Watanabe, M. Taguchi, T. Fukuhara, Y. Takahashi, M. Yamada, N. Hoshino, S. Ohtsuki, K. Uemizu, G. L. Hashimoto, M. Takagi, Y. Matsuda, K. Ogohara, N. Sato, Y. Kasaba, T. Kouyama, N. Hirata, R. Nakamura, Y. Yamamoto, N. Okada, T. Horinouchi, M. Yamamoto, Y. Hayashi Earth, Planets and Space 63 (5) 443 -457 2011年 [査読無し][通常論文]
     
    The Akatsuki spacecraft of Japan was launched on May 21, 2010. The spacecraft planned to enter a Venusencircling near-equatorial orbit in December 7, 2010 however, the Venus orbit insertion maneuver has failed, and at present the spacecraft is orbiting the Sun. There is a possibility of conducting an orbit insertion maneuver again several years later. The main goal of the mission is to understand the Venusian atmospheric dynamics and cloud physics, with the explorations of the ground surface and the interplanetary dust also being the themes. The angular motion of the spacecraft is roughly synchronized with the zonal flow near the cloud base for roughly 20 hours centered at the apoapsis. Seen from this portion of the orbit, cloud features below the spacecraft continue to be observed over 20 hours, and thus the precise determination of atmospheric motions is possible. The onboard science instruments sense multiple height levels of the atmosphere to model the three-dimensional structure and dynamics. The lower clouds, the lower atmosphere and the surface are imaged by utilizing nearinfrared windows. The cloud top structure is mapped by using scattered ultraviolet radiation and thermal infrared radiation. Lightning discharge is searched for by high speed sampling of lightning flashes. Night airglow is observed at visible wavelengths. Radio occultation complements the imaging observations principally by determining the vertical temperature structure. Copyright © The Society of Geomagnetism and Earth Planetary and Space Sciences (SGEPSS).
  • 濱本昂, 高橋幸弘, 渡辺誠, 渡部重十, 福原哲哉, 佐藤光輝 地球電磁気・地球惑星圏学会総会及び講演会予稿集(CD-ROM) 130th 2011年
  • 渡辺誠, 高橋幸弘, 渡部重十, 佐藤光輝, 福原哲也, 濱本昂, 徂徠和夫, 中尾光, 田中培生, 館内謙, 関口朋彦 日本天文学会年会講演予稿集 2011 2011年
  • 舘内謙, 田中培生, 山室智康, 川端拡信, 高橋英則, 渡部重十, 高橋幸弘, 佐藤光輝, 渡辺誠, 福原哲哉, 濱本昂 日本天文学会年会講演予稿集 2011 2011年
  • 渡辺誠, 高橋幸弘, 渡部重十, 佐藤光輝, 福原哲也, 濱本昂 日本天文学会年会講演予稿集 2011 2011年
  • 高橋幸弘, 栗原純一 宇宙科学技術連合講演会講演集(CD−ROM) 55th ROMBUNNO.3S13 2011年 [査読無し][通常論文]
  • 牛尾 知雄, 佐藤 光輝, 森本 健志, 鈴木 睦, 菊地 博史, 山崎 敦, 高橋 幸弘, 芳原 容英, 坂本 祐二, 石田 良平, 菊池 雅行, 吉田 和哉, 河崎 善一郎 電気学会論文誌. A, 基礎・材料・共通部門誌 = The transactions of the Institute of Electrical Engineers of Japan. A, A publication of Fundamentals and Materials Society 131 (1) 16 -20 2011年 [査読無し][通常論文]
     
    Lightning and sprite measurement sensors on the International Space Station (ISS) are introduced in this paper. Lightning is an electrical discharge which neutralizes the charge inside thunderstorm. In the early 1990s, optical transient luminous events (TLEs) occurring just above the thunderstorm were firstly reported by the US scientists and are associated with positive cloud-to-ground discharges with a large amount of charge. Though the luminous events so-called sprite, elves and jets have been investigated by numerous researchers all over the world based mainly on the ground observations, some important problems have not been fully understood yet such as generation mechanisms of columniform fine structure and horizontal offset of some sprites from the parent lightning discharges. In the JEM-GLIMS mission, observations from our synchronized sensors are going to shed light on above-mentioned unsolved problems regarding TLEs as well as causative lighting discharges. Our goals are (1) to detect and locate lightning and sprite within storm scale resolution over a large region of the Earth's surface along the orbital track of the ISS without any bias, (2) to clarify the generation mechanism of sprite, and (3) to identify the occurrence conditions of TLEs.
  • 大谷 栄治, 木村 淳, 高橋 幸弘, 中島 健介, 中本 泰史, 三好 由純, 小林 憲正, 山岸 明彦, 並木 則行, 小林 直樹, 出村 裕英, 倉本 圭, 大槻 圭史, 今村 剛, 寺田 直樹, 渡部 重十, 荒川 政彦, 伊藤 孝士, 圦本 尚義, 渡部 潤一 日本惑星科学会誌遊星人 20 (4) 349 -365 2011年 [査読無し][通常論文]
     
    「月惑星探査の来たる10年」検討では第一段階で5つのパネルの各分野に於ける第一級の科学について議論した.そのとりまとめを報告する.地球型惑星固体探査パネルでは,月惑星内部構造の解明,年代学・物質科学の展開による月惑星進化の解明,固体部分と結合した表層環境の変動性の解明,が挙げられた.地球型惑星大気・磁気圏探査パネルは複数学会に跨がる学際性を考慮して,提案内容に学会間で齟齬が生じないように現在も摺り合わせを進めている.本稿では主たる対象天体を火星にしぼって第一級の科学を論じる.小天体パネルでは始原的・より未分化な天体への段階的な探査と,発見段階から理解段階へ進むための同一小天体の再探査が提案された.木星型惑星・氷衛星・系外惑星パネルは広範な科学テーマの中から,木星の大気と磁気圏探査,氷衛星でのハビタブル環境の探査,系外惑星でも生命存在可能環境と生命兆候の発見について具体的な議論を行った.アストロバイオロジーパネルでは現実的な近未来の目標として火星生命探査を,長期的な目標として氷衛星・小天体生命探査を目指した観測装置開発が検討された.これらのまとめを元に「月惑星探査の来たる10年」検討は2011年7月より第二段階に移行し,ミッション提案・観測機器提案の応募を受け付けた.
  • 牛尾 知雄, 佐藤 光輝, 森本 健志, 鈴木 睦, 菊地 博史, 山崎 敦, 高橋 幸弘, 芳原 容英, INAN Umran, 石田 良平, 河崎 善一郎 電気学会研究会資料. EMC, 電磁環境研究会 2010 (29) 1 -4 2010年11月01日 [査読無し][通常論文]
  • 吉田 和哉, 荘司 泰弘, 坂本 祐二, 田口 真, 高橋 幸弘 電子情報通信学会総合大会講演論文集 2010 (1) "SS -78"-"SS-79" 2010年03月02日 [査読無し][通常論文]
  • 田口 真, 荘司 泰弘, 坂本 祐二, 吉田 和哉, 高橋 幸弘, 寺口 朋子, 大西 智也, Steve Battazzo, 佐藤 隆雄, 星野 直哉, 宇野 健, 吉村 淳 宇宙航空研究開発機構研究開発報告 9 53 -72 2010年03月 [査読無し][通常論文]
     
    惑星大気・プラズマ中で起こる時間変動現象を研究するためには長期連続観測が重要である.極域成層圏の特殊性を利用して惑星を連続観測することを目的とした気球搭載望遠鏡を開発している.口径300mm のシュミットカセグレン望遠鏡が気球ゴンドラに搭載される.ゴンドラはコントロールモーメントジャイロ,デカップリング機構,各種姿勢センサーを使って姿勢制御され,極域成層圏に 1 週間以上滞留可能な性能を持つ.ゴンドラ姿勢制御,望遠鏡経緯台による天体捕捉,2 軸ティップティルトミラーによる追尾誤差補正によって,目標天体を0.1"rms の精度で捉える.金星をターゲットとして,最初の気球実験が 2009 年6 月3 日に北海道大樹町において実施された.4:10 に放球され,その後2 時間,システムは正常に動作した.高度約 14km でのレベルフライト時に太陽捕捉の実験を行った.ゴンドラ姿勢制御を開始するとゴンドラの方位角は振動しつつ収束し,数分間,方位角誤差は1°rms の範囲内に収まった.残念ながら搭載コンピュータの不具合により,金星捕捉は叶わなかった.しかし,サンセンサーのビデオ信号から,姿勢制御していない状態でのゴンドラの方位角角速度は20°/min 以下であることがわかった.地上試験も含めた今回の気球実験結果から,気球望遠鏡システムの姿勢制御,天体捕捉・追尾の原理は有効であることが確証された.今後の実験へ向けて,より信頼性が高い搭載コンピュータに改善していく.
  • 坂本 祐二, 吉田 和哉, 高橋 幸弘 スペース・エンジニアリング・コンファレンス講演論文集 : Space Engineering Conference 2009 (18) 35 -39 2010年01月28日 
    The microsatellite RISING(SPRITE-SAT) developed by Tohoku University was launched in January 2009. The former part of this paper shows the outline of mission and system design. The operation result of initial phase and the reason of serious trouble are introduced. On July 2009, our team initiated the development of second microsatellite named RISING-2. This satellite has a high precision telescope and reaction wheels. The outline of this new project is shown in the latter part.
  • 牛尾 知雄, 森本 健志, 佐藤 光輝, 鈴木 睦, 山崎 敦, 芳原 容英, 菊地 雅行, 高橋 幸弘, Inan Umran, 石田 良平, 坂本 祐二, 吉田 和哉, 阿部 琢美, 河崎 善一郎 大会講演予講集 97 52 -52 2010年
  • 福原哲哉, 高橋幸弘, 佐藤光輝, 渡部重十, 渡辺誠, 佐藤創我 大気圏シンポジウム・講演集(Web) 24th 2010年
  • 高橋 幸弘, 星野 直哉 遊・星・人 : 日本惑星科学会誌 18 (4) 238 -241 2009年12月25日 [査読無し][通常論文]
     
    金星における世界初の雷放電観測専用機能と微弱大気光の検出能力を兼ね備えた雷・大気光カメラLACは,ハードウェアの製作・各種試験が完了し,実地観測に備えたパラメータ設定と詳細シーケンスの検討に入った.LACの科学的背景と目標,設計方針,これまで行った試験などについて紹介する.
  • 佐藤 光輝, 牛尾 知雄, 森本 健志, 高橋 幸弘, INAN Umran, 芳原 容英, 菊池 雅行, 鈴木 睦, 山崎 敦, 阿部 琢美, 吉田 和哉, 坂本 祐二, 奥山 圭一, 石田 良平, 河崎 善一郎 大気電気学会誌 = / Society of Atmospheric Electricity of Japan 3 (2) 60 -61 2009年10月30日 [査読無し][通常論文]
  • 佐々木 晶, 藤本 正樹, 木村 淳, 高島 健, 矢野 創, 笠羽 康正, 高橋 幸弘, 川口 淳一郎, 川勝 康弘, 津田 雄一, 船瀬 龍, 森 治, 森本 睦子, 木星探査WG 日本惑星科学会秋期講演会予稿集 2009 59 -59 2009年09月28日
  • 福原 哲哉, 高橋 幸弘, 佐藤 光輝, 渡部 重十, 佐藤 創我, 渡邉 誠 日本惑星科学会秋期講演会予稿集 2009 2009年09月28日 [査読無し][通常論文]
  • 杉田 精司, 宮本 英昭, 橘 省吾, 岡田 達明, 出村 裕英, 大森 聡一, 並木 則行, 高橋 幸弘, 三浦 弥生, 長尾 敬介, 三河内 岳, 佐藤 毅彦 遊・星・人 : 日本惑星科学会誌 18 (2) 79 -83 2009年06月25日 
    我々はこれまでの火星複合探査ワーキンググループの中で,MELOSの着陸機によってどのような火星表層探査を行うべきか,またどのような測定によって実現されるのか議論を行ってきた.本稿では,その議論で見えてきた火星着陸探査による表面探査の科学目標と搭載機器候補について解説する.
  • 今村 剛, 笠井 康子, 佐川 英夫, 黒田 剛史, 佐藤 毅彦, 上野 宗孝, 鈴木 睦, 高橋 幸弘, 高橋 芳幸, はしもと じょーじ, 倉本 圭 遊・星・人 : 日本惑星科学会誌 18 (2) 76 -78 2009年06月25日 [査読無し][通常論文]
     
