アクティブな光遠距離計測を可能とする宇宙用高出力パルス..ppt

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1、JAXAにおける宇宙用レーザの研究の紹介（宇宙用レーザ技術分野）宇宙利用ミッション本部地球観測研究センター境澤　大亮2012年2月17日ドップラーライダー検討会in東大理学部地球観測や月・惑星探査用アクティブセンサ光源として必須な宇宙用高出力パルスレーザに関する基盤技術のTRL向上を目指し、JAXA全体として取り組むべき戦略的重点研究に提案。JAXA横断的な重点研究「宇宙用レーザ技術の研究」として採択され、平成23年度から３年間で宇宙環境で動作する高信頼性の10W級出力レーザの実現を目指す。経緯信頼性が高く

2、、メンテナンスフリーで長時間（3年以上）稼働する高出力パルスレーザの実現2AerospaceTechnologyEarthScienceExplorationClouds/AerosolTroposphericWindsTracegassensingOzoneCO2/CO/CH4WatervaporLaseraltimeter（Laserscanner）Biomass,surfaceTurbulencedetectionWindsheardetectionWakevorticesWindprofilingf

3、orshuttlelaunchandlandingDeepspaceexplorationGuidance/ControlAtmosphericcompositionLaserTechnologyBasicallidartechnologyレーザ技術を用いたミッション・イメージ（月・惑星探査機搭載センサ）3周回軌道からの地形測定：　　「かぐや」で実績があるが、レーザ出力低下着陸時の遠距離から近距離までの高度測定：　「はやぶさ」で実績があるが、最大レンジは比較的短い着陸時の近距離用障害物検出：　実績無し　米国

4、ではFlashLIDARが開発されている地上局－探査機間のレーザレンジング：　実績無し　米国LROが地上からの1wayrangingかぐやLROSELENE2はやぶさ宇宙機搭載システムとして実績のあるレーザ高度計ただし寿命に関する問題は未解決センサ稼働時間が1年未満パッシブセンサ(比較的水平プロファイル観測に有利)アクティブセンサ(比較的鉛直プロファイル観測に有利)光学高分解能イメージャ分光放射計ＬＩＤＡＲ~電波マイクロ波放射計レーダー海外衛星の例まだ実績が少ない【実用観測実現よりまだ5年内】-諸外国で2例

5、、（開発中3件）-我が国では軌道上実績がない（開発中止１件、提案中１件）→観測センサ方式のフロンティア実績多数実績多数実績多数背景地球観測センサ方式の比較4光源技術がネックとなり、これまであまり実用化が進まなかった。しかし、センサに対するユーザ要求は、高度化・高精度化する傾向。⇒光学センサのアクティブ化は必須。背景：過去～未来のライダー地球観測ミッション複合観測センサ候補としてライダーミッションが期待される。共通的に必要となる基盤技術：宇宙用パルスレーザ光源⇒高信頼性のレーザが必要とされる領域1990~19

6、941995~19992000~20042005~20092010~20142015~2019ADM/DLR風観測EarthCARE/ESA-JAXA雲・エアロゾル観測ISS-JEM/JAXA植生観測(提案中)STS-64(LITE)/NASA雲・エアロゾル観測ICESat/NASA氷床観測CALIPSO/NASA-CNES雲・エアロゾル観測MDS-2(ELISE)/NASDA大気観測(abort)ICESat-II/NASA氷床観測2013201520162016(2003)1994/92006.Apr-

7、Current2003/1–2010/2現在背景/どういうパルスレーザ光源が必要か？LALT,GLAS,CALIOP,ALADIN,ATLID:商用で普及しているNd:YAGレーザを利用CDL,DIAL:Nd:YAGレーザとは異なるレーザが必要ICESat->CALIPSOでは与圧システムを採用しコンタミネーション起因のレーザ寿命低下を改善ICESatは運用開始後約1-2ヵ月程度でレーザ出力60%以下へCALIPSOは運用開始後約3年経過でも出力96%以上を維持（現在2ndレーザが稼働中）LALT1Hz10

8、64nm100mJGLAS(1(ICESat)40Hz532nm/1064nm30mJ/100mJCALIOP(220.16Hz532nm/1064nm110mJ/110mJATLID(EarthCARE)100Hz355nm19mJALADIN(ADM)100Hz355nm150mJScanner1300Hz1064nm10mJmW級1W級10W級J.B.Abshireetal.GRL(2005)W.H.Hun