Multi-Scale Asteroid Science by Combining Thermophysics and Dynamical Evolution

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本研究では、小惑星の力学進化と熱物理を統合的に取り扱える数値シミュレーション「Astroshaper」の開発を行なっている。研究期間初年度には、主に小惑星の熱物理シミュレーションの機能強化に取り組んだ。Astroshaperでは、小惑星の３次元形状モデルにもとづき、小惑星表層の温度分布とその時間変化を計算することができる。さらに、小惑星表面からの熱放射によって生じる微小な圧力を計算することで、そうした非重力効果が小惑星の軌道や自転に及ぼす摂動を予測することができる。太陽系探査の分野で広く使われているSPICEと呼ばれるデータ形式に対応したことで、探査機のデータを用いてミッションに即した数値シミュレーションを行うことができるようになった。2022年度には、Astroshaperが提供する熱物理シミュレーションの機能を二重小惑星にも適用できるように改良を行なった。これを用いて、欧州の探査機Heraが目指す二重小惑星Didymos-Dimorphosの熱物理シミュレーションを行い、観測条件の事前検討や小惑星の長期進化の予測に貢献した。Astroshaperはプログラミング言語Juliaのライブラリとして開発しており、サンプルコードとともに公開している（https://github.com/Astroshaper）。これによって、他の研究者も簡便に小惑星の熱物理シミュレーションを行うことができるようになった。小惑星周囲の放出物の軌道シミュレーションや将来ミッションの事前検討など、Astroshaperを用いた共同研究が始まっている。