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2015 年度 実績報告書

宇宙氷のレオロジーから解き明かす巨大氷衛星の熱史と衝突史

研究課題

研究課題/領域番号 25870419
研究機関神戸大学

研究代表者

保井 みなみ  神戸大学, 理学研究科, 助教 (30583843)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワード氷衛星 / 熱進化 / エネルギー減衰率Q値 / 変形試験機 / アクチュエータ / 位相差
研究実績の概要

巨大氷衛星の熱進化モデルを構築するためには、宇宙氷のエネルギー減衰率Q値を調べることが重要である。最終年度は,Q値を調べるための実験手法を確立し,模擬物質を用いた周期振動実験を行った.
昨年度作製が完了した真空チャンバー内で周期振動実験を行う前に,室温下で実験手法を確立させる必要がある.そこで,既存の変形試験機を用いて周期振動実験を行うための実験装置を開発した.試験機のピストン部にアクチュエータを取り付ける冶具を設置し,アクチュエータの先端にロードセルを取付けた.試料は,アクチュエータの真下に設置できる様,固定冶具を取付けた.試料上面とロードセル先端を直接接触させることはできないため,ロードセルの先端に半球の冶具(圧縮部と呼ぶ)を取付け,試料上部一点に荷重を与えるようにした.変位はレーザー変位計を用いて測定した.
この装置を用いて模擬物質を用いた周期振動実験を行った.模擬試料には耐震用のゴム,アクリル,スポンジを用いた.アクチュエータの振動数は,0.05~10Hzと変化させた.アクチュエータとレーザー変位計の変位,ロードセルの荷重は,電圧としてデータロガーで記録した.実験の結果,ゴムとスポンジは荷重と変位が正弦波として計測されたため,その位相差からエネルギー減衰率Q値を計算できた.そして,振動数が減少すると,Q値も指数関数的に減少することがわかった.また,全体的にスポンジよりもゴムの方がQ値は小さくなり,スポンジが0.08~0.23,ゴムが0.03~0.2となった.一方,アクリルの場合,荷重及び変位の変化が正弦波からずれたため,正確なQ値を計算する事ができなかった.アクリルは他の2つの試料に比べて固いため,荷重に対して変位が小さく,ノイズの影響が大きくなったためと考えられる.これに関しては氷試料でも同様の現象が起こることが予想され,今後,改善する必要がある.

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Experimental study on impact-induced seismic wave propagation through granular materials2015

    • 著者名/発表者名
      Yasui, M., Matsumoto, E., and Arakawa, M.
    • 雑誌名

      Icarus

      巻: 260 ページ: 320-331

    • DOI

      10.1016/j.icarus.2015.07.032

    • 査読あり
  • [学会発表] Oblique impact experiments on porous gypsum and silica glass spheres simulating planetesimals2016

    • 著者名/発表者名
      Yasui, M., Yoshida, Y., Matsue, K., Takano, S., Arakawa, M., and Ogawa, K.
    • 学会等名
      MISASA VI “Frontiers in Earth and Planetary Materials Research: Origin, Evolution and Dynamics”
    • 発表場所
      ブランアート三朝(鳥取県・東伯郡)
    • 年月日
      2016-03-08 – 2016-03-11
    • 国際学会
  • [学会発表] 氷・砂レゴリス層へのクレーター形成実験2015

    • 著者名/発表者名
      高野翔太,荒川政彦,保井みなみ,長谷川直
    • 学会等名
      日本惑星科学会2015年度秋季講演会
    • 発表場所
      東京工業大学(東京都・目黒区)
    • 年月日
      2015-10-14 – 2015-10-16
  • [学会発表] Experimental study on impact disruption of porous asteroids: Effects of oblique impact and multiple collisions on impact strength2015

    • 著者名/発表者名
      Yasui, M., Matsue, K., Takano, S., and Arakawa, M.
    • 学会等名
      IAU XXIX General Assembly
    • 発表場所
      ハワイ(アメリカ合衆国)
    • 年月日
      2015-08-03 – 2015-08-14
    • 国際学会
  • [学会発表] 氷・岩石混合物のレオロジーに関する実験的研究:宇宙雪氷学的応用2015

    • 著者名/発表者名
      保井みなみ,荒川政彦
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合大会2015年大会
    • 発表場所
      幕張メッセ(千葉県・千葉市)
    • 年月日
      2015-05-24 – 2015-05-28
    • 招待講演
  • [学会発表] 氷・石英砂混合標的に対する高速度クレーター形成実験2015

    • 著者名/発表者名
      高野翔太,荒川政彦,保井みなみ,長谷川直
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合大会2015年大会
    • 発表場所
      幕張メッセ(千葉県・千葉市)
    • 年月日
      2015-05-24 – 2015-05-28
  • [備考] 神戸大学大学院理学研究科惑星学専攻ホームページ

    • URL

      http://www.planet.sci.kobe-u.ac.jp/experiment/yasui.html

  • [備考] 実験惑星科学研究室ホームページ

    • URL

      http://epsl.sakura.ne.jp/EPSL-Kobe/Welcome.html

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公開日: 2017-01-06  

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