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遊牧騎馬民族文化の生成と発展過程の考古学的研究

〔研究成果概要〕我々は中国内蒙古文物考古研究所(代表:田広金)と共同して、内蒙古涼城県にある湖"岱海"において"遊牧騎馬民族文化の生成と発展過程の考古学的研究"を行った。"岱海"は内蒙古の南東部に位置し,万里の長城の北,僅か10Kmにある。いわゆる"内蒙古長城地帯"のただ中である。湖の南岸の丘陵上には仰韶文化遺跡,北岸には龍山文化とオルドス青銅器文化遺跡が並び,農耕文化と牧畜文化が入り交じる"農牧交錯地帯"である。我々はこの,研究テーマに対する絶好の地点を選び,中国で最初の"地域研究"を行った。[平成7年度]初年度には先ず仰韶文化後期の「王墓山上遺跡」の発掘調査を行い,住居址15基ほかの遺構と土器,石器,骨角器など多数の遺跡を発見した。調査によって,この原始聚落が層位的に2時期に分かれ,また,遺物の研究によって,第2期をさらに前・後に細分することが出来た。[平成8年度]二年目には石虎山I・II遺跡の発掘調査を行った。石虎山遺跡は仰韶文化前期の遺跡で,黄河流域の仰韶文化が北方へ拡大して,この地に初めて農耕をもたらした重要遺跡である。発掘調査によってII遺跡から14基の住居址や多数のピット,墓等を発掘し,後岡一期文化期の聚落の状況を初めて明確にした。II遺跡では聚落を巡る環濠とその中から多数の獣骨を発見し,当時の生活環境研究に貴重な資料を得た。[平成9年度]三年目には飲牛溝遺跡においてオルドス青銅器文化期の墓地を発掘し26基の土坑墓を発掘し,副葬品や犠牲畜骨を発見した。併せて龍山文化期の板城遺跡の考古測量調査と住居址2基を発掘した。以上のように,3か年の調査期間において,この地域における農耕の始まりから,その展開過程,続いて牧畜を主たる生業とするオルドス青銅器文化の牧畜民への交代の様相を追求することが出来た。発掘調査と平行して,東は遼寧省から西は寧夏回族自治区,甘粛省に到る万里の長城に沿って関係遺跡と遺物の調査を行い,研究資料の蓄積に務めた。1,予備調査1)秋山・大貫は6月1日6月14日まで,遼寧・北京・内蒙古を訪れ,関係遺跡・遺物の調査を行った。内蒙古では涼城県岱海の発掘予定地点を視察し,本調査のための具体事項を種々詳細に打合わせた。その後,中国側と同道して北京の国家文物局を訪れ,調査の詳細を説明し,発掘調査実施の認可に見通しを得た。その結果,6月26日付け(95)文物文字第502号によって,日中共同“岱海地区文明起源与発展的考古学研究"が正式認可を得ることが出来た。

2)高浜は7月18日8月16日まで,内蒙古・外蒙古・河北省の各地でオルドス青銅器の遺跡・遺物踏査のための予備調査を行い,所期の成果を得た。2,本調査秋山・宮本(大貫・岡村は後発),廣川・小田木(共に研究協力者)は8月1日,中国入りし,8月4日から9月4日まで,仰韶文化後期の王墓山・上遺跡の発掘調査を行った。我々は約600m^2の範囲に,16基の多数にのぼる住居址を発掘し,40点以上の復元可能の土器それに多数の石器類を発見した。住居址は大型住居を中に密集しており,しかも二時期に区分され,この地域の仰韶文化後期の村落の様相と変遷を探究する上で,この上ない学術資料を得ることが出来た。3,オルドス青銅器の調査9月1日からは山本・中野を加え,各地でオルドス青銅器調査を行った。さらにフホホトから寧夏固原を目指したが,銀川で足止めされ,固原の調査は次年度に回さざるを得なくなったのは残念である。1,予備調査秋山は7月4日7月11日まで,寧夏回族自治区を訪れ,関係方面と本研究テーマのための共同研究について協議を行い,併せて,固原博物館においてオルドス青銅器を調査した。2,発掘調査秋山,大貫それに研究協力者廣川・小田木・今井は8月1日。宮本と浜名(研究協力者)は8月5日。山本は8月12日に,それぞれ中国入りし,8月2日から8月31日まで,昨年発掘した王墓山上遺跡の北にある,石虎山遺跡の発掘調査を行った。石虎山遺跡はほぼ同時期の遺跡が東西に約200mほどの距離をおいてならぶ。西の石虎山I遺跡では住居址を取り囲む環濠の全貌を確認することが出来た。環濠は東西約120m,南北約90mの隅丸方形で,四方に出入り口がある。表土が流失したため,環濠内の住居址は保存状態が良くなく,辛うじて4基の住居址と,それに伴う貯蔵穴を検出できたが,住居址の配置状況をあきらかに出来なかったのは残念である。他方,環濠の外では北側に2基の大型住居址を発掘し,その付近から大量の獣骨を発見した。東の石虎山II遺跡には環濠がない。約500m^2の発掘区の中から住居址14基,墓1基それに多数の貯蔵穴を発掘し,土器,石器,骨角器などの遺物を発掘し,I・II遺跡を併せて大きな成果を得ることが出来た。今回発掘した石虎山遺跡は共に仰韶文化前期に遡る,この"岱海"地区最古の後岡一期文化に属する遺跡である。今回の発掘によって"岱海"地区における農耕の始まりの様相を明らかにすることが出来た。3,オルドス青銅器の調査9月1日からは,5名で各地のオルドス青銅器調査を行った。また,包頭周辺の新石器時代祭壇遺跡の調査も併せ行った。〔平成9年度研究実績概要〕1,飲牛溝墓地の発掘調査(8月1日-8月21日)=秋山・山本・大貫・宮本・西本・廣川・小田木参加我々は初年度に仰韶文化後期の王墓山上遺跡,二年目の石虎山I・II遺跡の発掘調査に引き続き,今年度,先ず,オルドス青銅器文化期の飲牛溝墓地の発掘調査をおこなった。墓地は“岱海"の西,蛮汗山南麓の黄土台地上にあり,有名な毛慶溝墓地の東約1kmにあたる。1987年の内蒙古文物考古研究所の第1次調査によって,14基の墓が発掘されている。今回は墓地北部を発掘し,新たに23基の墓を発掘した。構造は竪穴土坑墓で,中に木棺や木槨を持つものもある。副葬品は帯鉤・装身具・鉄斧それに土器があり,犠牲獣骨もあった。2,板城龍山文化石城遺跡の測量調査と赤峰遺跡・遺物調査(8月21日-9月10日)=秋山・山本・大貫・廣川・小田木参加(以上,板城調査)秋山・山本・廣川・小田木参加(以上,赤峰踏査)次いで,この地域の特徴である,龍山文化時期の石城の一つ,板城遺跡の考古測量調査を行った。現在,北方における最古の城墻はこの地の龍山文化期まで遡る。今回その全貌を詳しく考古測量掘調査すると同時に,城墻部分の断ち割り調査によって,構造を解明した。また,住居址2基を発掘し,試掘による住居全体配置を圖化した。次いで赤峰市へ飛び,博物館,青銅器時代遺跡において関係資料収集に務めた。
原子核の低エネルギー集団励起と核融合・核分裂機構の解明

