研究分野
惑星探査、大気・プラズマのリモートセンシング
研究内容
惑星磁気圏の特性を決定づける二つの重要なパラメータがある。一つは惑星の自転速度、もう一つは惑星自身のもつ固有磁場強度である。わたしの研究室が開発しているEXCEED望遠鏡は、自転効果が卓越する惑星（木星、土星）と、固有磁場強度が小さい惑星（金星、火星、水星）におけるエネルギーとプラズマの輸送における本質的な課題を解明し、地球とは異なるパラメータ領域における磁気圏特性の理解の深化を目指す。2013年の打ち上げに成功し、現在地球の周回衛星（ひさき）から毎日観測を続けている。
火星、金星：固有磁場強度が小さい地球型惑星（金星、火星、水星）における宇宙空間への大気（電離大気）の散逸率の上限値を明らかにすることで、その長期的累積が惑星大気の進化に及ぼす影響の見積もりに貢献する。固有磁場強度は、太陽風との相互作用の形態を決定する主要なパラメータである。太陽風の動圧を支えることが出来ない金星と火星では、太陽風が惑星の超高層大気と直接相互作用し、その帰結として、大量の大気が宇宙空間に流出（散逸）する。宇宙空間への大気散逸は、あまねく宇宙に存在する惑星に共通して生起する過程であり、その理解は「惑星が大気を保有する条件は何か」「生命を育む惑星の成立条件は何か」という惑星の進化と多様性に関する大命題を理解する上で不可欠である。惑星大気の散逸と進化の研究において鍵となるのは、太陽風の動圧と太陽の紫外放射強度が高い時における散逸率の観測である。太陽系の歴史を遡ると、太陽の可視光における輝度は現在よりも小さかったと考えられる一方で、太陽風や紫外放射などに反映される太陽活動度は現在よりも桁違いに大きかったことが知られている。従って、大気の散逸率が太陽風や紫外放射の強度に依存することを定量的に調べることは、太陽系の前半期に起こった大気散逸の歴史を知る上で重要である。EXCEEDによる地球周回上からの望遠鏡観測は、探査機を惑星に送り込み得られる場合とは異なり、大気散逸の素過程を調べることはできない。しかし、探査機によるプラズマの計測では測定が困難な低エネルギーイオン（< 10eV）の観測を可能にし、太陽風や紫外放射の強度に応じて変動する惑星の外圏や電離圏や酸素イオンの散逸率変化を大局的に知ることができる。また、過去に観測例が無い炭素イオンや窒素イオンの散逸率の上限値を求め、惑星が保有する温室効果ガス量の長期的変遷の理解に寄与する。大気散逸率の上限値の太陽風・太陽紫外放射に対する応答特性、すなわち、「どういった上流（太陽風・太陽紫外放射）条件の時に、惑星の外圏や電離圏がどう応答し、電離大気の流出率がどう変化するか」を明らかにすることが、EXCEEDの大気散逸観測の目標である。
木星：回転支配型磁気圏の代表である木星磁気圏では、太陽風からのエネルギー流入よりも木星の自転エネルギーの寄与が大きく、惑星中心から十数惑星半径までが共回転効果に支配されている。共回転が支配的な領域では、磁場のエネルギー密度がプラズマの運動エネルギー密度より勝り、動径方向にはプラズマの輸送もエネルギーの伝搬も容易ではないと考えられてきた。 しかし、カッシーニ探査機が木星の近傍をフライバイした時の観測データを見るとそうはみえない。木星磁気圏の共回転領域の外側から共回転領域の深部に向かって、エネルギーを輸送する機構が働いているように見える。この謎を解く。
地球：国際宇宙ステーション暴露部搭載機器（JEM-ISS）に２つの望遠鏡を載せ、現在観測継続中。地球のプラズマ圏/電離圏に起こる現象の解明を目指す。
主要論文・著書
1. Yoshikawa, I, K. Yoshioka, G. Murakami, G. Ogawa, M. Ueno, A. Yamazaki, K. Uemizu, S. Kameda, F. Tsuchiya, M. Kagitani, N. Terada, Y. Kasaba, The EXCEED mission, Advances in Geosciences, Vol. 25, 29-42, 2010.
2. Yoshikawa, I., G. Murakami, G. Ogawa, K. Yoshioka, Y. Obana, M. Taguchi, A. Yamazaki, S. Kameda, M. Nakamura, M. Kikuchi, M. Kagitani, S. Okano, W. Miyake, Plasmaspheric EUV image seen from the lunar orbit: Initial Result of Extreme Ultraviolet Telescope onboard KAGUYA spacecraft, Journal of Geophysical Research, 115, CiteID A04217, 2010.
3. Yoshikawa, I., O. Korablev, S. Kameda, D. Rees, H. Nozawa, S. Okano, V. Gnedykh, V. Kottsov, K. Yoshioka, G. Murakami, F. Ezawa, and G. Cremonese, The Mercury Sodium Atmospheric Spectral Imager for the MMO Spacecraft of Bepi-Colombo, Planetary and Space Science, vol. 58, pp. 224-237, 2010.
4. 吉川 一朗, 中村正人、平原聖文、滝澤慶之、山下広順、国枝秀世、山崎孝、見崎一民、鶴田浩一郎, S-520-19号機搭載Helium Emission Monitorによるプラズマ圏ヘリウムイオンの光学観測に関する研究, 宇宙科学研究所報告, 第９１号, p.1-36, 1997.
5. 野澤宏大、吉川一朗、高速CMOSイメージセンサ PB-MV13のガンマ線照射試験、宇宙航空研究開発機轟¤究開発報告、JAXA RR-03-006, p1-11, 2004年３月.
6. 村地哲徳、金尾美穂、亀田真吾、山崎敦、吉川一朗、中村正人、極端紫外光分光撮像用のMo/Si多層膜回折格子の開発、宇宙航空研究開発機轟¤究開発報告、JAXA RR-03-007, p1-11, 2004年３月.
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