火星の地表下実験用レーダー映像装置英語: Radar Imager for Mars' subsurface experimentRIMFAX ))は、火星2020ミッションの一部であるNASAパーサヴィアランスローバー地中レーダー。レーダー波を使用して、地表下の地質学的特徴の確認を行う。

RIMFAXのレーダー映像機器

このデバイスは、埋められた砂丘や溶岩の特徴など、地下の数十メートル/ヤードを検出できる[1]。開発中は、約10ヤード/メートルの検出範囲が対象となり、氷河でのテストは成功した[2]

RIMFAXの名前は、「faithfully brings the night(忠実に夜をもたらす)」北欧神話の馬、Hrímfaxiに由来している[3]

レーダーは150〜1200 MHzの無線周波数で動作し、ボウタイのスロットアンテナを使用する[2]

概要編集

RIMFAXは、地中レーダーアンテナは、パーサヴィアランスローバの下部後方に配置され、さまざまな地表密度、構造層、埋没岩、隕石を画像化し、深さ10 m (33 ft)の地下水氷英語版塩水を検出する。

地中レーダー(GPR)は、無線周波数の電磁波を地上に送り、反射信号を時間の関数として検出して、地下の構造と組成を明らかにする。RIMFAXは、ノルウェー防衛技術研究機構英語版(FFI)で開発された多数のGPR機器に基づいている[4]。RIMFAXは、2014年7月に火星2020ローバーの機器の1つとしてNASAによって選ばれた。RIMFAXは、科学チームに浅い層とそれらの近くの露頭との層序関係を評価する機能を提供し、したがって地史と関連する環境史への窓を提供する[4]

RIMFAX機器は、FFIによって開発および製造され、2018年12月にローバーと統合するためにNASAのジェット推進研究所に納入された。火星の1日は24.5時間であるため、RIMFAXの運用は、カリフォルニア大学ロサンゼルス校(UCLA)とオスロ大学(UiO)のセンター間で共有され、2週間ごとに交換される。RIMFAXデータは、NASAの惑星データシステム英語版によってアーカイブされる[5]。 RIMFAXの主任研究者は、FFIのスヴェイン・エリック・ハムラン英語版であり、彼のチームには、ノルウェーカナダ、および米国の科学者が含まれている[6]

仕様編集

RIMFAXは、ゲート周波数変調連続波(FMCW)波形を使用して、地下をプローブする。ゲート付きFMCWは、送信と受信の両方に単一のアンテナを使用し、送信機と受信機の間でアンテナをすばやく切り替える。RIMFAXは、ローバーの経路に沿って10〜20 cmごとにレーダー探査を取得し、地下構造の2次元GPR画像を作成するように命令される。

 
RIMFAXのボウタイスロットアンテナ
Specifications Units/performance[3][4]
Mass 3 kg (6.6 lb)
Power 5 to 10 watts
Dimensions 19.6 × 12.0 × 0.66 cm

(7.0" × 4.7" × 2.4")
Data return 5 to 10 kbytes per sounding location
Frequency range 150 to 1200 MHz
Vertical resolution 15 cm to 30 cm

(6" to 12")
Penetration depth ≤10 m (33 ft)
Measurement

interval
Every 10 cm (3.9 in)

発展編集

RIMFAXのエンジニアリングモデルは、主にスヴァールバル諸島米国南西部のいくつかの場所でテストされた。モデリングは、オープンソースの電磁シミュレーションツールであるgprMaxを使用して実行され、着陸地点でのイメージングの可能性を評価した[7][8]

同時代編集

他の火星レーダー実験には、SHARAD英語版MARSIS英語版およびWISDOM英語版が含まれる[9]

関連項目編集

外部リンク編集

脚注編集

  1. ^ “Next Mars rover will use 'X-ray vision' to spot buried treasure”. CBC News. http://www.cbc.ca/news/technology/mars-2020-rover-s-rimfax-radar-will-see-deep-underground-1.2739698 2018年1月24日閲覧。 
  2. ^ a b Hamran, S. E.; Berger, T.; Brovoll, S.; Damsgård, L.; Helleren, Ø.; Øyan, M. J.; Amundsen, H. E.; Carter, L. et al. (July 2015). “RIMFAX: A GPR for the Mars 2020 rover mission”. 2015 8th International Workshop on Advanced Ground Penetrating Radar (IWAGPR): 1–4. doi:10.1109/IWAGPR.2015.7292690. ISBN 978-1-4799-6495-6. 
  3. ^ a b Mars 2020 Rover - RIMFAX”. NASA (2017年). 2017年10月22日閲覧。   この記述には、アメリカ合衆国内でパブリックドメインとなっている記述を含む。
  4. ^ a b c RIMFAX - ground penetrating radar”. Norwegian Defence Research Establishment (2015年8月14日). 2020年12月17日閲覧。"RIMFAX - ground penetrating radar". Norwegian Defence Research Establishment. 14 August 2015. Retrieved 17 December 2020.
  5. ^ PDS Data Release Calendar 2021”. 2021年8月20日閲覧。 “Anticipated Release Date - 08/20/2021”Mars 2020 Mission Perseverance Rover”. 2021年8月20日閲覧。 “The first release of PDS data will be on August 20, 2021.”
  6. ^ RIMFAX science team”. Norwegian Defence Research Establishment (2014年9月19日). 2019年4月25日時点のオリジナルよりアーカイブ。2021年3月28日閲覧。
  7. ^ スヴェイン・エリック・ハムラン; David A. Paige; Hans E.F. Amundsen et al. (2020年11月3日), “Radar Imager for Mars’ Subsurface Experiment—RIMFAX” (英語), Space Science Reviews 216 (8), Bibcode2020SSRv..216..128H, doi:10.1007/S11214-020-00740-4, ISSN 0038-6308, https://link.springer.com/content/pdf/10.1007/s11214-020-00740-4.pdf , Wikidata Q105715907
  8. ^ Craig Warren; Antonios Giannopoulos; Iraklis Giannakis (2016年12月), “gprMax: Open source software to simulate electromagnetic wave propagation for Ground Penetrating Radar” (英語), Computer Physics Communications 209: 163-170, doi:10.1016/J.CPC.2016.08.020, ISSN 0010-4655 , Wikidata Q64455906
  9. ^ スヴェイン・エリック・ハムラン; Hans E.F. Amundsen; Lynn Carter; Rebecca R Ghent; Jack Kohler; Michael Mellon; David A. Paige (2014年), “THE GROUND PENETRATING RADAR RIMFAX ON THE MARS 2020 MISSION” (英語), Proceedings of the International Workshop on Instrumentation for Planetary Missions, https://ssed.gsfc.nasa.gov/IPM/2014/PDF/1034.pdf , Wikidata Q105725095