原子核反応は星のエネルギー源であり、星や爆発的天体現象の中で進行する重元素合成のミクロな過程である。特に重要な低エネルギーでの核融合・核分裂といった反応機構は、多核子が関与する集団的な運動であり、量子的かつ非調和的な性格を持った問題で、理論物理として挑戦的課題である。また、これらの反応は原子核における低エネルギー集団励起モードと深く関連しており、核構造の問題としても大変興味がもたれる。通常の研究では反応経路は仮定され、ポテンシャル等を調整することで記述しているが、本研究では、この反応経路を、様々な仮定を排除して核子の自由度から決定し、核反応を記述する集団ハミルトニアンを導出することに成功した。平成25年度においては、時間依存密度汎関数理論に基づく線形応答計算と2次元ハートレー・フォック・ボゴリューボフ(HFB)計算コード開発において進展を得ることができた。まず、線形応答計算では、低エネルギーの電気双極子強度関数計算を系統的に行い、不安定核における観測から中性子物質や核物質の状態方程式にどれだけ強い拘束を付けることができるかを調査した。その結果、安定線から遠くはなれた中性子過剰核における観測が状態方程式に強い制限を与えることが分かった。また、スピン・アイソスピン応答関数の計算のコード開発に成功した。これらの成果は、本研究課題の研究代表者(中務孝)および研究分担者(吉田賢市)を中心に実行した研究であり、大振幅集団運動の質量パラメータ計算において重要な寄与をなす発展である。また、我々が過去に開発した2次元HFB計算のプログラムでは、数値的不安定性があり、原子核が大きく変形した領域における計算がうまくいかないという欠点があった。この原因を調査した結果、収束を早めるために使っていたmodified Broyden法の中に問題があることが分かった。これを改善し、現在は変形の大きさに関わらず安定して収束解を得ることができるようになった。この成果は、本研究課題の科研費により雇用したポスドク研究者(下山裕考)および吉田(研究分担者)を中心に行った。また、原子核に特徴的なアイソバリック・アナログ状態を記述できる陽子・中性子混合密度汎関数理論の構築および数値計算コード開発を実行した。中務を中心とする理研のグループがワルシャワ大学のDobaczewski氏と共同して、汎用コードとして良く知られているHFODDにこれを組み込むことに成功した。今年度は、集団運動を支配する集団質量の自己無撞着な計算を目指したプロジェクトに取り組んだ。通常のクランキング処方では取り入れることができないTime-odd効果を取り入れた乱雑位相近似(RPA)による評価を目指している。2014年8月からPD研究員を雇用し、本格的に取り組むことができた。これまでに、BKN相互作用に対して、ポテンシャルの評価に加えて集団質量の計算を行う計算コードの開発を進め、有限振幅法を用いたRPA計算を拘束条件付き平均場状態の上で行うことが可能になった。この成果をもとに、来年度は具体的な成果を目指す。また、線形応答計算においては、陽子・中性子間の相関と対相関を自己無撞着に取り入れた計算を実施し、いくつかのN=Zの核において、アイソスカラー型の対凝縮の前駆現象として、T=0対振動状態が低い励起エネルギー状態にソフトモードとして現れれるという結果を得た。核分裂現象に対する現象論的ハミルトニアンを用いたマクロ・ミクロ法と呼ばれるアプローチでは、米国の研究者との共同研究を通して、大規模な数値計算によって系統的な計算結果を得ることができた。核変形を表す5次元空間の中でエネルギーを計算し核分裂障壁を求めた。この数値計算を170<Aの重い原子核すべてに対して実行した。さらに、この5次元ポテンシャル面をもとに、核分裂の際に減衰が強いとした近似計算で、実験で観測されている核分裂片の荷電数が偶数か奇数かによって現れるジグザグな構造が、ネック形成時の励起エネルギーの違いで理解できる可能性を示唆した。今年度、断熱型自己無撞着集団座標法(ASCC法)に基づいた理論手法の開発に大きな進展があった。拘束条件を自己無撞着に決定し、拘束条件付きハートレーフォック法によって集団部分空間を抽出するという当初の目的を、BKN汎関数と呼ばれるスピン軌道相互作用を無視した比較的簡単なエネルギー密度汎関数に対して実行することに初めて成功した。実空間表示の有限振幅法を用いた計算プログラムを開発した。まず、ベリリウム8の原子核がその基底状態から2つのα粒子に分解する反応経路を自己無撞着に決定することに適用し、反応経路およびそのダイナミクスを支配する集団質量パラメータを決定した。集団質量は、α粒子2つに分解して遠方に離れていく極限において、通常の換算質量に一致することも確認できた。このASCC法では反応経路を完全微視的に、ダイナミクスに基づいて非経験的な決定ができる。現在、この手法をより重い領域に適用を開始しており、酸素16が炭素12とα粒子に分かれる分裂経路の計算を実施している。実時間発展計算においては、核融合反応のシミュレーションを行い、特に超流動原子核の衝突における初期状態の相対ゲージ角依存性を調査した。正準基底時間依存ハートレー・フォック・ボゴリューボフ法による計算では、依存性は比較的小さく、どの場合も対相関が核融合確率をわずかながら小さくする効果があることがほぼ確実になってきている。核構造計算においては、対相関問題の厳密解があるRichardson模型を用いて、時間依存密度汎関数理論の再量子化の妥当性を調べた。対相関が弱い場合、強い場合、中間強度の場合のどれにおいても厳密解の良い近似として使えることが分かった。

