Laboratory simulation of planetesimal impacts on magma ocean

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本年は、当初、岩石・金属溶融装置を開発するために高周波誘導加熱炉を導入する予定であったが、初年度の実験計画を見直すことで、まず、斜め衝突用実験装置を導入した。微惑星同士の衝突は、ほとんどが斜め衝突であるため、マグマオーシャン上のクレーター形成実験も斜め衝突で実施する必要がある。そこで45°±45°での衝突を可能とする斜め衝突用火薬銃を設計・製作することにした。銃身は、設置角度を可動とするため比較的銃身が短くてすむ一段式火薬ガス銃とした。銃口は直径7mmとし、ライフルを切ることでサボにより直径1mmから3mmの弾丸を射出可能とした。なお、設計射出速度は100m/s-2km/sである。衝突実験用の真空チャンバーは、大型の試料の設置とチャンバー内部での作業性を考慮して直径80cmの大型のものとした。また、上下左右から高速カメラで観測できるように観測用窓を配置した。特に側面には直径50cm以上の大型窓を設置して複数台の高速カメラによる同期観測により、エジェクタの3D速度解析を可能とした。そしてチャンバー内部で高周波誘導加熱炉により加熱を実施するため、大容量電源導入端子と冷却水循環用のフランジを用意した。さらに星雲ガスの相互作用を調べるために 1~1000Pa で雰囲気圧力を制御する予定である。本年は既存の高速カメラに加えてさらにもう一台同等品を購入して、それらの同期撮影によりエジェクタの3D速度解析手法の確立を行った。さらに、高周波誘導加熱炉により加熱される試料の初期温度分布と放出時の冷却過程を計測するために高速赤外カメラを導入した。