2023.10.23当前学生 / 国际 / 研究 / 学生生活
助理研究员 Yasuhiro Nishikawa 和 Yuta Hasumi 先生成功观测到 NASA 的 OSIRIS-REx 太空舱重返大气层期间产生的冲击波
美国国家航空航天局 (NASA) 航天器 OSIRIS-REx 的样本返回舱于 9 月 24 日降落在犹他州沙漠。系统工程学院空间与地球探索系统实验室的副研究员 Yasuhiro Nishikawa 和群马县立桐生高中航空航天工程硕士课程一年级学生 Yuta Hasumi 先生观察了返回地球时太空舱撞击波产生的次声。
（从左到右：副研究员西川泰弘、莲实雄太先生）
这是空间与地球探索系统实验室第五次观测太空舱再入，第一次是美国宇航局“星尘号”的航空光学观测（相机观测）（2006年1月，美国）。第三次观测涉及他们自己的次声测量，继 JAXA 的“Hayabusa”（2010 年 6 月，澳大利亚）和“Hayabusa2”（2020 年 12 月，澳大利亚）之后。
次声的特点是频率低于 20 赫兹，人类听不到，但由于频率较低，可以通过地球大气层进行长距离传播。次声是由火山爆发、地震、海啸、雷击、山体滑坡和大规模爆炸等自然灾害产生的。远程次声测量（遥测）可用于减灾，包括早期发现灾害并分析其规模（能量）。
本次观测是应美国桑迪亚国家实验室就其观测计划提供建议的请求而发起的。来自美国和澳大利亚的研究人员随后召开了在线会议，促成了一项国际努力，其中包括使用与隼鸟 2 号重返大气层相同的次声传感器，并有两名现场研究人员参与。
装有小行星贝努样本的太空舱直径约 80 厘米，重约 46 公斤，于 9 月 24 日白天重新进入地球大气层。与之前的隼鸟号和隼鸟二号任务不同，隼鸟号和隼鸟二号在夜间重返大气层，在天空中形成流星般的条纹以进行光学观测，而由于其白天重返大气层，通过光学观测确定奥西里斯-雷克斯太空舱预计将具有挑战性。另一方面，次声观测不受环境亮度的影响，并且可以以与隼鸟 2 号再入期间相同的精度确定轨迹。
（XK星空学生开发制造的次声传感器（SAYA制造的INF04）和小型记录装置）
观察是在美国内华达州尤里卡沿着太空舱的轨迹进行的。总共部署了77个次声传感器，其中70个由美国桑迪亚国家实验室团队提供，7个从日本带来。空间与地球探索系统实验室在开发五个小型、便携式、轻型次声传感器（SAYA INF04）方面发挥了重要作用，这些传感器之前曾在隼鸟二号返回地球期间使用过，有助于与过去的数据进行比较。还利用加速度计和绝对气压计等附加仪器来观察太空舱进入大气层并超音速飞行时产生的冲击波。通过国际合作，从多个地点成功获得了冲击波测量结果。
对从冲击波观测中获得的次声数据进行进一步分析，将完善和测试用于计算声音传播以及流星体穿过地球大气层飞行的其他方面的模型。此外，细化流星体的大小和速度与次声特征之间的关系将提高确定流星体质量的准确度，并为高层大气的动力学提供有价值的见解。
西川研究员表示：“我很高兴我们的观测取得了成功。与来自不同专业领域的海外团队的合作令人鼓舞。例如，他们使用气球和智能手机来获取实时观测数据。虽然我们的次声测量是首屈一指的，但我们发现他们的操作方法非常有价值。”莲见先生补充道：“我作为硕士论文项目的一部分参与了这次观测，重点是估计流星爆炸的位置、地点和能量。我很感激这个宝贵的机会。我很难用英语与非日本研究人员交流，所以我会尽一切努力提高我的英语技能。我在出发前两周决定参加这次观测，这给我准备的时间有限。我必须安排护照和上课，这凸显了观测的重要性。第一天我也遇到了一些麻烦；例如，我们花了五个小时才到达酒店，但是这些挑战对我来说都是宝贵的经验。”
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