また、励起状態の0+状態においても対回転的スペクトルが生み出されることを見いだし、その出現機構を準古典的な解析によって明らかにすることに成功した。建物の耐震改修によって研究室のメンバーがバラバラになってしまったことと、ネットワーク環境の変化によって一部のソフト・プログラムに不具合が生じたが、それらを除けばおおむね順調に研究は進展している。我々は昨年度、断熱型自己無撞着集団座標法(ASCC法)により、2つのアルファ粒子散乱の反応経路、ベリリウム8の核分裂経路、及び散乱の集団慣性質量を核子自由度から決定することに成功し、アルファ・アルファ散乱の位相のずれを計算した。今年度は、これをさらに発展させ、より重い系への適用に成功した。その一つは酸素16の原子核同士の衝突問題であり、離れた2つの酸素の原子核からスタートして、核融合して硫黄32の原子核に至る反応経路を決定した。この経路は硫黄原子核の基底状態には到達しないが、大きな変形をもつ超変形状態に至ることが確認された。同時に散乱の慣性質量を自己無撞着に決定した。2つの原子核が接触後に質量が増大し、特に、超変形状態を通過してさらにコンパクトな形状になる過程では、急激な増加が示唆される。これは、もはや2つの酸素原子核間の距離が集団座標として適切でなくなっていることを意味している。また、アルファ粒子と酸素の原子核の融合・散乱反応についても同様の解析を行なった。こちらは、非対称な反応であり、最終的にはネオン20の原子核の基底状態に至る反応経路が導出された。ネオン原子核の基底状態はプロレート型(ラグビーボール型)に変形しているが、洋なし型の変形を伴う八重極振動励起が低エネルギーに現れ、このモードに沿った運動がアルファ・酸素の反応経路に一致することが確かめられた。これらの得られた反応経路と集団慣性質量を用いて、核融合反応断面積、天体物理S因子を求めることができた。さらに、密度汎関数がカレント密度に依存する場合に、集団質量のクランキング公式との比較を行い、慣性質量に大きな影響があることが分かった。昨年度、建物の耐震改修作業による研究室の一時待避等のため、この研究についてのみ研究期間を延長してこららの成果を得た。現在論文を1本投稿中、別の1本を準備中である。原子核反応は星のエネルギー源であり、星や爆発的天体現象の中で進行する重元素合成のミクロな過程である。特に重要な低エネルギーでの核融合・核分裂といった反応機構は、多核子が関与する集団的な運動であり、量子的かつ非調和的な性格を持った問題で、理論物理として挑戦的課題である。また、これらの反応は原子核における低エネルギー集団励起モードと深く関連しており、核構造の問題としても大変興味がもたれる。通常の研究では反応経路は仮定され、ポテンシャル等を調整することで記述しているが、本研究では、この反応経路を、様々な仮定を排除して核子の自由度から決定し、核反応を記述する集団ハミルトニアンを導出することに成功した。初年度に雇用した研究員が去り、新しい研究員が着任するまでブランクがあったが、その後は順調に研究が進んでいる。
戦後日本における教育ジャーナリズムに関する基礎的研究

本研究は、平成15年度から文部科学省科学研究費補助金を受けて進めてきた「戦後日本における教育ジャーナリズムに関する基礎的研究」である。今回の研究は、1945(昭和20)年から49(昭和24)年にかけて創刊された教育関係雑誌が、いかなるニーズによって創刊され、その隆替はどうであったか、また、各誌が、どのような教育情報を掲載し、伝えようとしていたのか、書誌的分析を通じて明らかにしょうとしたものである。周知のように、戦後日本の教育ジャーナリズムに関する本格的な研究は皆無に等しい。また、1945(昭和20)年から49(昭和24)年にかけて、わが国において創刊された雑誌や新聞は、国内最大の蔵書量を誇る国立国会図書館でさえ、所蔵されている雑誌や新聞は少なく、国立国会図書館の「収集の空白域」と呼ばれてきた。この「空白域」を埋める史料として、アメリカ合衆国メリーランド大学マッケルディン図書館に所蔵されているプランゲ文庫の所在が注目され、コレクションの整理が進み、研究条件が進んできた。このような条件が進む一方、教育関係雑誌や新聞を利用した教育に関する研究は増えたものの、その雑誌がいつ創刊され、いかなる性格を持ち、いつ終刊(廃刊)されたのか、書誌的研究も踏まえずに利用している研究が多く見られる。こうした問題意識から、国内外に点在する史料を収集しつつ、戦後日本における教育ジャーナリズムに関する基礎的研究を進めてきた。その結果、戦後、1945(昭和20)年から49(昭和24)年にかけて創刊された教育関係雑誌は、管見に入る限り、248誌であり、その隆替を示すことができた。また、それらの雑誌の中から58誌を選び、個別雑誌の書誌的分析を行い、戦後日本における教育ジャーナリズムの一端を明らかにすることができた。今年度は、1945(昭和20)年8月から49(昭和24)年にかけて創刊された教育関係雑誌・新聞の全容を概観するため、『ゴードン・W・プランゲ文庫雑誌目録』(全3巻)や『学術雑誌総合目録和文編』(全7冊)を購入し、従来所有していた各種目録と合わせて当該期に創刊された教育関係雑誌・新聞のリストを作成した。次に、同時期に創刊された教育関係雑誌の現物収集作業を行った。なかでも、古書店でも入手が困難な『教育現実」や「教育復興』の現物を入手出来たことは大きい。その他、『教育科学』の復刻版も購入することが出来た。また、国立国会図書館憲政資料室に通算7回通い、同資料室に所蔵されているアメリカ・メリーランド大学図書館所蔵のプランゲコレクションの雑誌の中から、これまで未収集であった教育関係雑誌の複写をすることが出来た。以前から収集してきた教育関係雑誌と合わせると、59種類の雑誌に目を通し終えた。これらの雑誌の書誌的紹介は、随時、近代日本教育史料研究会の「かわら版」の中で紹介してきた。さらに、本年度の特筆すべき成果として、玉川大学図書館の木戸若雄文庫に所蔵されている雑誌の中から、占領下の教育関係雑誌の複写をすることが出来たことがあげられる。これらの雑誌は、1990(平成2年)度に新たに木戸文庫に加わった雑誌群であり、従来の教育ジャーナリズム研究やプランゲコレクションに見られない貴重な史料である。現在、収集した教育関係雑誌の書誌的・内容分析に着手している。来年度以降も、引き続き、史料収集を行うと同時に、雑誌や新聞の分析を継続して行い、その成果を発表していきたいと考えている。今年度は、1945(昭和20)年8月から49(昭和24)年にかけて創刊された教育関係雑誌・新聞の全容を概観するため、昨年度作成した教育関係雑誌・新聞のリストに新たに見っけることが出来た雑誌・新聞を追加した。

