「かぐや」月全球重力場モデルにもとづく盆地補償メカニズムと形成過程の研究

2014 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 23540500
• Research Institution: National Astronomical Observatory of Japan
• Principal Investigator: 竝木 則行 国立天文台, RISE月惑星探査検討室, 教授 (50274428)
• Project Period (FY): 2011-04-28 – 2016-03-31
• Keywords: 月内部構造 / 重力 / 境界要素法

Outline of Annual Research Achievements

計画の第二段階でType IからType IIへの遷移とType IIからprimary mascon盆地への遷移を定量的に検証する数値モデルの構築を計画し，プログラム開発を進めている．
現状では，境界要素法を用いた弾性・変形モデルの開発まで終了している．境界要素法では弾性体のグリーン関数が必要となる．本研究で取り扱う対象が惑星であり，盆地や大型クレータであるので，軸対象の弾性変形のグリーン関数を用いる．このようなグリーン関数は三次元弾性体の基本解（Kelvin解）を周方向に積分することで得られる．この積分には第一種・第二種完全楕円積分が現れるが，歪や応力の偏微分を全て解析的に求めることができる．この定式化はMayr et al.(1980)を元に開発した．
次いで，モホ面隆起によって生じる応力場を計算して，破壊条件と照合した上で断層の発生条件を探索するためのアルゴリズムを開発しなければならない．一般に用いられる破壊基準はクーロン・ナビエの破壊基準である．実験室内では，破壊が生じる際の主応力と剪断応力の大きさには一定の関係があることが知られている．破壊を起こしたときの剪断応力と主応力から破壊の包絡線を描くことができる．クーロン・ナビエの破壊基準は，このような破壊の包絡線を近似する式である．クーロン・ナビエの破壊基準はミクロスケールの破壊を記述することができるが，天体スケールのマクロな現象をも記述できるという保証はない．そこで，月の重力データと地形データを用いて，その妥当性を検討することを目標とした．平成26年度は，最新のGRAIL重力データとLRO地形データを解析に取り入れるための準備に費やした．

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

本研究課題の発展である，木星系氷衛星のテクトニクス研究に注力しているため．木星系氷衛星(エウロパ，ガニメデ，カリスト)には多種多様な断層系と褶曲山脈が発達しており，本研究課題と密接に関係している．こうした天体のテクトニクスを研究することは，本研究課題の解決のためにも重要である．平成26年度は，木星系探査計画JUICEのガニメデレーザ高度計の概念検討に参加した．ガニメデレーザ高度計は氷衛星ガニメデの表面状態を初めてグローバルマッピングする．その概念設計では，氷衛星ガニメデの表面状態についての現状の知識をレビューし，ガニメデレーザ高度計の仕様検討に反映した．

Strategy for Future Research Activity

3次元軸対称境界要素モデルの基礎方程式を用いて，数値計算モデルを開発する．一方で，木星系氷衛星のテクトニクス研究も並行して行い，ガニメデ地表面状態(アルベド，ラフネス，地形)の推定を行う．月と氷衛星のテクトニクスと内部構造の比較研究を行う．

Causes of Carryover

3月納入，4月支払いの扱いがあったため．

Expenditure Plan for Carryover Budget

4月中に支払いが終わっており，残額はない．

Research Products

• [Journal Article] High-precision potassium measurements using laser-induced breakdown spectroscopy under high vacuum conditions for in situ K-Ar dating of planetary surfaces (2015)
  • Author(s): Y. Cho, S. Sugita, S. Kameda, Y. N. Miura, K. Ishibashi, S. Ohno, S. Kamata, T. Arai, T. Morota, N. Namiki, T. Matsui
  • Journal Title: Spectrochimica Acta Part B Volume: 106 Pages: 28-35
  • DOI: 10.1016/j.sab.2015.02.002
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Scientific Use Of LIDAR data Of Hayabusa-2 Mission (2014)
  • Author(s): Namiki, N., Mizuno, T., Hirata, N., Noda, H., Senshu, H., Yamada, R., Ikeda, H., Abe, S., Matsumoto, K., Oshigami, S., Shizugami, M., Yoshida, F., Hirata, N., Miyamoto, H., Sasaki, S., Araki, H., Tazawa, S., Ishihara, Y., Kobayashi, M., Wada, K., Demura, H., Kimura, J., Hayakawa, M., Kobayashi, N.
  • Journal Title: New Results in the Observations and Space Exploration of Asteroids; Proceedings of An International CJMT-1 Workshop on Asteroidal Science Volume: 1 Pages: 74-96
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] PERFORAMANCE OF HAYABUSA-2 LIDAR IN ACCEPTANCE AND VERIFICATION TESTS (2015)
  • Author(s): N. Namiki, T. Mizuno, H. Senshu, R. Yamada, H. Noda, M. Shizugami, N. Hirata, H. Ikeda, S. Abe, K. Matsumoto, S. Oshigami, F. Yoshida, N. Hirata, H. Miyamoto, S. Sasaki, H. Araki, S. Tazawa, Y. Ishihara, M. Kobayashi, K. Wada, H. Demura, J. Kimura, M. Mita, K Kawahara, H. Kunimori, M. Hayakawa, and N. Kobayashi
  • Organizer: The 46th Lunar and Planetary Science Conference
  • Place of Presentation: The Woodlands, USA
  • Year and Date: 2015-03-16 – 2015-03-20
• [Presentation] Development of JUICE/Ganymede Laser Altimeter in Japan (2014)
  • Author(s): Namiki, N., Kobayashi, M., Kimura, J., Hussmann, H., Lingenauber, K., Gala Japan
  • Organizer: AOGS 11th Annual Meeting (AOGS2014)
  • Place of Presentation: Royton Sapporo Hotel, Sapporo, Japan
  • Year and Date: 2014-07-28 – 2014-08-01
• [Presentation] Development and tests of Hayabusa-2 LIDAR (2014)
  • Author(s): NAMIKI, N., T. MIZUNO, H. SENSHU, R. YAMADA, H. NODA, M. SHIZUGAMI, N. HIRATA, H. IKEDA, S. ABE, K. MATSUMOTO, S. OSHIGAMI, F. YOSHIDA, N. HIRATA, H. MIYAMOTO, S. SASAKI, H. ARAKI, S. TAZAWA, Y. ISHIHARA, M. KOBAYASHI, K. WADA, H. DEMURA, J. KIMURA, M. HAYAKAWA, N. KOBAYASHI, M. MITA, K. KAWAHARA, H. KUNIMORI
  • Organizer: AOGS 11th Annual Meeting (AOGS2014)
  • Place of Presentation: Royton Sapporo Hotel, Sapporo, Japan
  • Year and Date: 2014-07-28 – 2014-08-01
• [Presentation] Development of JUICE/Ganymede Laser Altimeter (GALA) (2014)
  • Author(s): Namiki, N., Kimura, J., Kobayashi, M., Hussmann, H., Lingenauber, K., Team Gala-japan
  • Organizer: Japan Geoscience Union Meeting 2014
  • Place of Presentation: Pacifico Yokohama, Yokohama, Japan
  • Year and Date: 2014-04-27 – 2014-05-02
• [Remarks] 国立天文台 RISE月惑星探査検討室
  • URL: http://www.miz.nao.ac.jp/rise/