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OVERVIEW

PRELUDE(Precursory Electric Field Observation CubeSat Demonstrator)は,日本大学 理工学部 航空宇宙工学科および静岡県立大学グローバル地域センターが共同で主導し,国内外の複数の研究機関と連携して進められている超小型衛星研究プロジェクトです。

本プロジェクトは,地震に先行して発生すると報告されている夜間電離圏変動現象について,宇宙空間における電場・プラズマ観測を通じて,その物理的メカニズムと統計的有意性を明らかにすることを目的としています。

PRELUDEプロジェクトでは,夜間観測に特化した高サンプリング計測を可能とする新たなCubeSatプラットフォームの設計・開発を進めています。これにより,宇宙環境における微細な変動を定量的に評価するための観測枠組みの構築を目指しています。

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SCIENTIFIC BACKGROUND

1980年代以降,地震に先行して電離圏に異常が現れる可能性について,多くの観測研究が報告されてきました。特に,夜間における Very Low Frequency(VLF)帯電波の減衰や,電子密度の変動は,地震関連の先行現象である可能性があるものとして注目されています。

一方で,これらの現象の背後にある物理的メカニズムや,地震との因果関係あるいは相関関係については,定量的・統計的な観点から十分に検証されているとはいえません。これまでの多くの研究は,主として地震前に観測された異常事例に着目しており,異常が観測されなかった場合や地震が発生しなかった場合を含めた包括的な評価枠組みは,いまだ十分に整備されていません。

PRELUDEはこの課題に対し,夜間・広域・高サンプリング観測を可能とする超小型衛星を用いることで,地震先行現象とされる電離圏変動を定量的に評価するための観測基盤の構築を目指しています。

MISSION CONCEPT

PRELUDEは,電離圏を伝搬する電波や電磁環境の変化を,宇宙空間から観測する超小型衛星ミッションです。

 

雷放電や潜水艦通信などに由来するVLF帯電波は,通常,地球―電離圏導波管内を伝搬します。しかし,電離圏D領域の電子密度が変化すると,これらの電波の伝搬特性や受信強度にも影響が現れます。

PRELUDEでは,これらのVLF帯電波の減衰を電場観測として捉えるとともに,プラズマ密度やGNSS観測による電子数情報を取得することで,観測された変動が電離圏起因のものであるかを多角的に評価します。

観測は,夜間かつ磁気緯度±60°以内の領域に限定して実施されます。さらに、広域かつ連続的にデータを取得するSurvey Modeと,高時間分解能の波形データを取得するBurst Modeを組み合わせることで,PRELUDEは,地震発生時と非発生時の両方を含めた計画的かつ定量的な評価を可能とする観測枠組みを実現します。

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