次に、同時期に創刊された教育関係雑誌の現物収集作業もあわせて行った。なかでも、古書店を通じて『新しい小学校』をはじめ、『総合教育技術』や『季刊大学』など、入手困難な雑誌を収集することが出来た。また、国立国会図書館憲政資料室に通算6回通い、同資料室に所蔵されているアメリカ合衆国メリーランド大学マッケルディン図書館所蔵のプランゲコレクションの雑誌・新聞の中から、これまで未収集であった教育関係雑誌・新聞の複写を行った。これらの雑誌や新聞の書誌的紹介は、随時、近代日本教育史料研究会の「かわら版」の中で紹介してきた。さらに、本年度の特筆すべき成果として、アメリカ合衆国メリーランド大学マッケルディン図書館を訪ね、プランゲコレクションの全容を知り、史料収集をすることが出来たと同時に、米国議会図書館の所蔵雑誌の調査を行い、数多くの当該期の教育関係雑誌を発見した。その他、国内では、群馬県立土屋文明記念文学館に所蔵されている佐々木靖章氏コレクションや創価大学附属中央図書館所蔵の『新教育研究』の調査も実施し、有意義であった。現在、昨年度に引き続き、収集した教育関係雑誌・新聞の書誌的・内容分析を進めている。来年度も、史料収集を継続するとともに、雑誌や新聞の分析を行い、その成果をまとめていきたいと考えている。今年度は、1945(昭和20)年8月から49(昭和24)年にかけて創刊された教育関係雑誌・新聞の全容を概観するため、昨年度作成した教育関係雑誌・新聞のリストに新たに見つけることが出来た雑誌・新聞を追加した。また、国立国会図書館憲政資料室に通算5回通い、同資料室に所蔵されているアメリカ合衆国メリーランド大学マッケルディン図書館所蔵のプランゲコレクションの雑誌・新聞の中から、これまで未収集であった教育関係雑誌・新聞の複写を行った。さらに、2005(平成17)年9月、占領期雑誌研究の第一人者である福島鑄郎氏が『福島鑄郎所蔵占領期雑誌目録1945年8月1952年3月』(文生書院)を刊行したため、同目録に収録されている教育関係雑誌の中から新たに発見できた雑誌をリストに追加することが出来た。今年度は、本研究の最後の年度にあたり、これまで収集してきた教育関係雑誌・新聞の書誌的・内容的分析をまとめ、現時点で明らかになったことを報告書にまとめた。報告書は、研究概要、戦後日本における教育関係雑誌の変容過程、個別雑誌の紹介の3部から構成されてている。
水系媒体中での触媒的有機合成反応の開発

本研究では、水系溶媒を反応媒体として用いる有機合成反応の開発研究を行った。水系媒体中での有機合成反応は、従来主に用いられてきた有機溶媒中での合成反応と比較して、有害かっ高価な有機溶媒の使用を低減化できることや、溶媒・反応基質等の脱水乾燥の必要が無いことから簡便な操作で反応を行うことができるなどの利点を持つ。更に、有機溶媒中では実現できないユニークな反応性・選択性がしばしば観察されることから、学術的にも大変興味深い研究分野である。一方、触媒は、極少量で多量の生成物を生産できる化学反応促進剤であり、触媒を用いる触媒的有機合成反応は、環境調和型化学反応プロセスの実現に欠かせない手法である。したがって、水系媒体中での触媒的有機合成反応は、その実現のための有効な方法論が見出されれば、社会的影響は極めて大きい。研究期間内に得た研究成果は以下の通りである。(1)高疎水性高分子型ブレンステッド酸触媒を開発し、水媒体中での種々の反応(エステル、チオエステル、アセタール、ケイ素工一テルの加水分解等)に有効であることを示した。(2)アリルアルコール類をアリル化剤として用いる、パラジウム触媒による水媒体中でのアリル位置換反応を開発した。本反応の高速化に、ある種のカルボン酸の添加が有効であることを見出した。(3)水中でのジアステレオ選択的向山アルドール反応に鉄(III)イオンが有効であることを見出した。(4)水系溶媒中での触媒的不斉ヒドロキシメチル化反応を進行させる優れた触媒を開発した。(5)水のみを反応溶媒として用いる触媒的不斉Mannich型を開発した。(6)溶媒として水-THFの混合溶媒を用いる、官能基化されたオリゴアレーンの二段階繰り返し合成法を確立することができた。本研究では、水を反応媒体として用いる有機合成反応の開発研究を行った。水系媒体中での有機合成反応は、従来主に用いられてきた有機溶媒中での合成反応と比較して、有害かつ高価な有機溶媒の使用を低減化できることや、溶媒・反応基質等の脱水乾燥の必要が無いことから簡便な操作で反応を行うことができるなどの利点を持つ。本年度に得た研究成果は以下の通りである。(1)高疎水性高分子型ブレンステッド酸触媒を開発し、水媒体中での種々の反応(エステル、チオエステル、アセタール、ケイ素エーテルの加水分解等)に有効であることを示した。(2)水系溶媒中での触媒的不斉ヒドロキシメチル化反応を進行させる触媒を開発した。本反応は、ケイ素エノラートとホルムアルデヒドとの触媒的不斉反応の初めての例である。(3)アリルアルコール類をアリル化剤として用いる、パラジウム触媒による水媒体中でのアリル位置換反応を開発した。(4)水中でのジアステレオ選択的向山アルドール反応に鉄(III)イオンが有効であることを見出した。鉄(III)イオンは、これまでは水系溶媒中での向山アルドール反応に不適であると考えられてきたため、本反応は、水中で機能する金属触媒についての従来の考えを大きく変換させるものである。

水系媒体中での有機合成反応は、従来主に用いられてきた有機溶媒中での合成反応と比較して、有害かつ高価な有機溶媒の使用を低減化できることや、溶媒・反応基質等の脱水乾燥の必要が無いことから簡便な操作で反応を行うことができるなどの利点を持つ。更に、有機溶媒中では実現できないユニークな反応性・選択性がしばしば観察されることから、学術的にも大変興味深い研究分野である。一方、触媒は、極少量で多量の生成物を生産できる化学反応促進剤であり、触媒を用いる触媒的有機合成反応は、環境調和型化学反応プロセスの実現に欠かせない手法である。したがって、水系媒体中での触媒的有機合成反応は、その実現のための有効な方法論が見出されれば、社会的影響は極めて大きい。本年度に得た研究成果は以下の通りである。(1)水系溶媒中での触媒的不斉ヒドロキシメチル化反応を進行させる優れた触媒を開発した。光学活性配位子としてキラルビピリジン型配位子を用い、Lewis酸性金属としてスカンジウムトリフラートを用いることで、種々のケイ素エノラートとホルムアルデヒドとの反応が、高いエナンチオ選択性で進行することを明らかにした。これは、ケイ素エノラートとホルムアルデヒドとの触媒的不斉反応の初めての成功例である。本反応では、市販のホルムアルデヒド水溶液を直接使用できるため、反応を安全かつ簡便に行なうことができる。また、キラルビピリジン型配位子の新規合成法を確立した。(2)水のみを反応溶媒として用いる触媒的不斉Mannich型を開発した。これまで、水と有機溶媒との混合溶媒系で機能していたキラル触媒の構造を修飾することにより、従来困難であった水のみを溶媒とする本反応が可能となった。本研究では、水を反応媒体として用いる有機合成反応の開発研究を行った。鈴木-宮浦クロスカップリングは、ビフェニル類の合成において重要な反応である。我々は、高度に官能基化されたオリゴアレーン類の合成法の開発の過程で、ヒドロキシフェニルボロン酸あるいはボロン酸無水物と、アリールトリフラートとの鈴木-宮浦クロスカップリングの検討を行った。その結果、溶媒として水-THFの混合溶媒を用い、触媒として酢酸パラジウムとビフェニル型モノホスフィンを用いたときに、反応が定量的かつ高速で進行することを見出した。この反応において、水の存在は重要であり、THFのみを溶媒として用いると、反応はきわめて遅くしか進行しなかった。
実証実験に基づく地域分散型エネルギー技術のイニシアチブ及び戦略整備