    火星表層の水循環や気象学の理解を目的とする火星周回衛星の検討を進めている.可視〜赤外域での高解像度の分光撮像による水蒸気マッピングと大気力学場モニター,そしてサブミリ波サウンダーによる水蒸気やその他微量ガスの3次元分布の観測が,二つの柱である.着陸機による局地気象の直接観測や大気電気観測との連携についても検討中である.
  • 高橋 幸弘 日本物理學會誌 64 (5) 365 -372 2009年05月05日 
    ふつう雷といえば,雷雲と地上,あるいは雷雲内での放電を思い浮かべるであろう.しかし,1989年に偶然発見された放電現象は,雷雲上空から電離圏の間で発生していた.スプライトと命名されたこの現象に代表される放電発光は,当初米国を中心として研究が進められてきたが,発見から15年以上が過ぎて,その研究は世界的な広がりを見せ国際協力が盛んである.人工衛星を含む様々な手法を総動員した観測によってメカニズムの解明が進む一方,従来の標準的モデルの修正や関連する新現象の発見も相次いでおり,話題に事欠かない.1995年から研究に携わってきた筆者が,最新の研究の展開と現場の熱気を,エピソードとともに紹介する.
  • 高橋 幸弘 日本物理学会講演概要集 64 (1) 246 -246 2009年03月03日
  • Nakagawa Hiromu, Fukunishi Hiroshi, Watanabe Shigeto, TAKAHASHI Yukihiro, TAGUCHI Makoto, LALLEMENT Rosine Earth, planets and space 61 (3) 373 -382 2009年03月01日
  • 森本健志, 牛尾知雄, 佐藤光輝, 高橋幸弘, INAN Umran, 芳原容英, 菊池雅行, 鈴木睦, 山崎敦, 阿部琢美, 吉田和哉, 坂本祐二, 奥山圭一, 石田良平, 河崎善一郎 大気圏シンポジウム・講演集(Web) 23rd 2009年
  • 高橋幸弘, 嘉瀬浩美, 牛尾知雄, 森本健志, 佐藤光輝, INAN Umran, 芳原容英, 菊池雅行, 鈴木睦, 山崎敦, 阿部琢美, 吉田和哉, 坂本祐二, 奥山圭一, 石田良平, 河崎善一郎 大気圏シンポジウム・講演集(Web) 23rd 2009年
  • 牛尾知雄, 鈴木睦, 佐藤光輝, 森本健志, 高橋幸弘, 芳原容英, 菊池雅行, INAN Umran, 山崎敦, 阿部琢美, 河崎善一郎 大気圏シンポジウム・講演集(Web) 23rd 2009年
  • 佐藤光輝, 牛尾知雄, 森本健志, 高橋幸弘, INAN Umran, 芳原容英, 菊池雅行, 石田良平, 吉田和哉, 坂本祐二, 奥山圭一, 河崎善一郎, 鈴木睦, 山崎敦, 阿部琢美 大気圏シンポジウム・講演集(Web) 23rd 2009年
  • 今村剛, 佐藤毅彦, 上野宗孝, 鈴木睦, 黒田剛史, 笠井康子, 佐川英夫, 高橋幸弘, 高橋芳幸, はしもと じょーじ 大気圏シンポジウム・講演集(Web) 23rd 2009年
  • 鶴島 大樹, 境田 清隆, 高橋 幸弘, 本間 規泰 大会講演予講集 96 341 -341 2009年
  • Adachi, T, S. A. Cummer, J. Li, Y. Takahashi, R.-R. Hsu, H.-T. Su, A. B. Chen, S. B. Mende, H. U. Frey Geophys. Res. Lett. 36, L18808 (18) L18808 2009年 [査読無し][通常論文]
  • Adachi Toru, Takahashi Yukihiro, Ohya Hiroyo, Tsuchiya Fuminori, Yamashita Kozo, Yamamoto Mamoru, Hashiguchi Hiroyuki Kyoto Working Papers on Area Studies: G-COE Series 11 1 -20 2008年12月 
    In this report, a newly-developed lightning observation network system is outlined. The network consists of an optical observation site (Padang in Indonesia) and three electromagnetic observation sites (Pontianak in Indonesia, Tainan in Taiwan, and Saraburi in Thailand). At Padang site, a small low-light CCD camera was installed to observe the optical emission of lightning flash. On the other hand, a monopole, a dipole, and a set of orthogonal loop antennas were installed at each site to detect electromagnetic waves in the frequency range of 0.1-40 kHz. The obtained data are analyzed to monitor lightning activity in Southeast Asia in various spatiotemporal scales and clarify severe weather phenomena which cause significant damages on the human activity.
  • M. Sato, Y. Takahashi, A. Yoshida, T. Adachi Journal of Physics D: Applied Physics 41 2008年12月01日 [査読無し][通常論文]
     
    In order to study the temporal and regional variation of lightning occurrences and their relation to sprite activity and climate variability, we have analysed the 1-100 Hz ELF magnetic field waveform data obtained at the Syowa station in Antarctica, Onagawa in Japan and Esrange in Sweden for a one year period from September 2003 to August 2004. We have selected totally 1.7 × 105 events of transient Schumann resonances from the ELF magnetic field data whose amplitude exceeds 40 pT at all stations. Then, the lightning locations are estimated by a triangulation method with an estimation error of 0.5 Mm. It is found that in the summer season (from June to August) the lightning occurrence rates are higher in the northern hemisphere than in the southern hemisphere with large enhancements in North America, South-East Asia and the northern part of Africa. On the other hand, in the winter season (from December to February) these rates are higher in the southern hemisphere with large enhancements in South America, Australia and the southern part of Africa. These features are consistent with the results of global lightning measurements from space conducted by the Optical Transient Detector and the Tropical Rainfall Measuring Mission satellite. Then, we have also calculated the charge moment value (Q · dl) of lightning discharges using ELF magnetic field waveform data and have estimated the distribution function of charge moments for positive cloud-to-ground (+CG) discharges and for negative cloud-to-ground (-CG) discharges. It is found that the shape of the distribution function for both +CG and -CG discharges is almost the same for all seasons and that the distribution function of -CG discharges has a steeper slope at high Q · dl than that of +CG discharges. © 2008 IOP Publishing Ltd.
  • 佐々木 晶, 藤本 正樹, 木村 淳, 高島 健, 笠羽 康正, 山路 敦, 長沼 毅, 桜庭 中, 高橋 幸弘, 栗田 敬, 生駒 大洋 日本惑星科学会秋期講演会予稿集 2008 148 -148 2008年11月01日
  • 氏家 恵理子, 吉田 和哉, 高橋 幸弘, 坂本 祐二, 坂野井 健, 升本 喜就, 笠羽 康正, 近藤 哲志 電子情報通信学会技術研究報告. SANE, 宇宙・航行エレクトロニクス 108 (267) 1 -6 2008年10月24日 
    東北大学は50kgクラスの小型人工衛星であるスプライト観測衛星(SPRITE-SAT)を開発中であり,2009年初頭,H-IIAのピギーバック衛星として打ち上げ予定である。本衛星は雷放電と,それに付随して発生するスプライト発光現象,およびTerrestrial Gamma-ray Flashes (TGFs)を同時観測することで,現象の発生メカニズムを解明することがミッションである。新たに開発した伸展マストを搭載し,ほとんどのミッション機器を搭載するボトムパネルが常時地球方向を指向する重力傾斜安定方式を採用している。本文書ではミッションおよび衛星システムの概要を述べる。
  • 上田 剛, 榎戸 輝揚, 中澤 知洋, 三谷 烈史, 高島 健, 坂野井 健, 氏家 恵理子, 笠羽 康正, 吉田 和哉, 高橋 幸弘, 森 國城, 牧島 一夫 日本物理学会講演概要集 63 (2) 94 -94 2008年08月25日
  • 今村 剛, 佐藤 毅彦, 上野 宗孝, 寺田 直樹, 高橋 幸弘 遊・星・人 : 日本惑星科学会誌 17 (1) 54 -57 2008年03月25日 
    惑星大気探査の将来構想を紹介する.今後10年は地球型惑星である金星と火星を対象として研究を深めつつ経験を蓄積し,将来は木星をも対象とする.
  • 高橋 幸弘, Miyahara Hiroko, Sato Mitsuteru 大会講演予講集 94 479 -479 2008年
  • 足立透, 大矢浩代, 土屋史紀, 高橋幸弘 大気圏シンポジウム 22nd(CD-ROM) 2008年
  • 大矢浩代, 足立透, 土屋史紀, 高橋幸弘 大気圏シンポジウム 22nd(CD-ROM) 2008年
  • 地上光学・電磁波観測器とＭＵレーダーを用いた雷活動と電離圏擾乱現象の同時観測
    足立透, 山本衛, 大塚雄一, 高橋幸弘, 佐藤光輝 京都大学生存圏研究所ＭＵ共同利用成果報告書 2008年 [査読無し][通常論文]
  • Y. Takizawa, T. Ebisuzaki, Y. Kawasaki, M. Sato, M. E. Bertaina, H. Ohmori, Y. Takahashi, F. Kajino, M. Nagano, N. Sakaki, N. Inoue, H. Ikeda, Y. Arai, Y. Takahashi, T. Murakami, James H. Adams Nuclear Physics B - Proceedings Supplements 166 72 -76 2007年04月01日 [査読無し][通常論文]
     
