量子宇宙惑星環境連携研究部門Quantum Space and Planetary Environment Collaborative Research Division
研究概要Research overview
部門長Department head
吉川顕正・理Akimasa Yoshikawa, Professor
部門の目的Department Objectives
宇宙惑星探査、地球環境観測における量子系と量子技術の研究。Research into quantum systems and quantum technology in space and planetary exploration and Earth environment observation.
3〜5年の主な取り組みMain initiatives for the next 3 to 5 years
太陽地球電磁擾乱による量子計測への評価、宇宙空間計測データのトポロジカル解析、量子データ転送に関する基礎研究。強い放射線に暴露されたDNA変異検出、DNA修復機構の解析。近赤外線レーザー合成開口レーダを用いた宇宙領域認識。量子計測を用いた宇宙機の自律航法技術の基礎研究。Evaluation of quantum metrology due to solar-terrestrial electromagnetic disturbances, topological analysis of space measurement data, and basic research on quantum data transfer. Detection of DNA mutations exposed to strong radiation and analysis of DNA repair mechanisms. Space domain recognition using near-infrared laser synthetic aperture radar. Basic research on autonomous navigation technology for spacecraft using quantum metrology.
将来想定されるテーマ及び波及効果Anticipated future themes and ripple effects
宇宙プラズマ環境の量子計算アルゴリズムを用いた研究。
生物の遺伝子情報と宇宙環境要因の影響の解明。
量子計測を用いた宇宙機の自律航法を想定した小天体ミッション設計・解析。
Research using quantum computing algorithms in space plasma environments.
Elucidation of the influence of space environmental factors on biological genetic information.
Design and analysis of small body missions assuming autonomous navigation of spacecraft using quantum measurement.
主な研究テーマMain research themes
太陽地球電磁擾乱と量子計測への影響、宇宙空間計測データのトポロジカル解析、量子データ転送に関する基礎研究 Solar-terrestrial electromagnetic disturbances and their impact on quantum metrology, topological analysis of space measurement data, and fundamental research on quantum data transfer
吉川教授Professor Yoshikawa
近赤外線レーザー合成開口レーダを用いた宇宙領域認識
量子計測を用いた宇宙機の自律航法技術の基礎研究
Fundamental research into autonomous navigation technology for spacecraft using quantum measurements for space domain recognition using near-infrared laser synthetic aperture radar
花田教授／坂東教授Professor Hanada and Professor Bando
惑星進化と分⼦化合物の進化理論と宇宙実験に向けた検討Theory of planetary evolution and molecular compound evolution and investigations toward space experiments
岡崎准教授Associate Professor Okazaki
拡張大気圏・ダイナモ・電離圏・磁気圏結合モデルの開発Development of an extended atmosphere-dynamo-ionosphere-magnetosphere coupled model
三好教授Professor Miyoshi
メンバーMember
吉川 顕正Akimasa Yoshikawa
教授professor
所属Affiliation理学研究院Faculty of Science
研究分野Research Field流体圏・宇宙圏科学Fluidspheric and Cosmospheric Science
Liu HuixinLiu Huixin
教授professor
所属Affiliation理学研究院Faculty of Science
研究分野Research Field流体圏・宇宙圏科学Fluidspheric and Cosmospheric Science
齋藤 大介Daisuke Saito
教授professor
所属Affiliation理学研究院Faculty of Science
研究分野Research Field情報生物学information biology
佐竹 暁子Akiko Satake
教授professor
所属Affiliation理学研究院Faculty of Science
研究分野Research Field動態生物学Kinetic biology
高橋 達郎Tatsuro Takahashi
教授professor
所属Affiliation理学研究院Faculty of Science
研究分野Research Field統合生物学integrative biology
奈良岡 浩Hiroshi Naraoka
教授professor
所属Affiliation理学研究院Faculty of Science
研究分野Research Field太陽惑星系物質科学Solar and Planetary Materials Science
町田 正博Masahiro Machida
教授professor
所属Affiliation理学研究院Faculty of Science
研究分野Research Field太陽惑星系物質科学Solar and Planetary Materials Science
松本 聡Satoshi Matsumoto
教授professor
所属Affiliation理学研究院Faculty of Science
研究分野Research Field地震学・火山学Seismology/volcanology
三好 勉信Yasunobu Miyoshi
教授professor
所属Affiliation理学研究院Faculty of Science
研究分野Research Field流体圏・宇宙圏科学Earth Planetary Fluid and Space Sciences
花田 俊也Toshiya Hanada
教授professor
所属Affiliation工学研究院Faculty of Engineering
研究分野Research Field宇宙システム工学Space Systems Dynamics
坂東 麻衣Mai Bando
教授professor
所属Affiliation工学研究院Faculty of Engineering
研究分野Research Field航行ダイナミクスAstrodynamics
松清 修一Shuichi Matsukiyo
教授professor
所属Affiliation総合理工学研究院Faculty of Engineering Sciences
研究分野Research Field宇宙流体環境学Space Environmental Fluid Dynamics
岡﨑 隆司Ryuji Okazaki
准教授Associate Professor
所属Affiliation理学研究院Faculty of Science
研究分野Research Field太陽惑星系物質科学Solar and Planetary Materials Science
諌山 翔伍Shogo Isayama
助教Assistant professor
所属Affiliation総合理工学研究院Faculty of Engineering Sciences
研究分野Research Field宇宙プラズマ物理学Space Plasma Physics
- 惑星進化と分⼦化合物の進化理論と宇宙実験に向けた検討, はやぶさ技術を基盤とした宇宙付着実験、サンプリングと分析Theory of planetary evolution and molecular compound evolution and investigations toward space experiments, space attachment experiments based on Hayabusa technology, sampling and analysis
- 超多点衛星観測時代に向けた宇宙磁場情報幾何学の創成Creation of space magnetic field information geometry for the era of super-multipoint satellite observation
- 拡張Frenetフレームネットワークによる磁力線束幾何の研究Study of magnetic flux geometry by extended Frenet frame networks.
