Integrated Analysis of Orbital Motion, Surface Topography, and Impact Mechanics for Precision Landing on Small Bodies

小天体精密着陆轨道运动、表面形貌和冲击力学的综合分析

• 批准号: 21J01280
• 负责人: 菊地 翔太
• 金额: $ 3.08万
• 依托单位: National Astronomical Observatory of Japan (2022)Chiba Institute of Technology (2021)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-28 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21J01280/
• 关键词: 小天体探査; 軌道力学; 衝突; イジェクタ; 地形解析; 天体衝突

2022年度には、小天体探査に係る以下2点の研究を行った。[小天体着陸探査のための地形解析] 小天体でサンプル採取などの着陸探査を行うためには、安全な着陸点を選定するための地形解析が不可欠である。2022年度には、はやぶさ２ミッションでのリュウグウ形状モデルを用いた表面の地形解析を体系化し、査読付き国際誌論文にて発表した。また、この成果を応用して、2025年に火星衛星フォボスを探査するMMXミッションのための地形解析を実施した。具体的には、フォボスの形状モデルを用いて、フォボスの局所的な地形に左右される日照時間および地球との可通信時間を計算した。この解析結果は、MMXにおけるフォボス到着前の着陸点事前選定に貢献した。[衝突イジェクタの軌道解析]2021年度に推定したはやぶさ２の分離カメラの位置・姿勢情報を用いて、リュウグウでの衝突実験時に放出されたイジェクタの運動解析を行った。具体的には、イジェクタ群のなす面（イジェクタカーテン）に着目し、イジェクタの放出速度や放出角度を推定した。この成果により、従来用いられてきたイジェクタスケーリング則の妥当性を示すことに成功した。また、分離カメラの画像上で独立した輝点として観測された4つの比較的大きな独立した放出ボルダーについては、画像上の輝点位置を観測量としたイタレーションを行うことで、ボルダーの軌道を数値的に復元した。これらの成果は、地上実験等で確立されてきた理論モデルを、実際の小惑星環境において初めて実証したという観点で意義が大きい。

在2022年，我们进行了两个与探索小天体有关的研究点。 [用于使用小天体登陆探索的地形分析]为了进行着陆勘探，例如对小天体进行采样，以选择安全着陆点的地形分析是必不可少的。在2022年，使用Ryugu Shape模型进行Hayabusa 2 Mission进行了表面形态分析，并在同行评审的国际期刊论文中进行了系统化并发表。使用此结果，我们还对MMX任务进行了地形分析，以在2025年探索火星卫星Phobos。特别是，使用Phobos Shape模型，计算了与地球的阳光时间和通信时间，这取决于phobos的本地地形。该分析结果导致Phobos到达MMX之前的着陆点进行预选。 [碰撞喷射器的轨道分析]使用估计2021年估计的Hayabusa2分离摄像机的位置和方向信息，我们分析了在Ryugu的碰撞实验期间释放的喷射器的运动。具体而言，估计了弹出器释放速度和弹出角度，重点关注弹出器组形成的表面（弹出器窗帘）。该结果已成功地证明了过去使用的弹出器缩放定律的有效性。此外，对于四个相对较大的独立发射巨石，在分离的摄像机的图像上观察到独立的明亮斑点，通过将图像上的亮点位置为观察量来恢复巨石轨迹。这些结果具有重要意义，因为在实际的小行星环境中首次证明了通过地面实验和其他实验建立的理论模型。

项目成果

火星衛星探査計画MMXにおける母船着陸候補地域の検討状況

火星卫星探测工程MMX母船候选着陆区考虑情况

• 发表时间: 2022
• 作者: 和田 浩二;中村 智樹;宮本 英昭;松本 晃治;平田 成;菊地 紘;逸見良道;菊地 翔太;倉本 圭;諸田 智克;小川 和律;巳谷 真司;岡田 尚基;尾川 順子;池田 人;竹尾 洋介;松本 祐樹;大野 剛;吉川 健人;安光 亮一郎
• 通讯作者: 安光 亮一郎

Evolution of impact ejecta produced by the Hayabusa2 impact experiment on the asteroid Ryugu

隼鸟二号对小行星龙宫的撞击实验产生的撞击喷射物的演变

• 发表时间: 2023
• 作者: Shota Kikuchi;Koji Wada;Kei Shirai;Ko Ishibashi;Toshihiko Kadono;Rie Honda;Yasuhiro Yokota;Yuri Shimaki;Naoya Sakatani;Kazunori Ogawa;Hirotaka Sawada;and Masahiko Arakawa
• 通讯作者: and Masahiko Arakawa

Image-based Estimation of the Attitude and Orbital Motion of Hayabusa2's Deployable Camera (DCAM3) around Ryugu

基于图像的隼鸟二号围绕龙宫的可展开相机 (DCAM3) 的姿态和轨道运动估计

• 发表时间: 2022
• 作者: Shota Kikuchi;Kei Shirai;Ko Ishibashi;Koji Wada;Rie Honda;Yasuhiro Yokota;Toshihiko Kadono;Yuri Shimaki;Naoya Sakatani;Kazunori Ogawa;Hirotaka Sawada;Masahiko Arakawa
• 通讯作者: Masahiko Arakawa

Orbital Environments around Small Bodies and Diverse Options for Proximity Operations

小天体周围的轨道环境和邻近操作的多种选择

• 发表时间: 2022
• 作者: 小西堯生;田崎英祐;高田守;松浦健二;Shota Kikuchi
• 通讯作者: Shota Kikuchi

火星衛星探査計画MMXにおける着陸候補地域の検討状況

火星卫星探测工程MMX候选着陆区研究现状

• 发表时间: 2023
• 作者: 和田浩二，中村智樹，宮本英昭，松本晃治，平田成，菊地紘，逸見良道，清水俊輔，菊地翔太，倉本圭，小川和律，巳谷真司，岡田尚基，尾川順子，池田人，竹尾洋介;松本祐樹，大野剛，吉川健人，安光亮一郎
• 通讯作者: 松本祐樹，大野剛，吉川健人，安光亮一郎