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2020 年度 実施状況報告書

粒子計算手法による衝突掘削物の放出角度決定機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19K03955
研究機関千葉工業大学

研究代表者

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)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード天体衝突 / 数値シミュレーション / イジェクタ / 掘削流 / 宇宙衝突実験
研究実績の概要

固体天体上に隕石のような天体が衝突すると,衝突クレータが形成される.その際掘削された物質が放出される(放出物はイジェクタと呼ばれる) が,その放出角度を決定する機構は衝突探査によって天体の表層・内部状態を推定するうえで必要であるが,十分理解されていない.本研究では,衝突数値シミュレーションを通じて,衝突掘削物の放出角度が衝突・標的環境条件にどう依存するかを明らかにしてモデル化する.
2020年度においては,衝突シミュレーションを行う準備を整えつつ,貴重な観測データである「はやぶさ2」搭載衝突体による小惑星リュウグウへの衝突時に発生したイジェクタカーテンの解析を行い,成果を論文としてまとめた.そこでは,標的層粒子の粒径やボルダー分布などの粒径分布によって発生するイジェクタカーテンの見え方が異なるということが確認された.今後は,この知見を踏まえて数値シミュレーションを通して本課題に取り組んでいく.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

2020年度はシミュレーションの準備はできつつあるが,COVID-19感染拡大の影響(大会運営委員長を務める地球惑星科学連合大会がオンライン開催を余儀なくされその対応準備に忙殺されたという事情も大きな要因)もあって,本格的な数値シミュレーションに取り組めていない.一方で,「はやぶさ2」における本物の小惑星上での衝突実験の解析を進め論文化したことは,今後のシミュレーションを進め,より大きな成果を得られることになると期待される.

今後の研究の推進方策

2021年度以降は,形成された標的に対して様々な衝突速度・衝突体(サイズ,密度)を衝突させるシミュレーションを実行していく.シミュレーション結果の解析においては,掘削流をはじめ圧力・密度分布等も可視化し,圧縮・非圧縮領域の把握やそれによる粒子の運動制約など物理的描像を明確にしながら,Z-モデルとも比較しつつ,そのパラメータ依存性を明らかにする.また,「はやぶさ2」の宇宙衝突実験で得られたデータとも比較することで,結果の妥当性を確認する.

次年度使用額が生じた理由

COVID-19のパンデミックにより海外含め学会・研究会参加が難しくなったため,旅費として計上していた経費が不使用となった.これらは次年度以降の旅費に回すこととする.

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 3件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Size of particles ejected from an artificial impact crater on asteroid 162173 Ryugu2021

    • 著者名/発表者名
      Wada K.、Ishibashi K.、Kimura H.、Arakawa M.、Sawada H.、Ogawa K.、Shirai K.、Honda R.、Iijima Y.、Kadono T.、Sakatani N.、Mimasu Y.、Toda T.、Shimaki Y.、Nakazawa S.、Hayakawa H.、Saiki T.、Takagi Y.、Imamura H.、Okamoto C.、Hayakawa M.、Hirata N.、Yano H.
    • 雑誌名

      Astronomy & Astrophysics

      巻: 647 ページ: A43

    • DOI

      10.1051/0004-6361/202039777

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Thermally altered subsurface material of asteroid (162173) Ryugu2021

    • 著者名/発表者名
      Kitazato K.、...、Wada K.、… et al.
    • 雑誌名

      Nature Astronomy

      巻: 5 ページ: 246~250

    • DOI

      10.1038/s41550-020-01271-2

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Impact Experiment on Asteroid (162173) Ryugu: Structure beneath the Impact Point Revealed by In Situ Observations of the Ejecta Curtain2020

    • 著者名/発表者名
      Kadono Toshihiko、Arakawa Masahiko、Honda Rie、Ishibashi Ko、Ogawa Kazunori、Sakatani Naoya、Sawada Hirotaka、Shimaki Yuri、Shirai Kei、Sugita Seiji、Wada Koji
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 899 ページ: L22

    • DOI

      10.3847/2041-8213/aba949

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sample collection from asteroid (162173) Ryugu by Hayabusa2: Implications for surface evolution2020

    • 著者名/発表者名
      Morota T.、... 、Wada K.、... et al.
    • 雑誌名

      Science

      巻: 368 ページ: 654~659

    • DOI

      10.1126/science.aaz6306

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Collisional history of Ryugu’s parent body from bright surface boulders2020

    • 著者名/発表者名
      Tatsumi E.、...、Wada K.、… et al.
    • 雑誌名

      Nature Astronomy

      巻: 5 ページ: 39~45

    • DOI

      10.1038/s41550-020-1179-z

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Is water ice an efficient facilitator for dust coagulation?2020

    • 著者名/発表者名
      Kimura Hiroshi、Wada Koji、Kobayashi Hiroshi、Senshu Hiroki、Hirai Takayuki、Yoshida Fumi、Kobayashi Masanori、Hong Peng K、Arai Tomoko、Ishibashi Ko、Yamada Manabu
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 498 ページ: 1801~1813

    • DOI

      10.1093/mnras/staa2467

    • 査読あり
  • [学会発表] Particle size of Ryugu's subsurface layer inferred from ejecta curtainof SCI crater observed by DCAM32021

    • 著者名/発表者名
      Koji Wada et al.
    • 学会等名
      IDP2021
    • 国際学会
  • [学会発表] The size of ejecta particles of the artificial impact crater formed by Hayabusa2 Small Carry-on Impactor2020

    • 著者名/発表者名
      Koji Wada et al.
    • 学会等名
      JpGU-AGU Joint Meeting 2020: Virtual
    • 国際学会
  • [学会発表] 「はやぶさ2」搭載分離カメラDCAM3により SCI衝突実験時に観測された放出ボルダ2020

    • 著者名/発表者名
      石橋 高,白井 慶,和田 浩二,小川 和律,坂谷 尚哉,嶌生 有理,横田 康弘,本田 理恵,門野 敏彦,荒川 政彦
    • 学会等名
      惑星科学会秋季講演会
  • [学会発表] Space impact experiment on Ryugu: Pattern of ejecta curtain and the properties of particles in surface and subsurface2020

    • 著者名/発表者名
      Toshihiko Kadono, Masahiko Arakawa, Rie Honda, Ko Ishibashi, Kazunori Ogawa, Naoya Sakatani, Yuri Shimaki, Seiji Sugita, Koji Wada
    • 学会等名
      JpGU-AGU Joint Meeting 2020: Virtual
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2021-12-27  

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