- 接続幾何の時空発展を通じた、面（曲率２形式）の崩壊から積分体（積分体３形式）生成を繋ぐ理論体系の構築Construction of a theoretical system that connects the collapse of surfaces (curvature 2 forms) to the generation of integral fields (integral field 3 forms) through the space-time evolution of connection geometry
- 量子コンピューティングによる運動論的プラズマ計算アルゴリズムの開発Development of kinetic plasma calculation algorithms using quantum computing
- アルヴェーン波による磁気圏電離圏動的Hall結合過程の理論的研究Theoretical study of the magnetosphere-ionosphere dynamic Hall coupling process due to Alfven waves
- 磁場ネットワークデータからの複合情報分離・抽出に関する研究Study on separation and extraction of complex information from magnetic network data
- 世界最大の磁場ネットワーク観測システム：MAGDASプロジェクトの運用Operation of the world's largest magnetic field network observation system: MAGDAS project
- DNA複製とその正確性維持機構、相同組換え、DNA二重鎖切断修復、および各種電離放射線損傷修復のメカニズム理解Understanding the mechanisms of DNA replication and its maintenance of fidelity, homologous recombination, DNA double-strand break repair, and repair of various ionizing radiation damage
- 上記反応のクロマチン上での動作メカニズム解析Analysis of the mechanism of the above reactions on chromatin
- ツメガエル卵核質抽出液を用いた試験管内再現系、および精製タンパク質を用いた生化学的再構成系In vitro reconstitution system using Xenopus egg nucleoplasm extract and biochemical reconstitution system using purified proteins
- 各種損傷や塩基修復を部位特異的に導入したDNA基質の構築、およびそれを用いたDNA修復、およびエピジェネティック修飾反応の素過程の解析Construction of DNA substrates with site-specific introduction of various damages and base repairs, and analysis of the elementary processes of DNA repair and epigenetic modification reactions using these substrates
- DNA損傷応答シグナリングおよび損傷トレランスの分子メカニズムの解明Elucidation of the molecular mechanisms of DNA damage response signaling and damage tolerance
- 量子計測を用いた宇宙機の自律航法を想定した小天体ミッション設計・解析Design and analysis of small body missions assuming autonomous navigation of spacecraft using quantum measurements
- 小天体近傍における重力場推定の可観測性解析Observability analysis of gravity field estimation near small celestial bodies
- 不規則重力・太陽輻射圧下での安全接近・ホバリング軌道設計Safe approach and hovering trajectory design under irregular gravity and solar radiation pressure
- 高エネルギー天体現象に伴う相対論的磁気流体波による宇宙線加速の理論研究Theoretical study of cosmic ray acceleration by relativistic magnetohydrodynamic waves associated with high-energy astrophysical phenomena
- 相対論的大振幅プラズマ波動の励起～非線形発展の解析解の構築と量子論の接続Measurement of the structure of collisionless shock transition region using high quantum efficiency camera in power laser experiments
- 大型レーザー実験における高量子効率カメラを用いた無衝突衝撃波遷移層構造の超高速計測Ultrafast measurements of collisionless shock transition layer structure using a high quantum efficiency camera in large laser experiments
- 大型数値実験を用いた太陽圏における宇宙線の加速・輸送モデルの構築Modeling the acceleration and transport of cosmic rays in the heliosphere using large-scale numerical simulations
- 数値シミュレーションを用いた星・惑星系の形成過程の研究Numerical simulation of the formation process of stars and planetary systems
- 望遠鏡観測による原始惑星系円盤の進化と惑星形成の研究Telescopic observations of the evolution of protoplanetary disks and planet formation
- 理論研究による宇宙ジェットの駆動機構の研究Theoretical study of the driving mechanism of space jets
- 初期宇宙の天体形成(ファーストスター、ファーストブラックホール)の理論研究Theoretical research into the formation of celestial bodies in the early universe (first stars, first black holes)
- 連星の形成と進化の研究Study of the formation and evolution of binary stars
- 周惑星円盤と衛星形成の理論研究Theoretical studies of circumplanetary disks and satellite formation
- 細胞から個体にまたがる量子生物学Quantum biology spanning cells and organisms
- 細胞挙動における量子生物学Quantum Biology in Cell Behavior