    EUSO is a super-wide field UV telescope to detect Ultra-High Energy Cosmic-Rays (UHECRs) with energy above 10 20 eV. It is attached to the International Space Station (ISS) and observes fluorescence photons emitted by giant air showers produced by UHECR. The three dimensional development of the shower is reconstructed from a series of images of the shower. Phase-A study of EUSO under the European Space Agency (ESA) has successfully finished in July 2004. The phase-B study, however, has been postponed for a long time because of financial problems in ESA and Italy. Then, Japanese and U.S. teams re-defined EUSO as a mission attached to the Japanese Experiment Module/Exposure Facility of ISS. They renamed it as JEM-EUSO and started the preparation targeting the launch in 2012 in the framework of second phase of JEM/EF utilization. The outline of the mission is presented. © 2007 Elsevier B.V. All rights reserved.
  • 今村剛, 中村正人, 上野宗孝, 佐藤毅彦, 渡部重人, 田口真, 高橋幸弘, 鈴木睦, 岩上直幹, 石井信明, 阿部琢美, 山崎敦, 福原哲哉, 上水一典, 坂野井健, 山田学, 橋本成司 宇宙科学技術連合講演会講演集(CD-ROM) 51st 2007年
  • 高橋幸弘, 坂野井健, 上野宗孝, 笠羽康正, 吉田和哉, 田口真, 山崎敦, 岩上直幹, 今村剛, 鈴木睦, 阿部琢美, 寺田直樹, 寺田直樹, 土屋史紀, 堀之内武, 中島健介, 高橋幸弘, 高橋幸弘 地球電磁気・地球惑星圏学会総会及び講演会予稿集(CD-ROM) 122nd 2007年
  • 今村剛, 上野宗孝, 岩上直幹, 佐藤毅彦, 山田学, 高橋幸弘, 吉田純, 上田真也, 北村尚 NIRS-M (National Inst. of Radiological Sciences) (203) 2007年
  • 吉田 暁洋, 高橋 幸弘, 佐藤 光輝, 足立 透, 近藤 哲志, Hsu Rue-Ron, Su Han-Tzong, Chen Alfred Bing-Chih, Frey H. U., Mende S. B., Lee Lou-Chuang 大会講演予講集 92 221 -221 2007年
  • 坂野井健, 高橋幸弘, 上野宗孝, 笠羽康正, 吉田和哉, 山崎敦, 今村剛, 阿部琢美, 田口真, 澤井秀次郎, 高橋幸弘 地球電磁気・地球惑星圏学会総会及び講演会予稿集(CD-ROM) 122nd 2007年
  • 吉田 純, 高橋 幸弘, 上田 真也, 堤 雅基, 牛尾 知雄 大会講演予講集 90 70 -70 2006年
  • 吉田 純, 高橋 幸弘, 田村 大輔 大会講演予講集 90 71 -71 2006年
  • 高橋 幸弘, 松浦 浩美 大会講演予講集 90 75 -75 2006年
  • 足立 透, 福西 浩, 高橋 幸弘, 山本 桂, Hsu R. R., Su H. T., Chen A. B., Mende S. B., Frey H. U., Lee L. C. 大会講演予講集 90 296 -296 2006年
  • FORMOSAT-2/ISUALで観測されたスプライトの形態と雷放電の電気的特徴
    足立透, 福西浩, 高橋幸弘, 平木康隆, 山本桂, R.-R. Hsu, H.-T. Su, A. B. Chen, S. B. Mende, H, U. Frey, C. Lee 第２０回大気圏シンポジウム原稿集 2006年 [査読無し][通常論文]
  • 観測システム紹介3: 衛星による超高層発光現象の観測
    足立透, 福西浩, 高橋幸弘, R.-R. Hsu, H.-T. Su, A. B. Chen, S. B. Mende, H, U. Frey, C. Lee MTI ハンドブック（2006年度） 2006年 [査読無し][通常論文]
  • Adachi, T, H. Fukunishi, Y. Takahashi, Y. Hiraki, R.-R Hsu, H.-T. Su, A. B. Chen, S. B. Mende, H. U. Frey, L. C. Lee Geophys. Res. Lett. 33 (17) L17803-L17803-5 2006年 [査読無し][通常論文]
  • 吉田 純, 高橋 幸弘, 福西 浩, 堤 雅基, 牛尾 知雄 宇宙航空研究開発機構研究開発報告 4 1 -54 2005年03月 
    現在,金星大気超回転の解明を主目的とした金星気象衛星(VCO:Venus Climate Orbiter)を打ち上げるPlanet-Cミッションが宇宙航空研究開発機構/宇宙科学研究本部を中心として進行中である.我々はVCOに搭載する雷・大気光カメラ(LAC:Lightning and Airglow Camera)の開発を行っている.LACは金星夜面における雷放電発光・大気光を2次元で高速イメージングする観測器である.雷放電観測では,まずこの現象の存在の決定的な証拠を得て,長年の論争を収束させることを目標とする.さらに,その電荷生成・分離メカニズムの解明や硫酸雲物理学の理解,惑星メソスケール気象学の発展,金星大気中における熱的・化学的寄与の見積もりなど,様々な分野に貢献することが期待される.大気光観測では,発光強度の緯度・経度分布から金星超高層大気の運動を継続的にモニターし,さらに波状構造をイメージングすることで,金星下部熱圏と下層大気の力学的結合過程の解明,金星熱圏大気大循環メカニズムの理解の進展が期待される.さらに近年,地上望遠鏡で発見された558nm[OI]の連続観測も実施し,その発光強度分布や時間変動を捉え,オーロラとも解釈できるこの発光現象の解明を目指す.LACのセンサーとしては,高感度を有し,かつ高速サンプリングが可能なものが要求される.また本観測器は,雷放電発光観測用に波長777nm[OI]の干渉フィルタを採用し,50kHzプレトリガーサンプリングでデータを取得する.一方,大気光観測時には波長551nm[O_2Herzberg II],558nm[OI]で連続サンプリングを行い,積分時間10secで1枚の画像を作成する.VCOは金星低緯度を周回する長楕円軌道をとるが,LACはこのうち近金点(高度300km)付近から金星より3Rv離れた地点までの高度範囲で運用する.その際,雷放電発光観測に関しては距離3Rvの地点から地球の平均的発光強度のものを,1000kmの高度からはその1/100レベルのものまでを検出することを目標とする.一方,大気光に関しては発光強度100Rのものを,SN比=10を確保して検出することを目標とする.上記の性能を達成するため,我々は第一に,LACのセンサーとして光電子増倍管(PMT:Photo Multiplier Tube)とアバランシェ・フォトダイオード(APD:Avalanche Photo Diode)の2つを検討した.いずれも8×8の2次元配列素子である.絶対感度校正実験から得られた出力電流値と,暗電流測定試験から得られた暗電流値から,本観測器で100Raylieghの光源を観測した場合の暗電流統計揺らぎによるSN比が10以上であることを確認した.しかしながらAPDについてはバックグラウンドレベルの温度安定性が低く,光量の小さい大気光観測は適さないことがわかった.またPMTに関しては波長777nmにおける量子効率がAPDに比べて小さく,雷放電発光観測は困難であることが判明した.第二に,金星夜面観測の際に視野内に混入することが予想される迷光(太陽直達光,金星昼面光)の量を見積もり,迷光減衰要求量11桁を達成する高い遮光技術を有する光学系の設計・開発を行った.衛星側面に設置し片側を宇宙空間に暴露させ,対物側に4枚の遮光板(vane)と1段バッフルを取り付けた光学系を設計した.本光学系を採用する際,衛星表面を覆う金色のサーマルブランケットや設置面上にある突起物を介して,迷光が観測視野内に混入することが懸念されるため,我々は暗室内で精密な模型実験を行った.その結果,衛星突起物がベーン陰影内にある場合,その迷光量はカメラ部の1段バッフルから検出器間の遮光対策で十分減衰可能な量であることを定量的に示した.第三に,高速サンプリング時におけるデータ取得方法の考案・検討を実施した.忘却係数という概念を用いてトリガーサンプリング方法を考案し,地上フォトメータで捉えられた地球雷放電発光の波形で試験した結果,ノイズと分離して信号を検出することに成功した.本研究成果により,LAC開発に必要不可欠な基礎技術の活用に見通しを立てることができた.
  • 坂野井 健, 高橋 幸弘, 吉田 和哉 宇宙科学シンポジウム 5 392 -395 2005年01月06日
  • 高橋 幸弘, 坂野井 健, 吉田 和哉 宇宙科学シンポジウム 5 368 -375 2005年01月06日
  • 小笠原 麻喜, 新野 宏, 高橋 幸弘 大会講演予講集 87 193 -193 2005年
  • ROCSAT-2/ISUAL Array Photometer によるスプライト観測：電場の推定
    足立透, 福西浩, 高橋幸弘, 平木康隆, R.-R. Hsu, H.-T. Su, A. B. Chen, S. B. Mende, H, U. Frey, C. Lee 第１９回大気圏シンポジウム原稿集 2005年 [査読無し][通常論文]
  • Adachi, T, H. Fukunishi, Y. Takahashi, M. Sato, A. Ohkubo, K. Yamamoto J. Geophys.Res 110 (D11) D11203, doi: 10.1029/2004JD005012 2005年 [査読無し][通常論文]
  • 永野 元彦, 宮崎 芳郎, 高橋 幸弘, 村上 敏夫, 米徳 大輔, 木舟 正, 石川 正, 金子 敏明, 栗原 良将, 清水 韶光, 藤本 順平, 竹田 成宏, 林田 直明, 間瀬 圭一, 井上 直也, 和田 吉満, 上野 嘉之, 上原 嘉宏, 戎崎 俊一, 大谷 知行, 大森 整, 川井 和彦, 川崎 賀也, 榊 直人, 佐藤 光輝, 清水 裕彦, 鈴木 亨, 滝澤 慶之, Bertaina M E, 森田 晋也, 林 偉民, 北本 俊二, 近 匡, 本田 建, 梶野 敏貴, 水本 好彦, 内堀 幸夫, 吉田 滋, 門多 顕司, 柴田 徹, 吉田 篤正, 高橋 義幸, 梶野 文義, 佐藤 文隆, 坂田 通徳, 山本 嘉昭, 田島 俊樹, 千川 道幸, 政池 明, 川上 三郎, 吉井 尚, 手嶋 政廣 日本物理学会講演概要集 59 (2) 81 -81 2004年08月25日
  • 高橋 幸弘, 坂野井 健, 吉田 和哉 宇宙科学シンポジウム 4 445 -448 2004年01月08日
  • 高橋 幸弘, 足立 透, 近田 昌吾, 高橋 久夫, 今村 剛 大会講演予講集 86 42 -42 2004年
  • 福西 浩, 高橋 幸弘, 足立 透, Hsu R. -R., Su H. -T., Chen A. -B., Mende S. B., Frey H. U., Lee L. -C. 大会講演予講集 86 423 -423 2004年
  • 足立 透, 福西 浩, 高橋 幸弘, Hsu R. R., Su H. T., Chen A. B., Mende S. B., Frey H. U., Lee L. C. 大会講演予講集 86 422 -422 2004年
  • 足立 透, 福西 浩, 高橋 幸弘, 佐藤 光輝, 大久保 敦史 大会講演予講集 85 266 -266 2004年
  • 日本に発生する冬季スプライトと雷雲に関する研究
    足立透, 福西浩, 高橋幸弘, 佐藤光輝 第１８回大気圏シンポジウム原稿集 2004年 [査読無し][通常論文]
  • 高橋 幸弘, 今村 剛 遊・星・人 : 日本惑星科学会誌 12 (4) 230 -230 2003年12月25日
  • 吉田 純, 高橋 幸弘 遊・星・人 : 日本惑星科学会誌 12 (4) 261 -267 2003年12月25日
  • 高橋 幸弘, 佐藤 光輝, 平木 康隆, 東北大学スプライト研究チーム 日本物理学会講演概要集 58 (2) 134 -134 2003年08月15日
  • 高橋 幸弘, 坂野井 健, 吉田 和哉 宇宙科学シンポジウム 3 453 -456 2003年01月09日
  • 福西 浩, 荒川 真木子, 高橋 幸弘 宇宙科学シンポジウム 3 551 -554 2003年01月09日
  • 足立 透, 高橋 幸弘, 大久保 敦史 宇宙科学シンポジウム 3 415 -418 2003年01月09日
  • 鈴木 睦, 奥村 真一郎, 吉田 重臣, 小川 利紘, 北 和之, 今村 剛, 中村 正人, 高橋 幸弘, 牛尾 知雄 大会講演予講集 84 387 -387 2003年
  • 足立 透, 福西 浩, 高橋 幸弘, 佐藤 光輝, 大久保 敦史 大会講演予講集 84 402 -402 2003年
  • 鈴木 睦, 奥村 真一郎, 吉田 重臣, 小川 利紘, 北 和之, 今村 剛, 中村 正人, 高橋 幸弘, 牛尾 知雄 大会講演予講集 84 83 -83 2003年
  • 高橋 幸弘, 牛尾 知雄, 堤 雅樹, 鈴木 睦, 奥村 真一郎, 吉田 重臣 大会講演予講集 84 86 -86 2003年
  • 高橋 幸弘, 足立 透, 福西 浩 大会講演予講集 83 418 -418 2003年
  • 足立 透, 福西 浩, 高橋 幸弘 大会講演予講集 83 417 -417 2003年
  • 佐藤 光輝, 福西 浩, 高橋 幸弘 大会講演予講集 83 419 -419 2003年
  • 山本真行, 矢野創, 阿部新助, 吉田和哉, 高橋幸弘, 海老塚昇, 清水裕彦 宇宙科学シンポジウム 平成14年度 第3回 2003年
  • Chern, J. L, R. R. Hsu, H. T. Su, S. B. Mende, H. Fukunishi, Y. Takahashi, L. C. Lee J. Atmos. Solar. Terr. Phys 65 (5) 647 -659 2003年 [査読無し][通常論文]
  • 中川 広務, 福西 浩, 高橋 幸弘 宇宙科学シンポジウム 2 491 -494 2001年11月19日
  • 福西 浩, 高橋 幸弘, Mende S. B. 宇宙科学シンポジウム 2 323 -330 2001年11月19日
  • 高橋 幸弘 大会講演予講集 79 171 -171 2001年05月08日
  • 福西 浩, 船橋 豪, 高橋 幸弘 宇宙科学シンポジウム 1 253 -256 2001年01月11日
  • 福西 浩, 高橋 幸弘, Mende S.B. 宇宙科学シンポジウム 1 165 -172 2001年01月11日
  • 今村 剛, 高橋 幸弘, はしもと じょーじ 日本惑星科学会秋期講演会予稿集 2000 83 -83 2000年10月31日
  • 高橋 幸弘, 倉本 圭, 今村 剛 日本惑星科学会秋期講演会予稿集 2000 85 -85 2000年10月31日 [査読無し][通常論文]
  • 高橋 幸弘, 倉本 圭 遊・星・人 : 日本惑星科学会誌 9 (1) 33 -46 2000年03月25日 [査読無し][通常論文]
  • 竹内 覚, 今村 剛, 小山 孝一郎, 笠羽 康正, 高橋 幸弘, 松田 佳久, 金星探査計画ワーキンググループ 大会講演予講集 76 401 -401 1999年11月24日
  • M Nagano, Y Takahashi, S Katagiri JOURNAL OF VETERINARY MEDICAL SCIENCE 61 (5) 531 -535 1999年05月 [査読無し][通常論文]
     
