太陽高エネルギー粒子シミュレーションの精度を高めるパラメータを数理最適化で自動決定する技術を開発

～放射線リスクから宇宙飛行士を守り、衛星データの利活用や将来の月面での産業創出を促進～

2026.10.21
富士通株式会社
名古屋大学
海洋研究開発機構
情報通信研究機構

概要

富士通株式会社、名古屋大学、国立研究開発法人海洋研究開発機構（以下、JAMSTEC）情報地球科学研究部門 簑島敬副主任研究員 、国立研究開発法人情報通信研究機構（以下、NICT）を中心とする研究グループは、宇宙飛行士の被ばくや人工衛星の障害の原因となる太陽高エネルギー粒子（SEP）^※１の到来を計算する物理シミュレーションの精度を高めるパラメータを、5機の探査機による観測データから客観的かつ再現可能な方法で自動決定する世界初の技術を開発しました。
本技術の中核となる、富士通が構築した「Fujitsu Solar Energetic particle Intelligent Tuning and Evaluation Network」（以下、SEITEN）は、名古屋大学宇宙地球環境研究所が開発し、NICTが運用する磁気流体力学（MHD）シミュレーション^※２「SUSANOO」^※３と、JAMSTECが開発した粒子加速・輸送モデル「SEPIF」^※４を連携させ、ブラックボックス数理最適化^※５によって、粒子の加速と輸送に関わるパラメータを自動決定できる技術です（図１）。
研究グループは、「SEITEN」を用いることにより、複数の探査機による観測データを基に、粒子の散乱の強さなどを表す複雑なパラメータ設定の自動化を実現するとともにパラメータの空間分布の推定を可能にしました。これは、太陽高エネルギー粒子の量と到達時刻を高い精度で予測する技術の実用化に向けた重要な一歩となります。
この成果は、2026年10月21日（日本時間）に英国科学誌「Scientific Reports」に掲載されました。
詳細は富士通株式会社のサイトをご覧ください。 用語解説 ※1
太陽高エネルギー粒子（SEP：Solar Energetic Particle）：
太陽フレアやコロナ質量放出にともなって加速され、惑星間空間に放出される高エネルギーの陽子や電子。本研究では、このうち陽子を対象とした。 ※2
磁気流体力学（MHD）シミュレーション：
プラズマを流体として扱い、磁場との相互作用を含めて解く計算手法。 ※3
SUSANOO（Space-weather-forecast-Usable System Anchored by Numerical Operations and Observations）：
名古屋大学宇宙地球環境研究所で開発された、太陽風とCMEの惑星間空間における伝播を計算するMHDシミュレーション。NICTが運用し、宇宙天気予報における日々の太陽風じょう乱の到来予測に利用している。 ※4
SEPIF（Solar Energetic Particle Injection and Focused transport model）：
JAMSTECで開発された、衝撃波での粒子加速と磁力線に沿った輸送を計算するモデル。 ※5
ブラックボックス数理最適化：
目的関数の内部構造を仮定せず、試行と評価の繰り返しから良い解を探索する手法。本技術では準モンテカルロ法（Sobol’列）による広域探索と、ベイズ最適化の一種であるTPE（Tree-structured Parzen Estimator）による集中探索を組み合わせた。実装にはオープンソースの最適化フレームワークOptunaを用いた。


図１　SEITENの仕組み。2つの物理シミュレーションを連携させ、計算と観測との差が小さくなるように、数理最適化でパラメータの値を更新することを自動でくり返す。
お問い合わせ先 国立研究開発法人海洋研究開発機構
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