Experimental study on collisional evolution of thermophysical properties of asteroid surfaces

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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。