VERAと国際網によるセレーネのVLBI観測計画

花田英夫 ・ RRSAT/VRADグループ
国立天文台、JAXA

ミッションの目的

新しい月の重力場モデル（裏側の実観測、系統差除去、高精度）
慣性モーメントから核の物性 流体核の存在の確認
月の回転変動モデル（物理ひょう動、自由ひょう動）と組み合わせてクラストの粘弾性、月の熱史
月の地形モデル（ＬＡＬＴデータ）と組み合わせて月の起源と進化

ＳＥＬＥＮＥ計画／ RISE

ＲＳＡＴ： リレー衛星を用いた4-wayドプラー観測→月の裏側の重力場の直接観測（世界初）

VRAD： VLBIによる衛星の軌道と重力場の観測→ドプラー観測と組み合わせて３次元観測（世界初）VLBI観測と重力場観測精度

RSAT/VRADミッションの概要

主衛星

月
相対VLBIVRAD衛星4-way ド プ ラー

地球リレー衛星
相対VLBI
クエーサー

VLBI観測網

二つの子衛星から送信される電波の仕様
S7

S8

S9

X2

Bands
Center Frequency

S2212MHzS2218MHz

S
2287MHzX
8456MHzBand WidthCW

CW

CW

60 kHz (RSTAR)
CW(VSTAR)

EIRP

＞24mW

＞24mW

＞24mW

＞250mW(RSTAR)＞ 38mW(VSTAR)

S帯のそれぞれの波の位相を10度以下（最小3度）の分解能で求めることによって、X帯の周期120ps以下まで追い込むことができ、X帯につながる。X帯では 8458MHz付近の搬送波の位相を10度の分解能で求めることによって、最終的に遅延時間を3.3psの精度（月面上約20cm）で求める。

ウェッツェル

鹿児島
上海

VRAD用VLBI観測局

局

口径

水沢
20m
鹿児島 20m
石垣20m
小笠原 20m
ウルムチ 25m
上海
25m
Hobart 26m
Wetzell 20m

アンテナ利得S
X
44.6dB
60.3dB
44.6dB
60.3dB
44.6dB
60.3dB
44.6dB
60.3dB
52.6dB
64.1dB
52.6dB
64.1dB
52.6dB# 64.1dB#〜50.3dB ＞61.8dB

システム雑音温度
SX
150K
210K
150K
210K
150K
210K
150K
210K
116K
45K
100K
45K
280K$
324K$$
50K
50K

半値ビーム幅（計算値）
S
X
0.476deg 0.126deg
0.476deg 0.126deg
0.476deg 0.126deg
0.476deg 0.126deg
0.381deg 0.101deg
0.381deg 0.101deg
0.366deg 0.097deg
0.476deg 0.126deg

2006

2007

Regular

Intensive

Network

Domestic (VERA)International

Period1 year1 month × 2Frequency

3 days a week

>3 days a week

Observation Time a Day

8 hours8 hours

Observation Time

About 1300 hours

About 200 hours

計画立案：フロー（検討中）• 打上直後に大まかな運用可能期間決定• 2ヶ月前 地上局割り当て、バス運用(HGA)調整VERA局割り当て要求• 1ヶ月前 HGA指向要求（4way）、調整• 1週間前 運用リクエストファイル提出• 3日前 新しい軌道で時刻調整（必要時）
VERA局へ最終通知
注：初期運用が2ヶ月→初期定常運用は打上時に決定Rstar/Vstar運用基準○バッテリDODが充放電１サイクルで収支が図れるような運用を行う○優先度
・Rstar・・FWD>VRAD>RSRD>STBY
・Vstar・・VRAD>TTC>STBY○Rstar 地球から不可視時・・STBY (全日照時 TBD)
○VRADモードではTLM-MOD OFF (S-TRP 送信OFF)○モード切替時はTLMにより衛星状態確認○VRAD-1とQSOの単独VLBIは原則として行わない○Vstar TTCモード時、Rstar日陰の場合VRAD-1 OFF(STBY) 全日照時はTBD＊今後さらに詳細を詰めていく必要がある

VLBI観測可能時間

VLBI観測スケジュールの例

RISE観測機器の開発・検証計画
Rstar/Vstar

RSAT/VRAD

ｺﾝﾎﾟｰﾈﾝﾄ
環境試験

臼田局4way適合性試験

ｺﾝﾎﾟｰﾈﾝﾄ
環境試験

RSAT/VRAD組合せ性能試験
Rstar/Vstar単体環境試験

SELENEｼｽﾃﾑ
ﾌﾟﾛﾄﾌﾗｲﾄ試験

射場試験・無線試験

臼田適合性試験装置

リレー衛星内部のVLBI用
電波源

2-wayドプラー観測精度（臼田適合性試験）

4-wayドプラー観測精度（臼田適合性試験）

VLBIによる衛星の軌道推定の検証
Lunar Prospector探査機のS帯１波のVLBI観測
水沢10m、鹿島34m、国土地理院3.8m
相関ソフトウエアの開発
RISEターミナルの試験観測
位相残差0.6deg
のぞみ探査機のX帯変調信号（搬送波±512kHz）のVLBI観測VERA水沢20m、水沢10m、鹿島34m、臼田64m、（通常のVLBI観測は山口、岐阜等多数参加）
RISE-Correlator (RICO)の検証
多周波を用いた群遅延時間の推定
S帯３波、X帯１波の多周波VLBIの検証
適当な探査機が得られないのでシミュレーションによる検証を実行中

受信記録システム

DIR2000VLBI関係スケジュール案

2004/11/2

2004
45678

仕様検討

フィールド
システム

910

1112

2005
1製作

▲

45

▲

性能評価

▲
▲
▲

VERA局配備▲
水沢配備

製作（久慈さん）

RF P-cal
P-cal

製作

IF P-cal▲
中国配備

改修（システムデザインサービス）

S-RTPstation

3

VERA局配備

仕様決定

No.1（水沢16ch）
No.2（入来4ch）
改修
ビデオ
No.3（小笠原4ch）
改修
コンバーター
改修
No.4（石垣8ch→4ch）
予備（野辺山16ch）

2

性能評価

▲

改修（システムデザイン▲

VERA局配備

▲

VERA局配備

中国配備

試験観測関連計画

QSO
衛星（Hayabusa, Chung)

▲
▲
日中
実験

VERA局メンテナンス
ウルムチ受信機整備
ホバートSRTP配備
ウェッゼル打合せ
衛星総合試験

▲
▲

▲
4way有
リレー衛星総合試験体制

▲
▲
総合試験

システムインテグレーション試験

1〜2 2〜3 2〜33名

5名

水沢 水沢

中国

VER
A局

678910１．VERA局運用制御の概要

まとめ
搭載機器はＦＭの製作を完了し噛み合わせ試験の段階
ＶＥＲＡ、外国局との観測計画調整、観測装置の配備
VERA局RISE運用ソフト開発中
VLBI試験観測計画中データベースの仕様確定
運用計画、テレメトリ監視ソフトの開発継続中
データ記録処理システム（S-RTPstation）ほぼ完成
相関処理・重力場解析ソフト開発継続中

引き続きご協力よろしくお願いします