    In vitro maturation, fertilization and subsequent development of oocytes with homogeneous (category 1), or heterogeneous ooplasm (category 2) were investigated. No significant differences were observed in the nuclear maturation and total fertilization rates between the two categories. However, category 2 oocytes showed a higher normal fertilization rate due to their lower incidence of polyspermy as compared to category 1 oocytes. Electron microscopic study revealed that all category 2 oocytes had cortical granules lined up next to the plasma membrane, and that some category 1 oocytes still had small clusters of cortical granules after maturation. Although the proportion of cleaved zygotes was higher in category 2, the percentages of cleaved zygotes that developed to the blastocyst stage did not differ between the two categories. These results demonstrate that oocytes with heterogeneous ooplasm have a higher capacity for normal fertilization due to the reduction in polyspermy. This can be attributed to the normal distribution of cortical granules in category 2 oocytes after maturation.
  • 土岐 剛史, 高橋 幸弘, 山田 嘉典, 福西 浩, 中村 卓司, TAYLOR Michal J. 宇宙科学研究所報告. 特集 38 83 -91 1998年03月 
    1996年8月に実施されたSEEKキャンペーンにおいて, 地上からの高感度イメージャーによる大気波動の観測が鹿児島県内の内之浦, 山川, 大隅と信楽の計4ヵ所で実施された。キャンペーン期間中の鹿児島地方は天候に優れない日が多かったが, 8月9日から22日の間に, 内之浦, 山川, 大隅でそれぞれ, 4夜, 7夜, 1夜, 大気光イメージデータが取得された。信楽での観測は8夜であった。今回の地上からの大気光観測の主な目的は, レーダーで観測される電離圏における準周期的イレギュラリティーと大気光に見られる中性大気中の重力波の特性を, ロケットによる観測とあわせてそのメカニズムを検討解明することにある。各観測データと比較する上で, 大気光の発光高度を正確に決定することは極めて重要な課題である。我々は鹿児島の3ヵ所の観測から, 三画法を用いてOH大気光の発光高度の推定を計画した。残念ながらロケット打ち上げ時は天候に恵まれず同時観測データは得られなかったが, キャンペーン期間中内之浦と山川に設置された2台の大気光全天イメージャによる同時観測に成功した。8月19日の晩, 2台のイメージャで同時に顕著なOH大気光の波状構造を観測した。これら2地点で同時に取得された画像に, 大気波動構造の発光高度決定としては初めて, FFT及び精密な三角法を用いて解析を行った。その結果, 波状構造の発光高度は89±3kmと求められた。これはロケット観測などによる従来の結果とほぼ一致する。MFレーダーによって, この高度の数km上空で回時に強い南向きの風速シアーが観測されており, 重力波の発生原因の有力な候補と考えられる。
  • 津田 敏隆, 中村 卓司, 三好 勉信, 川原 琢也, 堤 雅基, 村山 泰啓, 高橋 幸弘, 坂野井 健 天気 45 (11) 848 -849 1998年
  • 高橋 幸弘, 坂野井 健 天気 45 (11) 847 -848 1998年

共同研究・競争的資金等の研究課題

  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業
    研究期間 : 2021年04月 -2026年03月 
    代表者 : 田口 真, 高橋 幸弘, 佐藤 光輝, 中野 壽彦, 莊司 泰弘, 今井 正尭
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業
    研究期間 : 2021年07月 -2025年03月 
    代表者 : 高橋 幸弘, 佐藤 光輝, 久保田 尚之
     
    本研究では、超小型衛星と雷放電測網を組み合わせた、これまでに例のない超高精度の台風監視と予測を行うための観測システムを低コストで実現する手段に見通しをつけることを目的としている。2021年度は、RISESAT衛星およびDIWATA-2衛星の2機の50kg級超小型衛星を運用して、延べ12回のオンディマンド運用のキャンペーン観測を実施し、そのうち台風本体の観測は5回行った。また、過去の航空機および超小型衛星による3D観測の詳細な解析を進め、それらをひまわり8号の熱赤外線観測から推定した雲頂高度分布と比較し、一致しないことを確認した。これにより、大気のスケールハイトの水平分布を推定し、鉛直対流分布の手がかりを得るという手法に見通しが立った。雷放電観測では、既設の地上観測システムのデータに基づき、台風の発生時および発達期の活動を調査し、フィリピン近海で発生する場合は、著しい雷放電活動が先行することを発見した。
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業
    研究期間 : 2021年04月 -2024年03月 
    代表者 : 大矢 浩代, 鷹野 敏明, 高橋 幸弘
     
    本研究課題は、本研究グループが開発した世界最高クラスの空間分解能（300 m 高度で1 m、15 km 高度で 47 m）を有するWバンド雲レーダFALCON-Ⅰと、大気電場観測ネットワークを組み回せた観測システムを構築することで、グローバルサーキットの気象現象への影響を評価するための基礎的な知見を得ることを目的としている。その目的遂行のため、2021年度は、流通経済大学（茨城県龍ヶ崎市）および東北大学（宮城県仙台市）の2か所に、大気電場計を新規設置した。千葉大学（千葉県千葉市）での大気電場観測は、2016年6月から行っており、これで3か所への設置を完了した。また、2台の全天カメラを用いた雲底高度推定法と、雲画像からRGB値を使用した雲量推定法を提案し、それらの自動推定プログラムを開発した。これにより、統計的に雲パラメータと大気電場との比較が行えるようになった。 さらに、グローバルサーキットと気象現象との関連性を明らかにするため、Wバンド雲レーダFALCON-Iを用いて、千葉における地上大気電場と、雨、雷雨および雪の気象現象との比較を行った。その結果、降雨については、雲による長周期の極性の大気電場変動および雨粒落下による数十秒の速い変動が見られた。雨粒(負電荷) 落下により、大気電場は負（電場は上向き）となった。雷雨については、雲による大気電場の極性の変化および雷による1-2分程度のパルス状の変動が見られた。雷雲のアンビル（雲のトップ）は上昇流があり、その対流セルが大気電場に影響を与えている可能性がある。降雪については、数十分周期の大気電場振動があり、雪雲内部の構造が振動の原因となっていると思われる。
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業
    研究期間 : 2019年06月 -2021年03月 
    代表者 : 高橋 幸弘
     
    衛星及び地上の複数の観測点から雲撮像を、3Dモデル作成ソフトウェアを使うことで、雲の立体構造を高解像度で提供する手法の確立を目的とした。 研究期間中に、同グループが独自運用する衛星と地上からの観測キャンペーンを実施し、同時画像を取得することに成功した。ただし、COVID-19の影響で衛星運用、地上観測ともその機会が著しく限定されたため、解析に適した積乱雲を捉えることはできなかった。一方、過去に取得された衛星、航空機、地上での観測で得られたデータもあわせて3D解析を行い、台風の目の内部や積乱雲について、世界最高精度での雲構造推定に成功した。また、全自動地上撮影システムを開発を完了した。
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業
    研究期間 : 2015年04月 -2018年03月 
    代表者 : 田口 真, 吉田 和哉, 渡邉 誠, 高橋 幸弘, 坂本 祐二, 中野 壽彦, 莊司 泰弘
     
    惑星大気・プラズマの観測を目指した極周回成層圏テレスコープFUJIN-2を開発した。最初の科学目標は金星大気力学、化学過程、紫外吸収物質の同定とした。FUJIN-1の実験データに基づいて、光学系、電源系、姿勢制御系の製作及び調整を完了した。スウェーデン・キルナにあるESRANGEにおいて気球実験を実施するため、資金調達の提案をしている。金星大気に関する科学成果としては、金星探査機「あかつき」中間赤外カメラによる大規模定在温度構造の発見が上げられる。観測データの詳細な解析から、それらは太陽放射をエネルギー源として地上付近で発生した大気重力波が雲頂高度まで伝播して形成されたと推測される。
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業
    研究期間 : 2013年04月 -2016年03月 
    代表者 : 森 修一, 服部 美紀, 山中 大学, 橋口 浩之, 高橋 幸弘, 濱田 純一
     
    落雷被害の社会的影響が大きいインドネシアのジャカルタ首都圏の雷雨を対象とし，長期現業地上観測データに基づく気候学的解析を行うと共に，レーダー等による特別観測を実施した．その結果，雷雨は対流季節内振動（MJO）の東進と共に大きく変動し，MJO活発域の到来直前（Phase 3）に最も激しくなる．また，雷雨の季節進行は多くの地点で雨季直前（4月，11月）に活発となるが，赤道越え北風モンスーンサージ（CENS）が影響し，ジャワ海沿岸のみ2月が最盛期となるなど地理的差異も大きい．さらに，雷雨はジャワ島南部の山岳域で発生し，北部沿岸のジャカルタ都市部へ移動する日周期移動が顕著であること等が明らかとなった．
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業
    研究期間 : 2013年04月 -2016年03月 
    代表者 : 中城 智之, 青山 隆司, 宇治橋 康行, 加藤 芳信, 橋口 浩之, 山本 真之, 高橋 幸弘, 坂本 祐二, 桑原 聡文
     
    本研究では，福井平野の降雨分布における地形と下層風の相互作用の影響を調査することを目的として，福井平野の北部と中央部に設置された2基のウィンドプロファイラレーダーによる下層風のデータとC帯気象レーダーによる降雨分布の統計的比較を行った。その結果，福井平野の降雨分布の詳細は高度1km以下の風速度によって分類される事が分かった。特に，福井平野北部で発生する局地的な強雨が，高度1km以下の風向が西寄りの場合に発生する事が確認された。これらの結果は，降雨予測における高度1km以下の風速度計測の重要性を示している。
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業
    研究期間 : 2013年04月 -2016年03月 
    代表者 : 大矢 浩代, 高橋 幸弘, 土屋 史紀, 山下 幸三
     
    雷が下部電離圏へ及ぼす影響について明らかにすることを目的として，平成25-27年度の3年間で，フィリピンおよびベトナムに，VLF帯電磁波観測システムを設置し，これで東南アジア5地点に観測ネットワークを構築することができた。日本海の冬季雷をターゲットとして解析した結果，(１)EMPの強さが高度90km付近で絶縁破壊電場を超える場合、下部電離圏の電離度は上昇し、EMPが強いほど離れた場所にまで電離が及ぶこと、(２)電離度の上昇領域の周りでは、電離度は逆に低下しており、これはEMPが絶縁破壊電場を超えない場合は電離より電子の吸着反応が卓越するためであると考えられること、が明らかとなった。
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業
    研究期間 : 2012年04月 -2016年03月 
    代表者 : 高橋 幸弘
     
    積乱雲が原因となる集中豪雨を短時間予測する手法を確立するために、アジア、全球および国内の雷放電観測網を構築、維持、拡張、改良してデータを収集すると共に、雷放電データと気象観測情報の比較解析を行った。その結果、アジア地域随一の雷放電電波観測網を完成させ、また数kmの稠密観測による消失電荷の新しい観測方法を確立した。落雷規模の高速推定手法を確立し、鉛直風と雷放電の関係を調べる手法を確立した。また豪雨領域と雷放電分布の時空間変動の関係を明らかにし、短期予測の手法に目処をつけた。積乱雲の発達過程及びダウンバーストと雷放電の特性の関係を明らかにした。台風と雷放電特性の関係について新たな知見を得た。
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業
    研究期間 : 2012年04月 -2016年03月 
    代表者 : 佐藤 光輝, 牛尾 知雄, 森本 健志, 芳原 容英, 高橋 幸弘, 鈴木 睦, 土屋 史紀, 大矢 浩代, 鴨川 仁, 中田 裕之, 足立 透
     
    高高度放電発光現象（スプライト）を国際宇宙ステーションから観測したJEM-GLIMSのデータと地上雷電波観測データを駆使して，スプライトの水平空間分布と親雷放電の放電特性を明らかにし，スプライトの発生条件を特定することが本研究の目的である。JEM-GLIMSの天底観測データからスプライトを識別する手法を世界に先駆けて確立し，詳細解析の結果42例のスプライトの水平空間分布と，親雷放電から10 km以上離れて発生するという空間偏差を初めて定量的に明らかにした。また，雷電流が放射するVHF帯電磁パルスの放射源も史上初めて特定し，スプライトの空間分布との比較から発生条件に関する知見を得た。
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業
    研究期間 : 2013年04月 -2015年03月 
    代表者 : 高橋 幸弘, 岡 和彦
     
