竜巻が超高層大気に起こす波動を捉えた！

2013年6月1日に北アメリカ上空でVISI は酸素分子からの大気光（波長762nm）の同心円状の構造を観測しました（図左）。この構造は、高度95km に現れていて、中心から円の外側に向けて1,000km 以上にわたってほぼ減衰せずに同心円状の波が伝播していることが分かりました。図3 右は、この構造の主な波面（赤い円）と、対流圏（地上からの高度10km くらいまで）の雲の頂上の温度を重ね合わせたものです。雲の頂上の温度が低いほど、雲が高い高度まで伸びて、雲が活発に成長していることを示します。図中の青い星印は、大気光同心円構造の中心を表しています。この中心付近に温度の低い活発な雲が分布していることがわかります。この活発な雲は、数時間前に地上で強い竜巻を起こして、大規模に発達したものでした。この雲が大気を揺さぶり、その大気の波が、上空に伝わり、地球大気と宇宙空間のはざまである高度100km 付近の薄い大気を揺さぶり、大気光の同心円状構造としてVISI に観測されたと考えられます。大気光観測を通じて地球の超高層大気と下層大気（対流圏など）との結びつきを明らかにした結果です。

• 参考：「地球超高層大気撮像観測ミッション（ISS-IMAP）」の初観測データ取得について（アーカイブサイト）

スプライトの真上観測に多数成功ｰ世界最先端のデータの取得を継続中

JEM-GLIMS は2012 年12 月から定常観測を開始し、現在まで順調に雷発光の観測データ取得を継続しています。2014 年11 月末までに約5050 例の雷発光の検出に成功しており、そのうち約500例が雷放電に伴ってその上空で生じる高高度放電発光現象を伴っていることを初めて突き止めました。

図1 は、2014年6月10日に西アフリカ上空で観測された雷放電発光とスプライト発光です。広帯域カメラ（LSI-1）と狭帯域カメラ（LSI-2）の画像データを演算処理すると、スプライト発光を選択的に抽出することができます。
この例では、スプライト発光が雷発光の最大点から約10km 程ずれて発生したことが分かります。このように強烈な雷発光から微弱なスプライト発光を検出する手法をGLIMS ミッションチームが初めて開発し、数年後に打上げが予定される欧州の雷放電・スプライト真上観測ミッション（ASIM, TARANIS）は、我々の成果を参照することになるでしょう。

図2 は、2014年10月4日に北米フロリダ半島東部の大西洋上で観測されたVLF 帯の雷放電ホイッスラーの例です。雷の最大放電電流値が大きい雷ほどこのような波動を放射しますが、GLIMS で常にこのような波動が観測されるわけではありません。高度100 km 以上に存在する電子密度の濃い領域を電離圏と呼びますが、この電離圏がある条件を満たす場合にのみ、このような波動がISS のGLIMS で観測されることになります。GLIMS の観測データからどういう条件で電波が電離圏を透過してきたのか、電離圏でどのような擾乱が発生していたのかを調べることができます。

図3 は、2013 年8 月15 日にブラジル上空で観測された雷放電によって放射されたVHF 波動の波形データです。2 式のVHF アンテナで同時観測された波形データから波動の放射源位置を推定することができます。宇宙空間から雷放電放射VHF 波動の放射源を特定したのはGLIMS が世界で初めてです。

宇宙空間でインフレータブルチューブや形状記憶ポリマの伸展に成功

有人支援ロボットの実現へと繋がる世界初のロボット技術を獲得

本ミッションには、東京工業大学JAXA 連携講座の学生が参加しました。

船外からのクリアな映像を撮影

撮影映像（ビデオ映像からのキャプチャ写真）