地域分散型エネルギー供給システムによる電気・熱供給事業のネットワーク化の実用化・事業化を目的とし、経済性・環境性のある既存地域エネルギーシステムの再構築並びに新規地域エネルギーシステムの最適化を目指すものである。さらに、気候風土と建物用途を考慮し、建物需要、電気とガス料金など諸要素に基づいた分散型エネルギーシステムの設計と評価を行い、導入容量、経済性、省エネルギー性と環境性について考察を行った。本年度では、北九州学術研究都市における環境エネルギーセンターの2007年、2008年のデータをもとにも、太陽光発電、燃料電池、ガスエンジンの発電電力量、ガス使用量などを調べ、年間発電、排熱利用量、発電効率、排熱回収率、1次エネルギー総合効率などを検討した。本研究の理論研究では、分散型エネルギー技術の多様化により、地域・建築のエネルギーシステムの選択が益々難しくなることから、経済性の視点に立ち、分散型エネルギー技術に関わるシステムの目標関数を構築し、線形計画問題として確定し、シンプレックス法アルゴリズムを用いて、分散型エネルギー技術の導入選択支援手法を提案した。北九州学術研究都市の地域エネルギーシステムを対象とし、手法の検証を図った。また、地域家庭での利用を目指し、蓄熱タンクを含めた家庭用μCGSシステムの経済的な目標関数を構築し,混合整数非線形計画法を用いて,ユーザの電気需要及び熱需要を満たすための最適な家庭用μCGSの規模をモデル住宅において検討した。感度分析では,家庭用μCGSの導入に影響のある主なパラメータについて分析を行った。蓄熱タンクを含めた家庭用μCGSシステムの最適規模の検討を行った。さらに、最適な建築のエネルギーシステムに関する評価が複雑であり、経済面だけではなく、環境影響にも考慮を入れる必要がある。研究では、線形計画法とマルチ基準評価方法を用いて、異なる種類の情報を考慮し、統合した評価モデルを構築した。最後に地域エネルギーの利用を目指すために、北九州市における利用可能なエネルギーの潜在賦存量と利用可能量についての検討を行い、GISを用いて利用可能なエネルギー源のデータをマップ上に表せ、供給と需要の分布を把握し、具体的な利用についての提案を行った。本年度では,分散型エネルギー技術の多様化により,地域・建築のエネルギーシステムの選択が益々難しくなることから,その導入支援手法を提案した。さらに北九州学術研究都市の地域エネルギーシステムを対象とし,手法の検証を図った。以下の結果を得られた。経済性の視点から,分散型エネルギー技術に関わるシステムの目標関数を構築し,線形計画問題として確定し,シンプレックス法アルゴリズムを用いて,分散型エネルギー技術の導入選択支援手法を提案した。提案した手法を用いて,5つのケースに分け,DER技術の選択を行った。ケーススタディでは,従来型に比較すると,分散型エネルギー技術を導入することにより,ランニングエネルギーコストの削減率はほぼ55%となっていることがわかったが,分散型エネルギー技術の初期投資コストが依然として高いため,現段階ではもっとも現実的な技術はガスエンジン・タービン等のような成熟的な技術であり,太陽電池,燃料電池等はさらにコストダウンが求められている。分散型エネルギー技術を利用した場合,その有効性は排熱利用によるものだと言われている。ケーススタディでも,分散型エネルギー技術を採用する場合,冷暖房・給湯等の温熱エネルギー需要の約80%は分散型エネルギーシステムから供給することができたことからその有効性を立証できた。初期コストを抑えることができれば,分散型エネルギー技術の普及が可能だろう。さらに、本年度では、DERの最適導入ツールE-GAMSの再構築を行い、日本におけるエネルギー需要に合った技術の選択と導入の最適化を行った。ケーススタディとして省エネルギーが困難といわれる「病院」を対象とし、気候風土を考慮した堆域別エネルギー負荷など諸要素に基づいたコスト最適化の分散型電源の選択を行い、その導入容量、経済性、省エネルギー性と環境性について考察を行う。最終年度では、気候風土と建物用途を考慮した地域別・建築別エネルギー負苛、電気とガス料金など諸要素に基づいたコージェネレーションシステム(Combined cooling,heating and power,CCHP)の設計と評価を行い、その導入容量、経済性、省エネルギー性と環境性について考察を行った。「評価手法」として、建築物のエネルギー負荷を満足できるコージェネレーションシステムの設備容量と運転戦略を決定する手法を提案した。具体的に、電気負荷の累積曲線をベースにし、定額容量で年間総発電力を最大化するという基準に基づいて、設備の容量を決定する。運転戦略について、「電主熱従」という運用方法を従って、設備の起動・停止及び運転スケジュールを確定できる。また、経済性、環境性及び省エネルギー性などの面から、年間総エネルギーコスト削減率、年間一次エネルギー消費の削減率と年間CO2排出量の削減率などの評価指標を提出した。「実例分析」として、評価手法と計算方法を基づいて、地域別・建築別コージェネレーションシステム導入の実証研究を行った。まず、異なる気候分区に位置している五つの都市(札幌・仙台・東京・鹿児島・那覇)を選択し、建物別(商業・オフィス・病院・ホテル・集合住宅)エネルギー消費原単位を用いて地域別・建築別エネルギー消費を計算し、電気とガス料金などを整理した。その上に、地域別・建築別ネレーションシステム導入の経済性、環境性と省エネルギー性を検討した。

なお、同じ手法を利用して、中国における地域別・建築別コージェネレーションシステム導入の比較評価を行った。最終的に、気候風土を考慮した分散型エネルギー供給システムの実用化と普及のための技術条件、政策、実施プロセスを検討し、地域分散型エネルギー供給システムの再構築のあり方を検討した。
地球環境由来の生物による宇宙環境汚染の可能性に関する研究