    飛翔体からの偏光観測は、樹種の判別や雲・エアロゾル粒子の粒径分布の推定等の応用に大きなポテンシャルを持つが、従来型は装置のサイズ、重量などの点で飛翔体搭載に適さず、普及は進んでいない。本研究では、可動部や電気素子を一切用いない画期的な偏光計測技術を応用し、超小型衛星やドローンにも搭載可能な偏光カメラの開発を行った。10x10x20cmの軽量・コンパクトな試験機を完成させ、実験室での撮像実験の結果、完全な偏光情報を導出できることを確認した。さらに生きた植物と模造品との違いを検知する等、高い性能を認めた。本研究により、小型飛翔体による偏光情報のリモート観測に目処を立てることができた。
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業
    研究期間 : 2012年04月 -2015年03月 
    代表者 : 田口 真, 吉田 和哉, 坂本 祐二, 高橋 幸弘, 渡辺 誠, 莊司 泰弘
     
    惑星大気やプラズマの長時間連続観測を目指し、気球によって北極の成層圏を浮遊する望遠鏡「風神(FUJIN)」を開発した。高精度姿勢制御と目標天体追尾の技術実証を目的とした国内気球実験FUJIN-1は天候不良や気球制御システムの不具合によって実際に気球を飛翔させるまでには至らなかった。しかし、実験準備のための地上試験によってFUJIN-1の初期の目的は達せられたと判断し、北極での本格観測FUJIN-2の開発に進む判断を下した。将来的には地上、衛星に並ぶ第三の望遠鏡プラットフォームとしてメートルクラスの望遠鏡を大気揺らぎがない環境で半ば恒常的に運用する。
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業
    研究期間 : 2011年11月 -2014年03月 
    代表者 : 松本 淳, 久保田 尚之, 藤部 文昭, 林 泰一, 山本 晴彦, 財城 真寿美, 寺尾 徹, 村田 文絵, 高橋 幸弘, 山下 幸三, 赤坂 郁美, 遠藤 伸彦, 森 修一, 釜堀 弘隆, 高橋 洋, 山根 悠介, 大塚 道子, 遠藤 洋和
     
    日本を含むアジア諸国における紙媒体や画像での日降水量データや台風経路等をデジタル化したデータセットを作成し、モンスーンアジア域における降雨強度の長期変化を解析した。その結果、日本では1930年以降、東北日本を中心に降雨強度が大きくなっていた。フィリピンでは1950年以降の夏季には強雨の増加傾向が、冬季には西海岸で乾燥の強化傾向がみられた。1940年代以前の傾向はこれらとは異なり、近年の変化傾向は数十年スケールでの変動の一部とみられる事、エルニーニョと地球温暖化の影響の両方の影響を受けている可能性が高い事がわかった。中部ベトナムでも近年の傾向と1940年以前の傾向に違いがみられた。
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業
    研究期間 : 2011年04月 -2014年03月 
    代表者 : 橋口 浩之, 山本 真之, 森 修一, 高橋 幸弘
     
    降水メカニズムの解明には、降水量だけでなく、雨滴粒径分布(DSD)の計測による降水物理量の定量的把握が重要である。東西5000kmにわたり多様な地形を持つインドネシア海洋大陸では、インドネシア全体に跨る観測網が不可欠である。本研究では、コトタバン(スマトラ島)・ポンティアナ(カリマンタン島)・マナド(スラウェシ島)・ビアク(ニューギニア島近傍の小島)にディスドロメータを整備し、DSDの連続観測を実施した。経度・降水雲タイプ・MJO・雷活動などとDSD特性との関連について明らかにした。
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業
    研究期間 : 2007年 -2009年 
    代表者 : 高橋 幸弘, 吉田 和哉, 坂本 裕二, 坂野井 健, 藤原 均, 村田 功, 三谷 烈史, 中澤 知洋, 高島 健, 土屋 史紀, 大矢 浩代, 鴨川 仁, 佐藤 光輝, 足立 透, 高島 健, 三谷 烈史
     
    本研究課題では、雷放電に伴う高高度発光現象、地球ガンマ線現象、及び全球的雷放電活動と大気及び電磁圏への影響を定量的に解明するために、専用マイクロサテライトの新規開発・製作を行った。開始から1年余りで完了し、2009年1月に打ち上げ、初期運用に成功した。また世界及びアジア域における雷放電の地上観測網を整備・拡張し連続運用に入り、それらのデータ解析から諸現象のメカニズム解明に大きく貢献している。
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業
    研究期間 : 2006年 -2009年 
    代表者 : 藤井 良一, 野澤 悟徳, 大山 伸一郎, 小川 泰信, 海老原 祐輔, 前田 佐和子, 渡部 重十, 藤原 均, 高橋 幸弘, 坂野井 健, 平原 聖文, 浅村 和史, 細川 敬祐, 元場 哲郎, 小泉 宜子, 川原 琢也
     
    EISCATレーダーを用いた各種研究を、国内共同研究として実施した。採択したレーダー実験課題数は平成18年度13件、平成19年度14件、平成20年度14件、平成21年度12件である。れいめい衛星との同時観測による磁気圏-電離圏結合の研究、デルタ2キャンペーンによる下部熱圏エネルギー収支の研究、イオンの流出過程の研究、下部熱圏鉛直風の研究、下部熱圏大気ダイナミクスの研究等で国際的レベルの成果を得た。その結果、平成18年11編、平成19年6編、平成20年6編、平成21年6編の欧文論文(査読付き)が発表されている。
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業
    研究期間 : 2006年 -2008年 
    代表者 : 橋本 武志, 寺田 暁彦, 中村 卓司, 高橋 幸弘
     
    20年度は, 本研究課題の最終段階として, 2008年10月に再び阿蘇中岳火口でラマンライダーとスペクトルカメラによる噴煙水蒸気観測を行った. 今回は, 前回までの阿蘇での観測と登別大湯沼での観測をふまえ, 火口湖から蒸発する水蒸気と, 噴気口からまとまって放出されている水蒸気とを区別できるように工夫した. 具体的には, ライダーのビームを水平方向にスキャンして, 水平面内での水蒸気分布を求めた, 別途暗視カメラで上昇速度を測定し, 水蒸気フラックスを算出することができた. これにより, 湖面からの蒸発と噴気水蒸気とを区別することができ, 本課題の当初の目標のひとつであった湖面蒸発率の正確な推定を達成することができた. スペクトルカメラについては, 新規の試みであったこともあり, 測定手法の模索に終始したが, 本研究課題によって一定の見通しが得られた. 800nm近辺の赤外吸収帯を用いることにより, 大気水蒸気による吸収の影響を抑えながら, 火山起源の水蒸気による赤外吸収を捉え得ることを実証できた, ただし, 背景光(太陽光)と火山噴煙との位置関係や気象条件による制約が大きいことが問題点として残っている. また, 野外での即時データ処理方法や機器の操作性などの面で, さらに改良すべき点もある. 2008年9月には, 代表者と連携研究者が集まり, 3年間の到達点と今後のステップに向けた改良点について議論した. その結果, 来年度以降もライダーおよびスペクトルカメラを用いた火山ガス研究を発展的に継続することを確認し, さらなる研究目標に必要な装置のスペックに関する青写真を作った.
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業
    研究期間 : 2006年 -2008年 
    代表者 : 高橋 幸弘, 藤原 均, 村田 功
     
    米国NASAのガンマ線天文台衛星BATSE/CGROは、地球起源のガンマ線現象TGFs(Terrestrial Gamma-ray Flashes)を検出し、TGFとVLF/ELF帯の放電電波放射の同定に成功した。さらに、2002年に打ち上げられたREHSSI衛星によって、BATSEを遙かに上回る頻度でTGFが大量に観測され、エネルギーは最高で20-40eVに達することが明らかになった。その後、地上観測によるsfericsとの関係が精力的に検証されたが、TGFを引き起こす雷放電の性質は未解明な部分が多い。本研究では、RHESSIによって観測された500以上にのぼるTGFイベントと、東北大学が有する全球的なELF電波観測ネットワークによるsfericsデータを詳細に比較・検討し、TGFを発生させる雷雲活動の条件について明らかにする。18年度は、RHESSIによって観測された、特に特徴的なTGFイベントについて、同時刻に発生したELF波形を詳細に検討し、その他のイベントについてもデータベースの作成を進めた。その結果、大規模なTGFであっても必ずしも大規模落雷に伴うものでないという性質があらためて確認された。また、ISUAL衛星による雷放電の光学観測データから、TGFの相対的な発生確率の世界分布を明らかにした。さらに、アジア地域の集中観測キャンペーンの準備のため、雷放電の地上観測装置を台湾・台南市の国立成功大学屋上に設置した。海外の関連研究者との打合せと成果発表のために、シンガポールでのAOGS、北京でのWPGM、ドイツでのEuroplanetの各国際会議に出席した。
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業
    研究期間 : 2005年 -2008年 
    代表者 : 高橋 幸弘, 坂井野 健, 吉田 和哉, 中西 洋樹, 高島 健, 田口 真
     
    雲地上間の雷放電に伴う上空放電のひとつであるスプライトと呼ばれる現象は、1990年の最初の報告以来、精力的な研究が、観測、理論の両面から続けられている。しかし、これまでの地上観測ではスプライトを真下から見ることができないため、その水平構造については三角測量観測による数例しか調べられていない。一方、高エネルギー電子によって放射される地球ガンマ線が、雷雲活動に同期して人工衛星で観測されている。本研究では、CMOS及びCCDイメージャーとガンマ線センサーを搭載した、スプライト・地球ガンマ線観測専用のマイクロサテライトを開発、打ち上げ、それらの解明を目指す。検討の結果、本計画では、衛星を50cm立方、40kg級に変更することとした。2006年度は、以下の機器開発、校正、環境試験を実施するとともに、TLEおよびTGF観測戦略を作成するために、それらの地上および衛星観測データの解析を行い、海外研究者と議論する機会をもった。 1.搭載機器の製作・環境試験・校正 2005年度に引き続き、CMOS及びCCDを用いた超小型・軽量のイメージセンサーの製作・環境試験、及び校正を行い、ソフトウェアも含め、フライト品の製作に目途をつけた。また、米国カリフォルニア大学サンタクルズ校のスミス博士の助言に基づき、ガンマ線センサーの最終的な仕様を確定した。 2.衛星BUSの設計・開発および環境試験 BUSの最終設計を完了し、各パーツのフライト部品の仕様決定・購入を行った。必要部品を購入して構造モデルを製作し、振動試験を実施した。 3.海外研究者との打合せおよび成果発表 10月にフランスを訪れ、同様の衛星計画(打上は本計画の3年後)を持つフランスチームと会合を持ち、観測戦略についての意見交換を行った。また、12月のAGU(米国)学会に参加し、研究経過の発表(招待講演)と、海外研究者(スミス博士及びイナン教授他)と議論を行った。
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業
    研究期間 : 2006年 -2007年 
    代表者 : 福西 浩, 高橋 幸弘, 藤原 均, 村田 功
     
    1989年に雷放電による中間圏大気の発光現象スプライトが発見されて以来、この10数年間に地上観測が続々と行われ、スプライトの他にも様々な過渡発光現象(TLE)が存在することが分かってきた。しかしこれまでの地上観測は限られた地点での観測であり、海上での観測もなかったことから、グローバルな発生分布を知ることができなかった。本研究では、2004年5月に打ち上げられたFORMOSAT-2衛星に搭載ISUAL観測器による雷放電発光現象のグローバル観測に基づき、TLE発生を支配する気象および雷雲活動条件と、発生機構の詳細を明らかにする。そのために、気象衛星データおよび地上ELF/VLF・光学観測データの解析結果や数値シミュレーションの結果を統合していく。平成18年度は、以下の成果が得られた。 1.衛星による発光現象のグローバル観測とデータ解析:FORMOSAT-2衛星搭載のアレイフォトメータの機能と取得データを定期的にチェックし、良好な観測データを得た。それらを解析した結果、TLEの世界発生分および雷放電数に対する発生確率分布を世界で初めて明らかにした。 2.ELF/VLF観測とデータ解析:世界4カ所(女川観測所、南極昭和基地、北極のキルナ、米国カリフォルニア州)に設置・運用しているELF観測網と国内のVLF受信機を運用し、得られたELF/VLFデータの解析を行った。特に、落雷位置決定精度の向上に努め、4倍以上の改善を達成した。またISUALデータと比較し、ELF波形からみたTLE発生条件について考察を行った。 3.地上光学観測装置の開発:地上観測を充実させるために、主に光学観測装置の開発を進めた。 4.数値シミュレーション:観測データの解析から得られる発光現象の発生条件をパラメータとして用い、TLEの時空間構造と化学的効果についてシミュレーションを行い、NOXの異常増加を初めて示した。
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業
    研究期間 : 2005年 -2007年 
    代表者 : 中村 正人, 今村 剛, 高橋 幸弘
     
