次期地球磁気圏探査への提案２：内部磁気圏のダイナミクス

*塩川 和夫[1], 関 華奈子[2], 長谷川 洋[3]
中林 潤哉[3], 笠羽 康正[3], 藤本 正樹[4], 平原 聖文[5]
浅村 和史[3], 松岡 彩子[3], 野和田 基晴[3], 長妻 努[6]
将来構想検討会有志一同

名古屋大学太陽地球環境研究所[1]
東京大学[2]
宇宙科学研究所[3]
東京工業大学[4]
立教大学[5]
通信総合研究所[6]

Future Magnetospheric Mission 2: Dynamics of the Inner Magnetosphere

*Kazuo Shiokawa[1] ,Kanako Seki [2],Hiroshi Hasegawa [3]
Jun-ya Nakabayashi [3],Yasumasa Kasaba [3]
Masaki Fujimoto [4],Masafumi Hirahara [5]
Kazushi Asamura [3],Ayako Matsuoka [3],Motoharu Nowada [3]
Tsutomu Nagatsuma [6]
other members of Discussion for Future Meeting
Solar-Terrestrial Environment Laboratory, Nagoya University[1]
University of Tokyo[2]
Institute of Space and Astronautical Science[3]
Tokyo Institute of Technology[4]
Rikkyo University[5]
Communications Research Laboratory[6]

The Earth's inner magnetosphere (inside 10 Re) has been a "missing" region from scientific investigation, particularly for the plasma dynamics. This is because there have been little satellites that measure plasma moments, composition, and magnetic and electric fields simultaneously in the inner magnetosphere. In this presentation, we would like to stimulate discussion on what kind of satellite mission can be considered to investigate dynamics of the inner magnetosphere. The discussion will cover 1) substorm onset mechanism, 2) ring current conposition, 3) radiation belt formation, 4) energy dissipation to the ionosphere, 5) Poynting flux measurement of ULF waves, 6) particle acceleration by waves including wave form measurement, and 7) plasma instabilities. 　

　地球磁気圏のうち、10Reよりも内側の磁気圏は、静止衛星も含 めてこれまで数多くの観測が行われてきた。しかし意外なこと に、GEOTAILやISEEが行ってきたような３次元粒子分布関数、磁 場、電場の同時観測は、この領域では、これまでほとんど行わ れていなかった。実際、CRRES衛星は磁場、電場、粒子分布関数 を観測していたが、３次元の分布関数、それに伴うプラズマフ ローの観測は行えておらず、また電場も１５秒の時間分解能し かない。AMPTE/CCEは５年以上内部磁気圏の観測を行ったが、電 場の計測は無く、分布関数観測も２次元であった。EQUATOR-S衛 星は３次元分布関数を観測していたが、プローブによる電場計測 は行われておらず、また予定より早くミッションが終了してしま ったために、サブストームの議論において重要な真夜中付近のデ ータがほとんど得られなかった。今後打ち上げが計画されている アメリカ、ヨーロッパの衛星群のなかでは、MMS衛星がこの内部 磁気圏を１０ヶ月間観測するが、このような短期間ではEQUATOR- Sと同様にイベント研究に限られ、系統的な研究を行うことは難 しい。また今年打ち上げ予定のアメリカのIMEX衛星は、粒子、磁 場、電場を同時に計測するが、30keV以上の粒子の分布関数計測 は２次元である。これらの背景をふまえて、内部磁気圏を重点的 に観測する衛星（群）を提案したい。内部磁気圏では、以下のよ うな重要な問題が研究されずに残されている。発表では、より 多くの研究者に現段階での我々の計画を諮り、広く意見を求めた いと考えている。

1.サブストームオンセットメカニズムを同定するためのプラズ マダイナミクス（プラズマの３次元分布、磁場、電場の長期 多点観測）
2.リングカレントを形成する各イオン成分ごとのプラズマダイ ナミクス（イオン種ごとのプラズマ３次元分布関数の観測）
3.放射線帯の形成メカニズム（イオン種ごとのプラズマ３次元 分布関数の観測）
4.内部磁気圏における電離圏へのエネルギー消費プロセス (プラズマの３次元分布、磁場、電場の長期多点観測）
5.地磁気脈動のエネルギーの流れ（ポインティングフラック スの長期観測） 6.パルセイティングオーロラの成因を含めたプラズマ波動と 粒子の相互作用（wave form captureによる観測・粒子の 高時間分解能観測)
７．内部磁気圏におけるプラズマ不安定性の同定