本研究は、惑星探査及び宇宙ステ-ション建設の際に生じる、地球由来生物による宇宙環境の汚染に関して検索を行ったものである。もし、宇宙環境において地球生物が短時間に全て死滅するのであればなんら問題は無いのであるが、もしも、相当の期間生存が可能であるとすると、宇宙船の検疫が必要であろう。ましてや、宇宙線は強力な突然変異作用を有しているものが多いだけになおさらである。この問題はただ単に学問的な興味だけでなく、現実的な宇宙汚染という非常に危険な問題を含んでいると考える。我々は、模擬宇宙環境用のクライオスタットを考案し(100K500K,1x10 ^<ー8>torr)、さらに、東京工業大学所有のバンデグラフ型加速器によって、宇宙線の主成分である陽子線照射を行った。用いた生物はウイルスから細菌、放線菌、酵母、カビ、嫌気性菌、南極由来の藻類、さらに古細菌と、我々の環境に普遍的に存在しているものから、特殊環境でのみ生育可能なものまで広範囲に選択を行った。その結果、タバコモザイクウイルス、ある種の球菌、枯草菌の胞子、黒カビの胞子、嫌気性菌の胞子、南極由来の藻類などは、宇宙空間で250年間に浴びると同量の陽子線を加速器を用いて1時間以内で浴びせたところ約1080%の生存が認められた。かかることにより、本研究の目的である地球環境由来の生物による宇宙環境汚染の起きる可能性を十分に示唆されたものと考える。ただ、最終的には宇宙ステ-ションなどを用いた暴露実験を行って、本研究結果と比較検討を行うことが必要であろうと考える。初年度は模擬宇宙環境作製用クライオスタット(-196°C,10^<-5>気圧)を設計作製し,本学所有のバンデグラフ型加速器により,太陽系宇宙放射線の大部分をしめる陽子線照射を行った。照射試料として地球環境下で善遍的に存在している大腸菌,枯草菌,乳酸発酵菌,放線菌,酵母,黒カビ,又特異環境下に存在するタバコモザイクウィルス,嫌気性菌,古細菌である好塩菌を用いた。照射条件は1MeV,0、010、1μAが最適であった。まず,低温真空に対する影響をみるためクライオスタット内に試料を設置して,上記低温真空の条件下で24時間処理した。その結果,大腸菌,連鎖球菌,放線菌の胞子,酵母,古細菌は99、9%以下の残存率であった。それに対して,タバコモザイクウィルス,枯草菌の胞子,ブドウ球菌,ミクロコッカス,黒カビの胞子,嫌気性菌の胞子は各々61%,55%,6%,24%,48%,71%であった。さらに,クライオスタット内で宇宙空間の250年間に浴びると同等量の陽子線を1時間以内で照射したところ,前述した5菌種はすべて死滅していたが,後述の6菌種は無照射試料に対して51%,55%,23%,13%,48%,71%の高い残存率を示した。又,日和見感染症をおこす病原真菌と用いて,陽子線の突然変異作用を検討した。照射試料をフロ-サイトメトリ-により検索した結果,照射量の非常に低いところで細胞内容物に変化が見られた。これが核酸によるものなのか,あるいは蛋白質,膜構成成分によるものなのかは現在検討中である。模擬宇宙環境作製用クライオスタットを用いて,地球環境由来の生物による宇宙環境汚染の可能性を検討した。模擬宇宙環境は液体窒素による冷却(ー160°C)とタ-ボ分子ポンプによる真空(1×10^<ー6>torr),及び東京工業大学所有のバンデグラフ型加速器による陽子線照射(1MeV,0.0501μA,1200μク-ロン)を用いて行った。

地球環境由来の生物として,ウィルス1種,細菌5種,放線菌,酵母,カビ,古細菌,嫌気性菌各1種づつ,それに南極昭和基地由来の藍藻3種などの模擬宇宙環境における生存実験をった。
原始紅藻のゲノム解析と系統進化に関する研究

本研究は、最も原始的な植物の一つであると考えられている、原始紅藻類に属する単細胞紅藻Cyanidioschyzon merolaeを用いて、cDNAの塩基配列の解析を行うことが目的であった。(1)植物として存在するために最小限の遺伝子のセットを探すこと、(2)相同性検索や系統解析により、遺伝子の間の系統関係を探ること、(3)細胞核DNAに存在する遺伝子の中には、高等植物では失われてしまった物もある。この中には、現存する遺伝子よりも性能の良い物、有用な遺伝子を多数含んでいることが考えられる。本年度は、cDNAの解析をさらに進めた。また、新たに、完全長cDNAライブラリーの作製も行った。トータルRNAを抽出した後に、核由来のmRNAの5 ́端に付加されるキャップ構造を認識して、完全長のmRNAのみを取り出してからcDNAを合成し、クローン化を行うという、「オリゴキャップ法」でcDNAの作製を行った。この方法については、東京大学医科学研究所、菅野純夫教授、鈴木穣博士の指導を受けた。本研究で行ったcDNAの塩基配列の解析と、その配列の相同性検索を行った結果の主な物を以下に示す。(1)光合成に関与する遺伝子は、色素体に存在する遺伝子と細胞核に存在する遺伝子の両方がある。細胞核に存在する遺伝子であっても、光合成に関与する遺伝子は、真核生物由来であるというよりも、ラン藻由来であると考えられる。(2)遺伝子のうちの、約60%が機能未知の遺伝子で、他の植物との類似性のある物の他に、線虫やショウジョウバエと最も相同性の高い遺伝子も存在した。このことは、進化の過程で、動物にも植物にも存在した遺伝子で、一方のみに残った物、進化の過程で、別々に付加された遺伝子も多く存在するということを示している。平成12年度は、C.merolaeのcDNAライブラリーを作製し、この中に含まれる遺伝子の塩基配列を決定した。C.merolaeの培養は、申請者らが確立した方法(Ohta et al.1992)を改変した方法で行った。Allen培地に10%CO_2を通気し、16時間明期、8時間暗期の周期で7日間培養を行い、対数増殖期の細胞を採集した。細胞からのmRNAは、Qiagen社のPlant RNA extraction Kitを用いて200bp以上の長さのものだけを調製し、さらに、Pharmacia社のポリA-mRNA抽出カラムを2度通すことにより、95%以上のポリ-Aテールを持つRNAを得ることができた。このポリ-Aテールを持つRNAに対し、逆転写酵素を用いてcDNAを合成した。このcDNAに、リンカーDNA、アダプターDNAを付加し、ファージミドベクターであるλZAPIIに挿入し、E.coli XL-1 Blue MRF株を宿主としてクローン化を行った。次に、クローン化した挿入断片の塩基配列を決定した。得られたプラスミドDNAをダイターミネーター法でラベルし、ABI社のDNAシークエンサー377を用いて、サンガー法で塩基配列を決定した。挿入断片の5′側および3′側の両側から塩基配列の決定を行い、得られた断片が細胞核からのmRNA由来であることを確認した。平成12年度中に300個、600シークエンスの塩基配列を決定したところ、255のnon-redundantの塩基配列が得られた。得られたcDNAの平均長は1.6kbpであった。相同性検索の結果、58%のクローンがC.merolaeに特有のものであった。また、Arabidopsisと相同性の高い未知の配列も約15%含まれていた。光合成関連の遺伝子は、ほとんどのものがラン藻と高い相同性を示し、植物の光合成の起源は、原真核生物に寄生した共生体の藍藻であることがわかった。
名古屋方言におけるプロソディーと世代差に関する対照言語学的研究