    ハワイの「すばる」望遠鏡など大型望遠鏡を利用した惑星観測を多く行い、とくに金星大気の組成や運動に関する新たな知見を得た。また、将来の惑星大気観測に向けて、探査機搭載用の赤外線検出素子など、新たな観測装置の開発を行った。惑星大気の分光撮像データの解析手法に関する研究を行い、これまでに得たデータに応用するとともに、2010年に日本が打ち上げる金星探査機PLANET-Cのデータ解析体制を構築した。 (1)大気中HCl濃度の緯度分布観測 金星大気の主成分であるCO_2は紫外線を浴びてCOやO_2に分解されるが、現実にはCOやO_2が少ない。この理由としてHClによる触媒反応を探るべく、IRTF望遠鏡を用いてHClを観測し、その空間分布からCO_2再生成過程を制約した。 (2)雲頂構造の時間変動観測 すばる望遠鏡とIRTF望遠鏡により金星の雲頂からの熱放射を中間赤外波長で観測し、水平スケール数100kmの微細構造の時間変動を世界で初めてとらえた。ここから、雲層内の熱対流の性質や惑星規模の波動の伝播について新たな知見を得た。また、ほぼ同時に取得した分光データから大気温度や雲粒密度の立体構造を導出した。 (3)PLANET-C搭載赤外検出器の開発と耐放射線試験 惑星探査機に搭載される機器は宇宙空間で降り注ぐ放射線に耐性を持つ必要がある。そこで国産の赤外2次元検出器の放射線照射試験を行い、暗電流変動の定量的評価およびその対策を考案し、その搭載に道を開いた。 (4)連続画像からの風速場導出手法の研究 地上望遠鏡やPlanet-Cによる将来の惑星大気観測を想定して、高空間分解能の連続画像データから風速場を導出する手法を研究した。従来使われてきた手法に誤ベクトル除去などの改良を施し、気象学で必要とされる数m/s以下の計測誤差を実現可能とした。
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業
    研究期間 : 2005年 -2006年 
    代表者 : 田口 真, 吉田 和哉, 中西 洋喜, 高橋 幸弘, 坂野井 健
     
    惑星大気・プラズマの光学的リモートセンシングを目的とした気球搭載望遠鏡システムを開発した。 アルミ角材で構成されるゴンドラを設計・製作した。望遠鏡、太陽電池パネル、PC及び高圧電源を収納する気密容器、ジャイロ(CMG)を収納する防水容器、デカップリング機構がゴンドラに取り付けられる。CMGとデカップリング機構の制御によって、目標精度である約0.2°でゴンドラの姿勢を制御できることが確認された。 望遠鏡の光路を波長帯で分け、中心波長400nm及び900nmのバンドパスフィルターを通して別々のCCDビデオカメラで撮像する。経緯台制御によって星像を約0.01°の精度で追尾できることを実験で確認した。望遠鏡視野に天体を捉えたのちは、星像位置検出用光電子増倍管からの出力をフィードバックして2軸可動ミラーマウントを制御することで、星像を視野中心に安定化できることを確認した。追尾性能向上のため、サンセンサーの視野をやや広くし、ガイド鏡の視野をやや狭くする改良を施した。 ゴンドラ重量は約300kgとなった。電源は太陽電池から約250Wを供給するが、ニッケル水素充電池でノミナル消費電力を2時間まで供給することが可能である。ニッケル水素充電池の低温特性を測定し、性能に問題ないことを確認した。太陽電池と組み合わせた充放電回路を設計・製作した。 熱真空試験を実施し、成層圏環境下で問題なく動作することを確認した。 将来、北極で本格的な実験を実施するための調査として、ESRANGEの気球実験担当者と打ち合わせた。10月には実際にスウェーデン・キルナにある気球実験フィールドを視察した。これまでの開発成果を国際学会や国内学会・シンポジウムで発表した。また成果をまとめてAdv.Geosci.誌に投稿し受理された。
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業
    研究期間 : 2003年 -2005年 
    代表者 : 高橋 幸弘, 福西 浩, 村田 功, 藤原 均, 巻田 和男, 田口 真
     
    本研究課題では、地球上の様々な地域で起きるスプライトやエルブスといった落雷に伴う中層・超高層大気発光の観測を、国際協力のもとに展開し、現象の発生メカニズムを解明すると同時に、その電磁気学的・化学的な視点から、地球規模での影響を定量的に評価することを目標として、以下の項目を進めてきた。 1.北欧での観測器設置と定常観測の実施 15年度に、スウェーデン・キルナにあるESRANGE観測所を訪問し、高感度CCDカメラの改良、ELF磁場観測システムの設置、VLF電場アンテナ、の設置を実施した。16年度、17年度も同観測所を訪問し、メンテナンスと調整を行い、日本からのリモートコントロールで、現在までほぼ順調にデータを取得している。 2.世界ELF観測ネットワークの拡大と運用 これまで昭和基地と女川で運用してきたELF観測を、さらに2点増やして世界中の落雷位置を高精度で決定できる観測網へとシステムを拡大した。15年度のキルナ(上記)に加え、南北アメリカ地域をカバーするために・検討の結果米国カリフォルニア州のサンタクルズを選定し、17年度に設置を行った。 3.台湾衛星による光学観測とデータ解析 16年5月20日に、初めてスプライト観測を目的とした台湾のFORMOSAT-2衛星が打ち上げられ、東北大学の開発・製作したアレイフォトメータを含む3個のスプライト観測装置が順調に観測を継続している。データ解析を精力的に進め、超高層発光の世界分布、スプライト内部の電場構造や電子エネルギーなどを、初めて定量的に明らかにした。 4.落雷および中層・超高層大気発光に伴う化学的影響の評価 スプライトに伴う化学的影響を計算機シミュレーションで推定すると共に、17年度はドイツ・ブレーメン大学を訪問し、衛星による大気化学観測と東北大学のELFネットワークデータの比較検討を行った。
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業
    研究期間 : 2001年 -2003年 
    代表者 : 福西 浩, 藤原 均, 村田 功, 高橋 幸弘, 湯元 清文, 坂野井 健
     
    雷放電に伴う中層・超高層大気発光現象と、それに関連する落雷、気象現象の関係を調べるために、光学及び電波観測機岩から構成される多点観測システムを整備してキャンペーン及び定常観測を行うとともに、国内外で取得された観測データを詳細に比較解析した。またそれらの結果に基づいた計算機シミュレーションを実施した。その結果、以下の点が明らかになった。(1)冬季日本でスプライトを発生させる雷雲は、4つに分類され、スプライトの形状には地域性がある。(2)スプライトを誘起する雷は、雷雲中の降水強度の強い対流領域に発生する。(3)スプライト発光直後の間欠的なパルス状電波から、スプライトを引き起こす雷放電は雲内放電と落雷のハイブリッド型である。(4)鉛直方向の長さは落雷の電荷モーメントに、一度に現れるカラムの数は落雷のピーク電流に良い相関がある。(5)スプライトヘイローの平均発光高度の上端下端はそれぞれ88km、73km、水平方向の直径は86km、電子温度は6-23eV程度である。(6)ELFからスプライト発生頻度分布を推定した結果、全球の発生頻度は、少なくとも1日に平均720イベントと見積もられた。(7)全球の落雷エネルギーには、太陽活動に起因すると推測される27.9日の周期性が存在する。(8)スプライト現象は、夜間成層圏・中間圏のO(D)のメジャなソースになり得る。
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業
    研究期間 : 2000年 -2002年 
    代表者 : 村田 功, 福西 浩, 藤原 均, 高橋 幸弘, 岡野 章一
     
    東北大学では、平成11年度に口径60cm反射望遠鏡を中心とした惑星光学観測システムを導入し、福島県飯舘村に設置した。本研究はこのシステムの赤外分光装置を用いて金星大気の観測を行うとともに、将来他の惑星観測にも応用できる観測技術を確立することを目的とする。 赤外分光装置としては、フーリエ変換型分光計(FT-IR)およびレーザーヘテロダイン分光計がある。平成12年度は、FT-IRのInGaAs検出器の感度を黒体光源を用いて検定した。また、実際に金星を観測する際の視野の調整方法、迷光の防ぎ方などを検討した。レーザーヘテロダイン分光計については、音響光学型電波分光部の光軸調整機構の改良を行い、波数分解能を向上させることができた。なお、予算が申請額よりかなり削られているため、以後はFT-IRを用いた研究に専念することとした。 平成13年度は、FT-IRを飯舘観測所の望遠鏡に接続し、InGaAs検出器を用いて波長0.9-1.7μmで金星の試験観測を行い、金星表面からの太陽反射光のスペクトルを確認した。また、新たに購入した2μm以上の波長領域を観測するためのInSb検出器の取り付け・調整を行った。 平成14年度は、InGaAs検出器を用いて9月から1月にかけ8日程度の金星観測を行い、金星昼面・夜面のスペクトルを取得した。望遠鏡の追尾精度とのかねあいから現状ではS/N比は十分ではないが、11月29日、12月11,14,28日の観測では金星大気中のO_2 1.27μmの発光を確認することが出来た。また、試験的に観測した木星のスペクトルからは、木星大気中に多量に含まれるメタンの吸収線が確認された。InSb検出器でも試験的に金星のスペクトルを観測したが、望遠鏡及び分光器側壁からの熱放射が長波長側で大きく、フィルター等で長波長側をカットする等の工夫が必要なことがわかった。
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業
    研究期間 : 2000年 -2002年 
    代表者 : 福西 浩, 坂野井 健, 高橋 幸弘, 岡野 章一, 田口 真, 山岸 久雄
     
    磁気圏境界領域から流入する太陽風エネルギーと地球磁気圏の相互作用を解明する目的で、米国が南極大陸内陸高原部の6ヶ所に設置した無人観測所(AGO)でのサーチコイル磁力計による地磁気脈動観測とAGO観測所の共役点での全天イメージャーによるオーロラ観測を実施し、AGOによるオーロラ、地磁気、電離層吸収、VLF電波の各データ、および南極昭和基地大型短波レーダーのデータと、衛星による太陽風及び太陽活動データと併せた総合的解析を行い、以下の成果を得た。1)磁力計ネットワークを用いて3次元的な電流系を求める手法を新たに開発し、南北半球で共役に太陽方向へ移動するTCV(移動性対流渦)現象を発見し、その磁気圏物理学的な多面性を明らかにした。大振幅のTCV現象数例に関して起源となる太陽風構造の性質を詳細に調べた結果、通常よりも大きく傾き、かつ内向きの電場を持つ太陽風接線不連続(TD)が磁気圏を掃引する際にTCVが発生する様相を明らかにした。2)TCV通過に伴う過渡的な電離圏擾乱生成を発見し、3次元電流系とオーロラ降り込みによる電離圏F層プラズマ不安定の非線形成長が、その発生原因であることが示した。3)ウェーブレット変換を用いたMIEの自動検出と、圧力平衡を考慮したTDの自動検出手法を開発し、MIE(磁気インパルス現象)とTDの発生率が相関を持って季節変動することを発見した。4)TDの磁気圏到達時間を1つの太陽風モニターのみから正確に計算する手法を新たに開発し、TCVが本質的に太陽風起源であることを統計的に明らかにした。5)磁気圏電離圏の結合過程を伝送線回路モデルで表現し、南北半球の共役性を考慮した、定量的なTCV現象のモデル化に成功した。6)TCV現象に伴う電流発生の仕組みを定量的に理解するため、3次元MHDシミュレーションを行い、典型的なTCV現象を再現することに成功した。
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業
    研究期間 : 2000年 -2001年 
    代表者 : 渡部 重十, 高橋 幸弘, 倉本 圭, 林 祥介
     