- 細胞分化における量子生物学Quantum biology in cell differentiation
- 宇宙空間における脊椎動物の発生The development of vertebrates in space
- 量子物理と生物の橋渡し・連携Bridging and linking quantum physics and biology
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地球外物質中の有機分子の起源・生成過程の研究
宇宙には水素・炭素・酸素・窒素などの元素が多い。とくに星が生まれる領域では炭素を骨格として、これらの元素からなる様々な有機分子が観測される。太陽ー惑星系の誕生時にも多くの有機分子が存在し、生命誕生に重要な役割を果たしたと考えられ、当時の有機分子は始原的な小惑星や炭素質隕石に記録されている。 Research into the origin and formation process of organic molecules in extraterrestrial materials
The universe is rich in elements such as hydrogen, carbon, oxygen, and nitrogen. In particular, in regions where stars are born, various organic molecules composed of these elements with a carbon skeleton have been observed. Many organic molecules were present at the birth of the solar-planetary system, and are thought to have played an important role in the birth of life, with organic molecules from that time recorded in primordial asteroids and carbonaceous meteorites. - 炭素質隕石中のさまざまな有機分子の分析Analysis of various organic molecules in carbonaceous meteorites
- はやぶさ２による小惑星リュウグウ試料から多くの有機分子を検出Many organic molecules detected in samples taken by Hayabusa2 from asteroid Ryugu
- アメリカNASAオシリスレックス計画の共同研究による小惑星ベンヌ試料の分析Analysis of samples from the asteroid Bennu by a joint research project with NASA's OSIRIS-REx program
- ①地球における宇宙天気現象と解明 Space Weather on Earth1) Space Weather on Earth
- ②惑星における宇宙天気現象と解明 Space weather on other planets2) Space weather phenomena on other planets
- ③宇宙天気予報への応用 Space Weather forecast3) Application to space weather forecasting
- 衛星測位をもとにした地殻変形モニタリングCrustal deformation monitoring based on satellite positioning
- 測地・地震観測に基づいた地震テクトニクスの研究Research into earthquake tectonics based on geodetic and seismic observations
- 地震発生域の高密度モニタリングと発生ポテンシャル評価の研究High-density monitoring of earthquake-prone areas and evaluation of earthquake potential
- 火山噴火発生要件の解明と活動時空間的推移の研究Clarifying the conditions for volcanic eruption occurrence and studying the spatial and temporal progression of activity
- スペースデブリ（宇宙ごみ）分布の推移予測Future projection of space debris population
- スペースデブリ発生防止・環境改善策の評価Identification of effective measures for space debris mitigation and environmental remediation
- 未カタログ物体を効率よく発見する観測計画の研究Effective search strategies for ground-based measurements to discover uncorelated targets
- 撮像画像から移動天体を検出するアルゴリズムの研究Algorithms for detecting dimmer moving objects from successively captured images
- ライトカーブ（光度曲線）から宇宙物体の動態を推定する研究Mathematical technique to model the surfaces of rotating objects from their brightness variations
- 強い放射線に曝露された生物の変異検出Detection of mutations in organisms exposed to strong radiation
- 宇宙天気の数値シミュレーションに関する研究Research on numerical simulation of space weather
- 大気波動と中層・超高層大気変動に関する理論的研究Theoretical research on atmospheric waves and variations in the middle and upper atmosphere
- 気象・気候変動と中間圏・熱圏変動の関連性に関する研究Research into the relationship between weather/climate changes and mesosphere/thermosphere variations
- 高エネルギー天体現象に伴う相対論的磁気流体波による宇宙線加速の理論研究Theoretical study of cosmic ray acceleration by relativistic magnetohydrodynamic waves associated with high-energy astrophysical phenomena
- 高強度レーザーを用いた宇宙線加速の実証的研究と量子メスへの応用Demonstration study of cosmic ray acceleration using high-intensity lasers and its application to quantum scalpels
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宇宙線加速の理論モデル概略図Schematic diagram of the theoretical model of cosmic ray acceleration
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高強度レーザー実験High-intensity laser experiments
