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Experimental study on collisional evolution of thermophysical properties of asteroid surfaces

小行星表面热物理性质碰撞演化实验研究

基本信息

批准号：
20K14545
负责人：
嶌生有理
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Japan Aerospace EXploration Agency
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K14545/
关键词：
衝突物理熱物性小惑星粉体衝突実験熱赤外カメラ

项目摘要

今年度は、アルミ球弾丸を用いた多孔質粉体標的への超高速度衝突実験を行い、多孔質粉体の衝突残留熱計測を実施した。本実験では、直径2mmのアルミ球弾丸を粉体標的（軽石粉体パーライト、硅砂5号、ガラスビーズFGB180）に衝突速度2.5-2.7km/sで垂直衝突させた。標的は、上方に風防を設置したチャンバーの底面から1mの高さに設置した。パーライトはタッピング回数と充填質量を変化させてバルク密度を80-107kg/m3と変化させた。硅砂とFGB180のバルク密度はそれぞれ1,480kg/m3と1,680kg/m3であった。真空度は1.2-4Paとした。衝突時のクレータ形成過程は、上方から高輝度照明、可視高速度カメラPhantom v2512 (3kfps)、近赤外高速度カメラFast M3k (3kfps)、熱赤外カメラBOL (10fps)を用いて撮像した。パーライト標的へのクレータ形成では、衝突時に圧密クレータが形成されて高温の衝突生成物がクレータ内壁に観察された後、クレータ内壁の崩落によって埋没した。硅砂およびFGB180標的とは異なり、パーライト標的では弾丸加速ガスによって表面粒子が流動して最終クレータ形状が変化したため、現状の風防では加速ガスの影響を防げないことがわかった。また、標的バルク密度が大きいほど圧密ピットの直径と深さは小さく、強度支配域クレータに似たスポールが観察された。圧密ピット中心を鉛直に切り出して観察したところ、標的バルク密度が大きいほど衝突生成物は表面近くに分布していた。高速度熱カメラM3kによって観察された圧密ピット内壁の高温の衝突生成物は、クレータ内壁の崩落によって埋没した。熱赤外カメラBOLによってその後の温度変化を調べた結果、標的バルク密度が大きいほど表面温度の上昇が早いことがわかった。

This year, <s:1>, ア and ア are used to measure the を spherical bountiful を with <s:1> た porous powder scale へ <s:1> ultra-high speed friction test を and <s:1> with porous powder <s:1> residual heat meter for friction test を application た. This be 験では, diameter 2 mm のアルミ ball 弾 pill を powder mark (軽 stone powder パーライト, silica sand, 5 ガラスビーズ FGB180) 2.5 2.7 km/s speed に conflict で vertical conflict させた. The mark に, the wind protection を above the に, is set with <s:1> たチャババ <s:1>, <s:1> バ, <s:1> the bottom surface らら1m, and the height さに is set with <s:1> た. パーライトはタッピング back several と filling quality を variations change させてバルをク density 80-107 kg/m3 と variations change させた. Silica sand とFGB180 <s:1> バ <s:1> the <s:1> density of <s:1> それぞれ1,480kg/m ³ と1,680kg/m ³ であった. Vacuum degree と 1.2-4Paとた. Conflict のクレー formation タは, above から micromixer mixing effect degree of illumination, the visual high speed カメラ Phantom v2512 (3 KFPS), close to the red high speed カメラ Fast M3k (3 KFPS), hot red カメラ BOL (10 FPS) をいて pinch of like した. パーライト mark へのクレータ form では, conflict when に consolidation クレータが form されて high-temperature の conflict products がクレータ wall に観 examine された, クレータ wall の caving によって buried した. Silica sand および FGB180 mark とは different なり, パーライト mark では弾 pill to accelerate ガスによって surface particle flow がして eventually クレータ shape が variations change したため, status quo の wind では accelerate ガスの influence をげ prevention ないことがわかった. Big がまた, mark バルク density きいほど consolidation ピットのと diameter deep さは small さく, intensity control domain クレータに like たスポールが観 examine された. Consolidation ピット center を straight cut にり out して観 examine したところ, mark バルク density が big きいほど conflict products は surface near くに distribution していた. High speed hot カメラ M3k によって観 examine された consolidation ピット wall temperature のの conflict products は, クレータ wall の caving によって buried した. Hot red outside カメラ BOL によってそのの after temperature variations change をべた results, mark バルク density が big きいほど surface temperature rising のが early いことがわかった.