本研究では、名古屋方言の韻律構造(リズム・アクセント・イントネーションの構造)を明らかにすることを目標とし、一般言語学的観点からの調査および分析を行った。その結果として、アクセントおよびピッチに、種々の音韻構造が関与することを明らかにした。また、フィールドワーク調査による名古屋方言の録音の作業を通して、方言音声の記録という性格を持たせることを目標とした。名古屋方言プロソディーに関する3カ年の研究のうち、初年度は、とくにアクセント(トーン)の調査・分析を行った。インフォーマント調査(および録音作業)を複数回行うことによって、とくに単語の開始部分のピッチにおいて、音韻構造との相関が見られることを確認した。また、上記に関して世代によってずれがあり、高年話者ではモーラに依存したトーン付与が行われるのに対し、若年話者では相対的に音節構造に依存したピッチ付与が行われることを確認した。典型的な例を拳げると、伝統的に名古屋方言において「曜日」はアクセント核のない平板アクセントで発音されるが、その開始のピッチが世代によって異なる傾向を示した。語頭2モーラが自立モーラの連続、すなわち、(1)のように軽音節連続の場合、その2モーラ(2音節:LL)は低ピッチの連続で発音され、そこが自立モーラと特殊モーラの連続、すなわち、(2)のような重音節(H=1音節)の場合は、高ピッチで発音される(●は高ピッチ、○は低ピッチの「モーラ」をそれぞれ表す)。これは世代にかかわらず共通して見られることで、Hに高いピッチを当てるという一般的な性質と共通する。(1)にちよーび(○○●●●:日曜日)、げつよーび(○○●●●:月曜日)(2)きんよーび(●●●●●:金曜日)ところが、「かよーび」(火曜日)、「どよーび」(土曜日)などの語頭がLHの場合は、世代差が見受けられた。高年話者ではモーラのレベルで(1)と共通の(3a)の型で発音される傾向にあるのに対し、若年話者ではH全体を高のピッチにする(3b)の型が相対的に多く見られた.(3)a.かよーび(○○●●:火曜日)、どよーび(○○●●:土曜日)b.かよーび(○●●●:火曜日)、どよーび(○●●●:土曜日)前年度に引き続き、名古屋市内の数カ所で、フィールドワークによるプロソディー(アクセント・イントネーション)の調査を実施し、とくにピッチの計測を行った。同時に、のプロソディーの型の法則性を探るとともに、文中でのアクセントとイントネーシヨンとの関わりについての調査を開始した。名古屋方言の(アクセントのある単語の)中立発話におけるピッチ幅は、概して広い傾向にあり、他方言の話者からすると、まるで強調されているように聞こえる可能性のあることを示した。また、同方言において同じ語にフォーカスを当てた(強調した文脈に入れた)部分は、中立発話のそれよりも、さらにピッチの幅が広くなり、他方言における強調表現の音声よりも顕著であることを確認した。それに加え、東京方言が通常、フォーカスを当てられた単語に対して、より高いピッチを付与する傾向にあるのに対し、名古屋方言では、(ピークを高くすることに加え)開始部分をより低くすることによってもそれが実現され、結果的に、ピッチの幅が著しく広がることでフォーカス部を実現することを示した。これらのことにより、名古屋方言が他方言の話者にとって詰問されているような印象を与える一因となっていることを指摘した。当該年度は、とくに名古屋方言のイントネーションに焦点を当て、フィールドワーク調査を行った。修飾構造を持つ文の中立的発話および、修飾・被修飾部分にそれぞれフォーカスの当たった発話を、名古屋方言話者を被験者として録音し、それを同方言以外の話者(関西方言話者・東京方言話者)に聞かせ、評価を調査した。その結果、名古屋方言における中立発話は、東京方言に比べて(単語の発話と同様)ピッチの幅が大きく、そのため、中立発話であっても特定の部分にフォーカスが当たっているように知覚される場合のあることが確認された。また、特定の部分にフォーカスの当たった発話は、他方言話者にとって時として過剰にフォーカスが当たっているように感じられることもかった。このような(他方言から見れば)極端なピッチ幅を持つという特徴から、前年度の調査内容である単語レベルのピッチと同様、しばしば名古屋方言が詰問しているように受け取られる可能性のあることが明らかになった。また、同方言の韻律形式として、特徴的なイントネーション(文頭数モーラが低く生起する)が存在し、そのような韻律的特徴により、いくぶん否定的な印象が与えられることが分かった。以上を整理することにより、名古屋方言のプロソディーの特徴を示した。
宇宙機の高精度軌道決定のための精密非重力外乱モデルの研究

