| 研究課題/領域番号 |
18K03723
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| 研究機関 | 神戸大学 |
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研究代表者 |
中村 昭子 神戸大学, 理学研究科, 准教授 (40260012)
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| 研究分担者 |
和田 浩二 千葉工業大学, 惑星探査研究センター, 主席研究員 (10396856)
長谷川 直 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 主任研究開発員 (10399553)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | 低重力 / クレーター / レゴリス |
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| 研究実績の概要 |
前年度に引き続き、宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所の共同利用により、縦型式二段銃の真空チャンバー内で組み立てた模擬低重力衝突実験装置を用いて高速度衝突クレーター実験を行った。
弾丸と標的は前年度から種類を増やした。直径 1 mmのガラス球および 4.8 mmのポリカーボネイト球の二種類を弾丸として用い、標的には粒径約 400 ミクロンの硅砂、約 40 ミクロンのガラスビーズとアルミナ粒子の三種類を用いた。粉体標的を入れた容器はレールに沿って落下させ、容器にとりつけた加速度計で落下加速度を測定した。500 Paに減圧した真空チャンバー内で、模擬重力 0.04 ～ 0.07 G、衝突速度 1.2 km/s で実験を行った。
硅砂標的のクレーター直径は、低重力下で 1 G下より大きくなり、重力加速度への依存性も先行研究で示されていた値と調和的な結果が得られた。一方で、珪砂に比べて付着性が強いガラスビーズ標的とアルミナ粒子標的では、1 G下と低重力下でクレーター直径に大きな違いが見られなかった、すなわち、クレーター形成における標的の強度の効果が確認された。真空チャンバー内で標的容器に取り付けて撮影を行うデジタルカメラの試験も行った。
遠心法による粒子付着力の実測結果に基づきクレーター実験に用いた粉体層の引張強度を推定し、強度支配域のクレータースケーリング則の検討を行った。また、それに基づいてレゴリス粒子で覆われた小惑星でのクレーター形成について議論した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
新型コロナ感染症拡大のため、通常時に比べて実験を十分に行うことができたわけではないが、付着性の強い粉体標的を用いて模擬低重力下で実験を行い、粉体標的において重力を小さくしてもクレーターサイズの増大が見られないこと、すなわち強度支配クレーターの形成を確認した。
小惑星レゴリス模擬粒子として用いる砂や隕石粒子の付着力を遠心法によって測定した結果を査読つき国際誌に投稿した。また、この結果に基づき、強度支配域のクレータースケーリング則の検討のために、クレーター実験に用いた粉体層の引張強度を推定した。また、小惑星レゴリス表面の強度の値も推定した。
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| 今後の研究の推進方策 |
高速度・低重力衝突実験で用いた標的に対して、衝突条件を変えたクレーター形成実験を追加で行い、これらの標的についての重力支配域でのクレータースケーリング則を確認し、重力支配から強度支配へと移行する条件を明らかにする。また、用いた粒子の内部摩擦角の測定も行う。前年度までの成果と合わせてまとめ、査読つき論文誌へ投稿する論文を執筆する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
新型コロナウィルス感染症拡大のために、2020年に参加を予定していた国際会議が延期となったため次年度使用額が生じた。
研究成果発表および関連研究の情報収集のための学会参加・発表費用、および論文執筆のために必要となる追加実験のための消耗品購入等に使用する。
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