    高速高感度CCDカメラと狭帯域干渉フィルターを用いた木星可視オーロラ・大気光観測システムを設計・開発した.木星可視光オーロラ・大気光は地上から観測された例はなく,初めての試みである.北海道陸別町の「銀河の森天文台」の口径115cm反射望遠鏡,東北大学付属飯舘観測所の口径60cm反射望遠鏡,北海道大学理学部にて口径10cm小型望遠鏡を用いて,1999年11月から2001年11月まで3シーズンに渡り観測を実施した.水素ランプを用いて干渉フリンジを撮像することにより,観測波長域の異なる画像を減算処理し,観測波長での発光・変動を検出するという新しい観測・解析手法を開発した.地球大気の揺らぎを除くために露出時間の短い複数の画像の重ね合わせから発光・変動を検出するという手法も開発した.その結果,木星北極域に発光現象を捉えた.この手法による連続観測が今後実施されると,木星研究にとって非常に大きなインパクトになる.本研究で開発した微弱な発光を検出するという観測・画像処理手法は,木星可視オーロラ・大気光以外にも,惑星大気やその他微弱な発光を捕らえるようなさまざまな観測対象にも応用できる. 理論的な研究は,木星大気だけでなく比較惑星学的に火星・金星・地球に対しても実施した.その結果は,木星大気では大気・雲・光化学・プラズマ相互作用の重要性,特に高高度ではイオン抗力による大気・プラズマ相互作用が重要であることを指摘した.
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業
    研究期間 : 1998年 -2000年 
    代表者 : 福西 浩, 村田 功, 高橋 幸弘, 渡部 重十, 長野 勇, 坂野井 健
     
    1990年に偶然、成層圏から電離圏に向かう放電現象の存在が確認された。その後、地上、航空機、スペースシャトルなどからの観測が行われ、強い雲地上間雷放電の際に、成層圏、中間圏、下部電離圏でスプライトやエルブスと呼ばれる発光現象が起こり、同時に強力な電波とガンマ線が放出されることが明らかになった。本研究の目的は、超高速の光学観測及び波動の同時観測を実施し、それらを解析することで超高層大気のトランジェントな加熱・発光機構と電磁波放射を解明することである。スプライトやエルブスは、雷雲-地上間の雷放電に起因する準静電場や電磁波で加熱された電子が大気分子・原子に衝突・励起することで発生すると推測されている。本研究では、スペクトル観測を実施し、分子・原子に衝突する電子のエネルギー分布を推定した。その結果、スプライトでは全ての高度で発光初期に電子温度のピークを持ち、その値はキャロット型で3eVから25eV以上、カラム型で2eVから14eVまで達していることが分った。キャロット型では、全体としては低高度ほど高温になる傾向が見られるが、ヘアー領域とヘッド領域の境界ギャップで、12-20eVの空間的極大を持つことが示された。エルブスに関しては、雷放電の極性によらず発生し、発光領域の電子は最高40eVという高エネルギーまで達していることが明らかになった。このことは下部電離圏でも激しい電離の起きていることを示唆する。本研究ではまた、北陸の冬季雷に伴うスプライトとエルブスについても国内におけるフォトメータとCCDカメラを用いた光学観測から冬季雷雲でその存在を初めて証明し、2点からの立体観測にも成功した。更に、コロラドでの観測データから、スプライト・ハローと呼ばれる、明確な構造を持たない円盤状の発光についても詳細解析を行い、その発光強度及び電子温度の時間空間構造を明らかにした。
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業
    研究期間 : 1999年 -1999年 
    代表者 : 渡部 重十, 今村 剛, 高橋 幸弘, 品川 裕之, 中村 正人, 林 祥介
     
    21世紀における大気圏・電離圏・磁気圏物理学の一つの目標である,地球・惑星大気圏の基本的成り立ちや構造・力学・大気と太陽風の相互作用さらに生命圏としての惑星大気に関する普遍的・本質的理解へ向けて,現時点での既存知識・理論的枠組・観測手段などを集約・整理し,問題点を明らかにすることにより惑星探査を含む惑星大気研究の将来像を探るための基礎調査を実施した.以下のような5項目について,それぞれの研究の現状と今後の動向を集約・検討した. 惑星上昇大気と太陽風との相互作用: 上層大気の惑星空間への散逸,逆に惑星空間から惑星大気への物質流入,太陽変動に対する惑星大気の応答,太陽風との相互作用などに関与する電磁気的素過程 惑星大気光化学: 惑星大気圏内で放射や相変化などエネルギー収支に関与する諸物質の,生滅を支配する光化学的素過程,ならびに輸送を支配する力学的素過程 惑星大気力学: 超高速気流の生成・維持のメカニズム,濃密(高圧高温)大気の力学など,地球上に存在しない特性や振舞をする大気に関する力学的枠組の構築 惑星大気の起源: 各惑星大気の組成・構造の分化したプロセスに関する,太陽進化論・太陽系起源論・惑星形成論を背景にした様々な議論の整理 惑星大気観測: 探査とその推進戦略: 探査機・地球軌道上・地上からなどの観測技術に加え,他の地球惑星科学諸分野の進展状況,さらに国内外の技術的革新,経済的制約,社会的許容度などの調査・検討 生命の起源: 生命の起源に関する現状での理解と問題点,生命探査を含んだ惑星探査計画について調査・検討 8月27,28日に東京大学で約60名による「調査報告研究会」,9月24,25日に京都大学で約50名による「調査報告研究会」,3月6,7日に北海道大学で90名による「調査・検討と総合会議を開催した.検討結果は,今後の研究推進の指針ともなるべきものであり,「報告書」としてとりまとめる.
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業
    研究期間 : 1997年 -1999年 
    代表者 : 福西 浩, 岡野 章一, 山岸 久雄, 佐藤 夏雄, 高橋 幸弘, 田口 真
     
    磁気緯度75度付近よりも高緯度側の極冠域は、自然条件のために観測基地が設置できず、これまで観測の空白域となっていた。しかし、極冠域は太陽風・磁気圏相互作用が直接的に起っている領域であり、太陽風エネルギーの流入のメカニズムを明らかにする上で観測が不可欠な地域である。本研究は、1993年〜1997年の間に南極大陸高原部に設置された6ヵ所の無人観測所網(AGO)から得られるオーロラ、地磁気、電離層吸収、VLF、電波の各データを、南極昭和基地に建設された大型短波レーダー及び人工衛星のデータと合わせて詳細に解析することで、南極大陸極冠域のオーロラ・地磁気活動のメカニズムの解明を目指して実施された。AGO計画で日本側はサーチコイル磁力計による地磁気脈動観測とデータ解析を担当した。AGOを中心とした総合的なデータ解析を進めた結果、極冠域のオーロラ・地磁気現象について以下のような全く新しい知見を得た。(1)磁場のインパルス的変動に伴ってPc1バーストがカスプ・クレフト領域から極冠域まで広範囲に出現し、この現象が磁気圏境界面での磁気リコネクション過程で解釈できる。(2)AGOで観測されるPc3波動は、磁気緯度70度付近では夜側に比べ昼側の頻度が高いのに対し、80度付近では時間依存が小さいことが見出された。惑星間空間磁場との比較から、発生源は衝撃波面の上流と推測され、コーン角の小さいときには磁気圏前面部から、コーン角が大きいときには磁気圏尾部の高緯度および低緯度磁気圏境界から波動が侵入した結果と考えられる。(3)Pc5波動は、磁気緯度72-74度では、ダイナミックスペクトルに奇数次の定在波に起因するアーチ構造が出現し、惑星間空間磁場が北向きのときに発生頻度が高くなる。このことは、Pc5の発生が、高緯度磁気圏境界での地球磁場と惑星間空間磁場の再結合過程によっても影響を受けることを示している。(4)マグネティック・インパルス・イベント(MIE)は北向き惑星間磁場のときに見られる対流の4セルパターンにおける、対流反転境界で発生しており、緯度方向に5度の大きさを持って、速度約2km/sで東向きに動き、経度にして約60度移動する。強いPc5型の波動を伴うことから、波動によって励起された磁気再結合が発生に関係していることを示唆している。
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業
    研究期間 : 1997年 -1999年 
    代表者 : 柴田 隆, 長田 和雄, 松永 捷司, 岩坂 泰信, 高橋 幸弘, 福西 浩, 村田 功, 林 政彦
     
    スバールバル諸島ニーオルスン(79°N,12°W)でのライダー観測では、多くのPSC事象を観測した。特に、成層圏温度が露点近くまで低下した際に頻繁に見られたPSC鉛直構造の"サンドウィッチ構造"は特徴的である。 成層圏の温度が露点温度付近にまで低下した際、しばしば偏光解消度がほとんどゼロで、532nmの後方散乱計数が5-8の層が現れる。また、この層の上端、下端には偏光解消度の極大の層が付随している。すなわち、球形(液滴)の粒子のPSC層を非球形(固体)のPSCの層が挟む(sandwich)ように見える。ただしこれら偏光解消度の層では後方散乱の増加は見られない。 サンドウィッチ構造では後方散乱と変更解消度の関係が高さ方向に逆相関となっている。この、後方散乱と偏光解消度の逆相関関係はサンドイッチ構造が現れた際のみならず、ほとんどのPSC事象で見られた。すなわち、後方散乱と偏光解消度が同時に増加する例はほとんど無かった。 数値モデルによるライダー観測結果のシミュレーションは、PSCの微物理過程に関して、いくつかの重要な示唆を与えているが、ライダー観測されたPSCの特徴の一部が硫酸/硝酸/水からなる三成分系液滴粒子によって再現できることを示した。また、観測の良好な再現(偏光解消度数%)は限られた個数の固体粒子数(10^<-3>から10^<-2>個/cc)でのみ可能であることが明らかとなった。
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業
    研究期間 : 1996年 -1998年 
    代表者 : 田中 正之, SENTMAN D.D., 大竹 政和, 坂野井 健, 佐藤 春夫, 福西 浩, 吉本 和生, 長谷川 昭, 高橋 幸弘, WYSS M., MUCNUTT S.R., STRINGER W.J, BISWAS N.N., HANSEN R.A., SHAW G.E., BENNER R.L., STAMNES K., 田口 真, AKASOFU S.ーI, DEEHR C.S., 青木 周司, 早坂 忠裕, 川村 宏, 中澤 高清, SMITH R.W., 渡部 重十, 花輪 公雄
     
    東北大学理学部・同理学研究科とアラスカ大学フェアバンクス校との部局間協定にもとづき、本年度の北方圏における地球環境変動に関する共同研究は、(1)オーロラと超高層大気の研究、(2)雷放電発光現象の研究、(3)成層圏オゾン層の研究、(4)地震・火山の研究を中心に行なった。まず、(1)オーロラと超高層大気の研究では、通信総合研究所が開発したプロトンオーロライメージャーを1999年2月にアラスカ大学地球物理学研究所ポーカーフラット観測所に設置し観測を行った。さらに昼側カスプ領域のオーロラのロケット・地上同時観測のために東北大学のプロトンオーロライメージャーを1月にノルウェー・スバールバルに設置し、共同観測を実施した。これらの観測から得られたデータの共同解析を現在行っている。(2)雷放電発光現象の研究では、1998年7月〜8月にコロラドでスプライト・エルブス発光現象の共同観測を実施した他、1998年5月にアラスカ大学より1名を招へいし、1997年度に得られた雷発光現象データの共同解析を行った。(3)成層圏オゾン層の研究では、1997年2月〜5月の間にポーカーフラットで東北大学のレーザーヘテロダイン分光計を用いて実施したオゾン、一酸化二窒素、メタン観測のデータとADEOS衛星データの比較を行った。(4)地震・火山の研究では、アラスカ大学地震観測ネットワークで得られたデータと東北大学地震観測ネットワークで得られたデータの共同解析を実施し、発震メカニズムや地震予知のための研究を行った。
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業
    研究期間 : 1996年 -1997年 
    代表者 : 渡部 重十, 湯元 清文, 高橋 幸弘, 福西 浩, LYONS W. A., INAN U. S., LYONS W.A., INAN U.S., 塩川 和夫, 田口 真
     