精密軌道決定を行うためには,太陽輻射圧をはじめとする非重力外乱の精密計算が必要となるが,様々な形状の宇宙機が存在するため,一般的な計算手法は存在していない.また,高精度な非重力外乱計算には膨大な計算時間がかかってしまうため,計算コストの削減も求められている.さらに,モデル化のために与えられた宇宙機の形状・反射特性情報と軌道上に打ち上げられた宇宙機の実際の情報の間には必ず差異が存在するため,フライトデータを基にモデル補正を行う必要がある.このような,高精度かつ低計算コストかつモデル補正も可能となるような非重力外乱計算手法を構築するため,申請者は「事前計算テンソルを用いた太陽輻射圧計算手法」を考案した.提案手法では,計算コストの高い陰影計算や反射特性計算を事前に行い,その情報を形状に関するテンソルと,反射に関するテンソルとしてそれぞれ圧縮保存しておき,計算時は,それら事前計算テンソルを用いることで,高精度かつ高速に太陽輻射圧を求めるということを行う.この事前計算テンソルによって,形状,反射特性,太陽情報という三つの要素を分割することができるため,フライトデータを利用した光学特性推定を行うことも可能となっている.本年度は,提案手法の実用化に向けて,事前計算テンソルを生成する高速並列演算アルゴリズムの開発や,生成時に用いる基底関数の研究などを行った.またシミュレーションにより,提案手法が従来手法よりも精度・速度両面で優れた手法であると証明した.実用例の一つとして,深宇宙探査機PROCYONにより実際に観測された姿勢運動を,提案手法を用いて表現できるか否かの検証も行い,提案手法の有効性を示すことができた.光学特性推定に関して,一部課題は残るものの,従来手法よりも優れた手法を提案することができており,今後の宇宙開発に貢献できる非重力外乱計算手法を構築できたと考えている.28年度が最終年度であるため、記入しない。28年度が最終年度であるため、記入しない。I.測位衛星みちびきにおける非重力外乱の解析測位衛星みちびきの非重力外乱モデルに関して,従来の経験的モデルによって推定された加速度と,解析的モデルによって計算された加速度を1年間に及び比較し,現状の解析的モデルに含まれる誤差を評価した.その結果,構造モデルを精密にしていくことで加速度誤差が低減されること,従来小さいと考えられて無視されてきた熱輻射圧が,みちびきの例では大きな誤差を引き起こしていることを明らかにした.誤差を低減することはできたものの,依然として大きな誤差が残っており,その改善案として「構造モデルの更なる精密化」,「反射モデルの精密化」,「熱輻射圧計算のための温度推定精度の向上」,「レイトレースなど複雑な光積分計算の必要性」を提示しその影響を定量的に示した.II.超小型深宇宙探査機PROCYONの姿勢制御系開発と宇宙用素材の光学特性の精密測定本研究は測位衛星の軌道決定に焦点を当てて始まったものであるが,非重力外乱は深宇宙探査機の軌道・姿勢運動にも大きな影響を与えている.よって,深宇宙探査機の姿勢運動を解析することでも,非重力外乱モデル構築に必要なデータを集めることができ,最終的にはモデル精度評価を行うことができる.よって,超小型深宇宙探査機PROCYONの姿勢制御系開発に参加し,現在は軌道上データ取得と解析を行っている.軌道上の探査機の生データを取得できることはとても貴重であり,このデータを活用することで本研究のさらなる発展が期待される.また,精密非重力外乱モデルを構築するためには,宇宙機表面の素材の光学特性を精密に測定する必要がある.PROCYONの精密非重力外乱モデルを構築するため,PROCYONに使われている太陽電池やMLIといった宇宙機特有な材質の光学特性を測定した.本測定結果と軌道・姿勢運動に及ぼす影響評価結果は平成27年度に学会報告を行う予定である.宇宙機はそれぞれの働きに合わせて多様な形状を持つため,どのような形状であっても高精度に非重力外乱を計算することができる一般性の高いモデルが求められている.一方で,高精度な非重力外乱計算には膨大な計算時間がかかってしまうため,計算コストを削減する必要がある.さらに,計算機に与えられた宇宙機の構造,熱光学特性情報と軌道上に打ち上げられた宇宙機の実際の情報の間には必ず差異が存在するため,フライトデータを基にモデル補正を行う必要がある.このような,高精度でありながら高速計算が可能かつモデル補正も可能となるような一般性の高い計算モデルを構築するため,申請者はコンピュータグラフィクス分野の高速レンダリング手法を参考に,「事前計算テンソルを用いた太陽輻射圧計算手法」を考案した.本提案手法では,太陽輻射圧計算を事前計算フェーズと実計算フェーズに分ける.高精度化のために必要となるコストの高い陰や反射特性の計算は事前計算フェーズで行い,その情報をテンソルに圧縮する.実計算フェーズでは事前計算されたテンソルを用いて高速に太陽輻射圧を求めることができる.さらには,事前計算テンソルを形状情報と光学特性情報に分割することで,フライトデータを利用した光学特性推定を行うことも可能となった.さらに,本年度は超小型深宇宙探査機PROCYONを利用した非重力外乱の測定実験にも取り組んだ.本研究で取り扱う非重力外乱は,とても小さな力であるため地球上での観測は極めて難しく,軌道上にある宇宙機のデータを解析することでしか実際の力を計測することはできない.そこで本研究ではその貴重なデータを収集するため,2014年に打ち上げたPROCYONを用い,PROCYONに加わる外乱データを1年間にわたり計測してきた.

この計測データを用いて,今後上記提案モデルの健全性確認などを行う予定である.2年目に当たる本年度は当初の計画通り,「宇宙機の詳細な構造,姿勢,光学特性モデルを考慮した精密非重力外乱計算アルゴリズムの構築」を行った.非重力外乱の中でも最も大きな力である太陽輻射圧について,従来のモデルと比較して次のような利点を持つ太陽輻射圧モデルを構築することができた.「1陰の効果を考慮した精度の高い太陽輻射圧計算が可能となる」,「2BRDF(Bidirectional Reflectance Distribution Function)のような高精度で複雑な反射モデルを用いた,精度の高い太陽輻射圧計算が可能となる」,「3どのような形状の宇宙機であっても,その形状・光学特性情報を同じ特性を持つテンソルに圧縮することができる」,「4複雑な形状で陰の効果を考慮した場合であっても光学特性推定が可能となる」,「5どれだけ詳細な構造モデルを用いても,実計算フェーズでの計算コストは増大しない」また,この提案手法は,太陽輻射圧だけでなく他の非重力外乱である熱輻射圧や空力外乱の計算にも応用可能である.そのため現在,3つの非重力外乱を統一的に扱うことができる計算手法の構築をおこなっている.さらに,超小型深宇宙探査機PROCYONに加わる外乱計測を1年間にわたり行ってきたことで,来年度に計画している「実観測データを用いた測位衛星の精密軌道決定実験によるモデル精度の検証」のための実観測データを集めることができた.このデータと,測位衛星システムの観測データを合わせ,深宇宙軌道・地球周回軌道両方でのモデル精度検証を行うことができる.このように,本研究は当初の計画に沿って概ね順調に進展しているといえる.精密軌道決定を行うためには,太陽輻射圧をはじめとする非重力外乱の精密計算が必要となるが,様々な形状の宇宙機が存在するため,一般的な計算手法は存在していない.また,高精度な非重力外乱計算には膨大な計算時間がかかってしまうため,計算コストの削減も求められている.さらに,モデル化のために与えられた宇宙機の形状・反射特性情報と軌道上に打ち上げられた宇宙機の実際の情報の間には必ず差異が存在するため,フライトデータを基にモデル補正を行う必要がある.このような,高精度かつ低計算コストかつモデル補正も可能となるような非重力外乱計算手法を構築するため,申請者は「事前計算テンソルを用いた太陽輻射圧計算手法」を考案した.提案手法では,計算コストの高い陰影計算や反射特性計算を事前に行い,その情報を形状に関するテンソルと,反射に関するテンソルとしてそれぞれ圧縮保存しておき,計算時は,それら事前計算テンソルを用いることで,高精度かつ高速に太陽輻射圧を求めるということを行う.この事前計算テンソルによって,形状,反射特性,太陽情報という三つの要素を分割することができるため,フライトデータを利用した光学特性推定を行うことも可能となっている.本年度は,提案手法の実用化に向けて,事前計算テンソルを生成する高速並列演算アルゴリズムの開発や,生成時に用いる基底関数の研究などを行った.またシミュレーションにより,提案手法が従来手法よりも精度・速度両面で優れた手法であると証明した.