Technical Report Hayabusa2分離カメラ用硝材のガンマ線照射試験
Gamma-ray Irradiation Test of Optical Glasses for Hayabusa2/DCAM3-D

石橋, 高  ,  小川, 和律  ,  白井, 慶  ,  和田, 浩二  ,  池田, 優二  ,  本田, 理恵  ,  荒川, 政彦  ,  Ishibashi, Ko  ,  Ogawa, Kazunori  ,  Shirai, Kei  ,  Wada, Koji  ,  Ikeda, Yuji  ,  Honda, Rie  ,  Arakawa, Masahiko

JAXA-RR-15-005pp.1 - 14 , 2016-02-22 , 宇宙航空研究開発機構(JAXA) , Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA)
小惑星探査機Hayabusa2には弾丸射出装置(SCI)による小惑星162137 Ryugu (1999 JU3)への衝突実験を観測するための分離カメラDCAM3 (Deployable Camera 3)が搭載されている。DCAM3にはリアルタイムモニタカメラ(アナログ系)のDCAM3-Aと理学観測用高解像度カメラ(デジタル系)のDCAM3-Dが内蔵され、中でもDCAM3-Dは弾丸射出装置の軌跡や小天体上での弾丸衝突に伴い形成されるイジェクタカーテン形状を高精細画像から取得し、小天体上での衝突現象を明らかにすることを目的としている。DCAM3-Dは6.5年のミッション期間に最大11krad(アルミニウム1mm遮蔽の場合)の放射線暴露を受けるが、放射線によるレンズの着色によって性能劣化がおこる可能性がある。光学系に使用している5硝種のうち2硝種(オハラ社 S-TIH6, S-BAM12)については、放射線トータルドーズ量に対する透過率劣化のデータが無かったため、これを確認する試験を行った。厚さ5mmの硝材に最大10 kradまでのガンマ線を照射し、透過率を測定したところ、DCAM3-Dの仕様波長範囲(450-750nm)における照射2日後の透過率の相対減少量は450nmで最大となり、S-TIH6で3.7%以下、S-BAM12で5.5%以下であった。また、照射後は時間の経過に伴い透過率に多少の回復が見られた。この結果に対し、太陽光スペクトルとDCAM3-Dに用いられているCMOSセンサの分光感度で観測波長範囲に渡って重み付けして求めた光学系全体での観測シグナル減少率は10.4%であった。これは、観測対象のうち最も暗い弾丸射出装置をS/N > 5で観測するために必要な許容減少量である20%以下を満たす。これらの結果により、S-TIH6とS-BAM12をDCAM3-D光学系に使用可能であることが確認された。
Japan's asteroid probe Hayabusa2 equips Deployable Camera 3 (DCAM3) that will observe an impact experiment using Small Carry-on Impactor (SCI) on asteroid 162137 Ryugu (1999 JU3). DCAM3 has two cameras, DCAM3-A (a monitor camera) and DCAM3-D (a scientific camera). DCAM3-D, especially, aims to understand impact phenomena on asteroids through observing the trajectory of SCI and the shape of the ejecta curtain created by the impact. The imaging performance of DCAM3-D might degrade by coloring of the lenses that is due to the radiation of up to 11 krad for a 1-mm aluminum shielding during the 6.5-years cruise of Hayabsa2. Since the two lens materials Ohara Inc. S-TIH6 and S-BAM12 among the five lens materials for the DCAM3-D optics have no data of the optical transmission dependence on the radiation total dose, we conducted gamma-ray irradiation tests for them. Samples were irradiated up to 10 krad. The relative reduction of transmission between 450 to 750 nm that are the wavelength range for DCAM3-D was maximum at 450 nm and less than 3.7% for S-TIH6 and 5.5% for S-BAM12. The reduction is getting less at longer wavelength. These transmission performances were recovered modestly with the time after irradiation. The degradation of the received signal determined by weighted integration with the solar spectrum and the spectral response of the CMOS sensor used in DCAM3-D is 10.4%, which satisfies the allowable degradation of 20% that is required for the observation of SCI with S/N > 5. These results indicate that S-TIH6 and S-BAM12 are applicable for the optical system of DCAM3-D.
形態: カラー図版あり
Physical characteristics: Original contains color illustrations

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