    雷放電は雷雲間で起こる対流圏特有の現象であると考えられてきたが,1990年雷放電に伴う未知の成層圏・中間圏発光現象が高感度のテレビカメラで発見された.高度50km以下の成層圏に出現する青色の"ブルージェット",高度50-90kmの中間圏で発光する赤色の"スプライト"が上向きの放電現象として世界的に大きな注目を集めている.本研究は地上からこの上向き雷放電発光現象を観測できる最も適した場所である米国コロラド州ユッカリッジにおいて高速フォトメータ,CCDカメラ,サーチコイル磁力計,ELF・VLF電波観測器等を用いて成層圏・中間圏における雷放電発光現象のメカニズムを解明することを目的として調査した. 1996年3名の派遣研究員が7月から約1ヶ月間,米国コロラド州ユッカリッジでスタンフォード大学イナン教授のグループと共同で雷雲上方で出現する発光現象(スプライト)を観測した.イナン教授のグループはVLF電波観測によりスプライト発生時間を正確に決定することができた.東北大学のグループは高時間分解能で測定できるフォトメータを用いて数msec〜数10msecの発光現象が高度〜100km付近に存在することを発見した.この現象をエルフと命名した. 1997年3名の派遣研究員を7月から約1ヶ月間,米国コロラド州ユッカリッジに再び派遣しスタンフォード大学イナン教授と共同観測を実施した.東北大学のグループは1997年度で使用した測定器にイメージャと磁力計を加えて,さらに詳細な観測を実施した.その結果はスプライトに伴いULF波動が発生していることを発見した.成層圏・中間圏での放電現象に伴ってガンマ線の放射も確認されていることから,雷放電の際に発生する強力な電磁波や電場による成層圏・中間圏・下部電離圏大気の急激な加熱によって成層圏・中間圏の大気組成,特にオゾンやNO密度の変化が起きていることが推測され,高高度の大気環境に大きな影響を与えている可能性がある.
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業
    研究期間 : 1995年 -1997年 
    代表者 : 福西 浩, 高橋 幸弘, 田口 真, 渡部 重十, 岡野 章一
     
    赤外領域のレーザーヘテロダイン分光法は高い周波数分解能、空間分解能、S/Nをもち、惑星大気観測に最も適した分光法である。本研究では、半導体レーザーヘテロダイン分光計に音響光学型電波分光計を組み合わせた、小型で観測波長領域の広い惑星大気観測用レーザーヘテロダイン分光計を開発し、これを用いて惑星大気の観測を行うことを目的として研究が進められた。 まず、惑星大気の観測では分光計を大型望遠鏡に接続するため、この集光系に合わせた小型の惑星観測用半導体レーザーヘテロダイン分光計を設計・製作した。この分光計には広い波長範囲を観測できるよう波長可変の半導体レーザーを4個搭載している。次にヘテロダイン分光計により電波の周波数帯に変換された微弱な信号のスペクトルを観測するために長時間積分ができる音響光学型電波分光計を設計・開発した。 さらに、開発した分光計を宇宙科学研究所の赤外線モニター観測装置に接続し金星の試験観測を行うため、結合光学系等を製作した。金星が東方最大離角となる1997年11月に観測を行う計画であったが、赤外線モニター観測装置が不調のため観測を中止せざるを得なくなった。そこで、次に金星が西方最大離角となる1998年4月に国立天文台赤外シミュレーターを用いて試験観測を行った。しかし、この時期は天候が悪く、金星の観測を行えたのは1日だけであり、また金星大気からの赤外光を分光計に導入することは出来たが、ヘテロダイン信号の確認はできなかった。 そこで、実験室内での性能試験、東北大学内での太陽及び月を光源とした地球大気観測等から分光計の性能と問題点を検討した。その結果、現状ではまだいくつかの解決すべき問題点があることが判明したが、一方で月のような微弱な光源でも観測が可能なことが実証され、今後の改良の方向が明らかとなった。
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業
    研究期間 : 1996年 -1996年 
    代表者 : 高橋 幸弘
     
    1990年以降、雷放電に伴う中層大気及び超高層大気における発光現象(スプライト、ブルージェット、エルブズ)は世界的な注目を集め、精力的な研究が行われてきた。しかしこれまでの光学観測の時間分解能はCCDカメラのフレームレート程度(17ミリ秒)であり、継続時間が数ミリ秒以下であるスプライトやエルブズの時間空間構造を捕えるには甚だ不十分であった。本研究課題ではそれらを解明するために、我々が開発した多チャンネル超高速フォトメータの観測データを、CCDカメラの画像データとあわせて詳細に比較検討した。フォトメータデータの解析には主にワークステーションを、画像解析には新たに購入したパーソナルコンピュータを用いた。 昨年度と本年度の観測で得られた約250例のスプライト及びエルブズのデータの解析から、以下の事実が初めて明らかになった。 1.雷放電直後(数ms〜数10ms以内)に中層及び超高層大気でおこる発光現象には、スプライトのみの場合、エルブズのみの場合、スプライトとエルブズの両方が見られる場合がある。 2.エルブズは水平方向に長い円盤状(〜300km)に現われ、通常中心部が明るくなっている。継続時間は約1ミリ秒、伝播方向は常に下向きで、伝播速度は上部(〜1×10^5km/s)に比べ下部(2-4×10^4km/s)では低下する。 3.明るいエルブズを伴う場合、スプライトは水平に広がった10本程度の明るい縦筋から成る。初めにエルブズが現われ、続いて短時間の発光が下向きに伝搬し、最後に中心部から上下両方向に増光領域が拡がる。 4.エルブズの非常に弱い場合、スプライトは微細構造を有する太い1本の縦筋から成り、上部のやや広がった逆三角形(人参状)をしている。最初に短時間の発光が数万km/sで低高度から高高度に向かい、続いて低高度に強い発光が起こり、最後に高高度が再び増光する。継続時間は多くの場合、2-4msである。
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業
    研究期間 : 1995年 -1996年 
    代表者 : 福西 浩, M.J. Engebre, J.H. Doolitt, A. Wolfe, C.G. Mclenna, L.J. Lanzero, U.S. Inan, T.J. Rosenbe, 高橋 幸弘, 田口 真, 渡部 重十, 山岸 久雄, 佐藤 夏雄, 林 幹治, 荒木 徹, ENGEBRETSON エム.ジェイ, DOOLITTLE J., WOLFE A., MCLENNAN C.G, LANZEROTTI L, INAR U.S., ROSENBERG T., ENGEBRETSON エム.ジェイ., INAN U.S.
     
    本国際学術研究の目的は、米国の研究者と共同で、これまで観測の空白域となっていた南極大陸極冠部の6カ所に米国ロッキード研究所によって開発された無人観測所(Automatic Geophysical Observatory,AGO)を配置し、これらの観測所から得られる地磁気やオーロラのデータをもとに、極冠域におけるオーロラ及び地磁気の擾乱現象を総合的に明らかにすることである。そのために平成7年度及び8年度に以下の活動を行った。 1.AGO用サーチコイル磁力計及びフォトメータの製作 平成7年度及び8年度にそれぞれ1式づつAGO用のサーチコイル磁力計を製作した。仕様はこれまでにAGO-1からAGO-6までの6カ所のAGO用に製作したものと同一で、トラブルに備えて追加して作られた。AGO-P3のサーチコイル磁力計のアンプ部の故障に伴い、平成8年度に米国側の手で一部交換作業が行われた。磁力計の特性は、東北大学女川地磁気観測所で検定した。フォトメータは雷放電に伴う中間圏での発光現象にも対応した高速サンプリング型で、今後AGOを用いたオーロラへの応用が期待されるものである。 2.AGO用サーチコイル磁力計及びフォトメータの試験観測 平成7年7月および平成8年7月に福西浩、高橋幸弘、藤戸学の3名が渡米し、米国コロラド州ユッカリッジにおいて米国スタンフォード大学のグループ等と共同で、新たに製作されたサーチコイル磁力計2式とフォトメータの野外性能評価試験観測を行った。その結果、すべての観測器が正常に動作し、AGOにおいて十分な観測が期待できる性能を有することが確認された。 3.新たなAGOステーションの配置 平成7年10月に南極マクマ-ド基地においてAGO-5及びAGO-6を設置するための組立・干渉テストが行われ、日本側からは田口真がサーチコイル磁力計の代表者として参加した。そのさい、サーチコイル磁力計1式を日本から南極へ持ち込んだ。平成7年度は米国側のオペレーション予算の都合でAGO-6の設置は平成8年度に持ち越された。平成8年12月にはトラブルの発生したAGO-P3の改修も米国側によって実施された。 4.AGOデータの共同解析 平成7年12月に福西浩、高橋幸弘の2名が米国スタンフォード大学に、平成8年8月に福西浩が英国南極局に、そして平成8年12月には福西浩、勝山公人の2名が米国スタンフォード大学にそれぞれおもむき、AGOで得られた磁場、オーロラ、ELF-VLF波動等のデータの共同解析を行った。また平成9年1月には米国アウグスブルグ大学のEngebretson教授を東北大学に招へいし、特にフラックスゲート磁力計とサーチコイル磁力計によって得られたデータの相関に注目して共同解析を行った。 5.AGOの成果発表と研究計画の検討会議 AGOによる観測の成果を示し、今後の計画を検討する目的で平成8年8月に1週間、英国ケンブリッジのチャーチ大学で会議が開かれた。日本側からは福西浩がこれに参加し、研究成果と今後の計画について発表した。また、平成8年12月には福西浩、勝山公人の2名が米国スタンフォード大学において、米国側のグループと今後の方針について打合せを行った。 上記の活動の結果、平成8年度には本格的に詳細なデータ解析が着手され、極冠域において複数の種類の観測器による均質な多点観測データが取得できる、というAGOの特徴が発揮された新たな知見が次々と得られている。特に注目に値するのは、昼側磁気圏で観測される磁気インパルス現象(MIE)とPc1バーストとの関係である。平成8年2月及び3月に観測されたAGOのサーチコイル磁力計及びフラックスゲート磁力計のデータを解析した結果、Pc1バーストがMIEの発生に伴って観測されること、MIEの発生領域は非常に狭いが、Pc1バーストはそこから他の広い領域に伝搬していくこと等が明らかになった。この現象については現在、米国ベル研究所のLanzerotti博士との密接な協力のもとに研究が進められている。またEngebretson教授はこの現象がELF-VIF波動とも深い関係のあることを示唆している。 平成8年度のオペレーションによってAGOの6カ所すべてのステーションで観測が開始された。今後多点観測の有効性を活かした本格的な相関解析が進み、極冠域現象にタイする理解が飛躍的に進展することが期待される。本研究グループは特にAGOと衛星、レーダーとの共同観測にも注目しており、今後研究を展開する予定である。

教育活動情報

主要な担当授業

  • 大学院共通授業科目（一般科目）：自然科学・応用科学
    開講年度 : 2021年
    課程区分 : 修士課程
    開講学部 : 大学院共通科目
    キーワード : Remote-sensing, Asia, Micro-satellite, Drone, Optical payload
  • 宇宙理学特別講義１
    開講年度 : 2021年
    課程区分 : 修士課程
    開講学部 : 理学院
    キーワード : Remote-sensing, Asia, Micro-satellite, Drone, Optical payload
  • 惑星システム学特論２
    開講年度 : 2021年
    課程区分 : 修士課程
    開講学部 : 理学院
    キーワード : 地球惑星大気，宇宙空間，惑星探査, 光学計測
  • 理学共通演習Ⅱ
    開講年度 : 2021年
    課程区分 : 学士課程
    開講学部 : 理学部
    キーワード : アクティブラーニング、ファシリテーション、チームワーク、化学結合、遷移状態、触媒、タンパク質酵素、市場に出たゲノム編集食品、受精卵に対するゲノム編集、治療特殊相対性理論、光速度不変の原理、地球環境変動、衛星リモートセンシング
  • 地球惑星科学Ⅱ
    開講年度 : 2021年
    課程区分 : 学士課程
    開講学部 : 全学教育
    キーワード : 宇宙，惑星，大気と海洋の運動と構造，気候変動，地球環境
  • 環境と人間
    開講年度 : 2021年
    課程区分 : 学士課程
    開講学部 : 全学教育
    キーワード : 太陽系，惑星，惑星大気，オーロラ，星間物質， 天文学、宇宙の進化, 人工衛星/探査機, 探査ミッション，地上望遠鏡, 室内実験
  • 現代地球惑星科学概論１
    開講年度 : 2021年
    課程区分 : 学士課程
    開講学部 : 理学部
    キーワード : 地球規模課題、グループワーク
  • 地球惑星電磁気学
    開講年度 : 2021年
    課程区分 : 学士課程
    開講学部 : 理学部
    キーワード : 地磁気，岩石磁気，電気伝導度，電離圏，磁気圏，プラズマ，オーロラ

大学運営

その他

  • Google Scholar のプロフィール 
    https://scholar.google.co.jp/citations?user=BsifcX0AAAAJ&hl=ja

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