教授
きたむら けんたろう
大学の学部生の時に授業で紹介されたオーロラ画像の美しさとその発生メカニズムの複雑さに魅了されました。地球近傍の宇宙空間での電磁気的なふるまい(宇宙天気)を理解するために地磁気を計測する磁気センサーの開発や超小型衛星(CubeSat)による観測計画など理学・工学の融合した研究を目指しています。
宇宙の天気を測る
超高層物理学、航空宇宙工学、計測工学
宇宙天気、地磁気観測、超小型衛星
地球近くの宇宙空間では、太陽から吹いてくるプラズマ流(太陽風)と地球の固有磁場の相互作用によって、様々な電磁じょう乱が発生しています。極域に現れる美しいオーロラはこうした電磁じょう乱の結果生じる現象です。しかし一方で、宇宙空間の電磁じょう乱は人工衛星の帯電や地上送電線の誘導電流、GPS測位の誤差拡大などの原因となることが知られており、宇宙時代の社会インフラへの悪影響が懸念されています。こうした、主に太陽から地球の上層大気までの電磁気的な環境変動を「宇宙天気」としてとらえ、その発生プロセスやエネルギー輸送を理解するための研究を行っています。
研究の手法としては、主に地上での地磁気微小変動の観測や衛星で観測される磁場変動やプラズマ変動データの解析を行っています。特に、近年開発が活発になってきた超小型衛星(CubeSat)はこうした宇宙空間観測の強力なツールとなることが期待されており、現在、こうした超小型衛星に搭載可能な、高感度磁気センサ(フラックスゲート磁力計)の開発も行っています。
一方で、超小型衛星の開発は様々な工学分野が複合したシステムを、複数のメンバーが協調しながら計画的にプロジェクトマネジメントして進める必要があります。こうしたプロセスは工学教育におけるエンジニアリング・デザインの概念に極めて近く、実践的な学生教育として最良の教育コンテンツであると考えています。現在、複数の教育機関と連携して、学生参画型の超小型衛星(CubeSat)の開発も実施しています。
デジタルフラックスゲート磁力計(試作品)
今後は、九工大が得意とする超小型衛星技術を応用して、CubeSatを利用した新しい宇宙空間観測技術を推進していきたいです。
また、超小型衛星の産業応用に関して学外機関や民間企業との連携を促進していきたいです。
【共同研究】
①国立極地研究所 一般共同研究【代表】,「極域地上データに基づく磁気嵐時のULF波動特性の研究」,2015-2017年度
②国立極地研究所 一般共同研究【代表】,「極域地上データに基づく磁気嵐時のULF波動特性の研究」,2015-2017年度
【受託事業】
①文部科学省宇宙航空科学技術推進委託費【代表】「超小型衛星開発を通した高専ネットワーク型宇宙人材育成」、2017年度―2019年度
②新技術振興渡辺記念会科学技術調査研究助成(分担),「アジアにおける日本の技術者高等教育プログラムの相対的達成度と課題」,5万円,2013-2014年度
③マツダ財団 研究助成【代表】「FMCWレーダーによる電離層プラズマ速度計測手法の研究」,2011-2012年度
【論文】Kitamura K.(他5名), and KOSEN Space Collaboration Group, An Engineering Design Education Program as an Inheritance of a Space Technology Education Project, Transactions of the Japan Society for Aeronautical and Space Sciences, Aerospace Technology Japan, 17(1), 39-42, 2019
【論文】Kitamura K., Y. Nakamura, M. Tokumitsu, Y. Ishida, and S. Watari, Prediction of Electron Flux Environment at Geosynchronous Orbit using Neural Network Technique, Artificial Life and Robotics, Vol. 16, 3, p. 389-392, DOI: 10.1007/s10015-011-0957-1, 2011.
【論文】Kitamura, K., H. Shimazu, S. Fujita, S. Watari, M. Kunitake, H. Shinagawa, and T. Tanaka, Properties of AE indices derived from real-time global simulation and their implications for solar wind-magnetosphere coupling, J. Geophys. Res., 113, A03S10, doi: 10.1029/2007JA012514, 2008.