分析日本航天器Hayabusa2 SCI创建的小行星Ryugu的人工冲击枪

图1。PRE冲击表面DEM与SCI冲击点周围的冲击后表面DEM之间的差异。色标表示米的表面形态的高度，点缀半圆形显示SCI火山口轮辋。

人造撞击器从冲击陨石坑的中心达到30米半径内的巨石 - 为小行星重构过程提供重要的洞察。

阿拉克马扎科教授（科学大学，日本研究生院）和Hayabusa2任务的成员发现了超过200厘米到6米的巨石，而且由于日本创造的人为冲击火山口，这是新出现的或移动。 2019年4月5日的航天器Hayabusa2的小型携带撞击器（SCI）。即使在距离火山口中心40米的地区也受到了一些巨石。

研究人员还发现，地震摇动区域，其中表面巨石被摇动并通过冲击移动厘米，距火山口中心约30米。Hayabusa2在SCI陨石坑（TD2）的北点回收了表面样品，并且使用数字高度地图（DEM）估计该网站上的喷射沉积物的厚度为1.0mm至1.8cm。

除了在未来行星任务中的人为影响之外的人为影响之类的人为影响之外，这些发现可以用作数值模拟的基准，例如NASA的双行星重定向测试（DART）。结果将于10月30日在题为小行星的第52届旅行者科学司第52次会议上提出：Bennu和Ryugu 2。

图2。叠加在撞击后图像上的SCI喷气机周围区域的互相关系数图。互相关系数由地图上的颜色梯度描述。数字和箭头表示四个突起显示低相关系数的投影。

用〜13厘米的SCI弹丸影响Ryugu的目的是恢复地下材料的样本。此外，这提供了研究表面更新过程（Resurfacing）的良好机会，这些过程（Resurfacing）导致的撞击产生的撞击发生在地形重力的10-5的表面重力。

SCI成功地形成冲击火山口，其定义为直径为14.5M的SCI火山口（Arakawa等，2020），并且在TD2（10.04N，300.60e）中回收表面样°品。°发现火山口中心的同心区域，其半径比火山口半径大到陨石坑半径，也受到SCI撞击的干扰，导致巨石运动。

研究人员随后在人工撞击之前和之后比较了表面图像，以研究与升降机相关的重生过程，例如地震振荡和喷射沉积。为此，它们使用由撞击后DEM减去的前冲击DEM组成的数字高度映射（DEM）构建了SCI火山口轮廓轮廓（图1）。

平均边缘轮廓由H = HREXP [ - （R / RRIM-1）/边λ缘]的经验方程和0.475M和0.245M的拟合参数分别近似。基于该概况，计算了SCI火山口的喷射毯厚度，发现比天然陨石坑的常规结果更薄，以及从火山口形成理论计算的薄荷。然而，通过考虑出现在后冲击图像上的巨煤的效果来解决这种差异，因为从DEMS获得的火山口轮廓谱可能无法检测到这些新的巨石。根据该火山口轮辋曲线，TD2的喷射物沉积物的厚度估计为1.0mm至1.8cm。

图3。SCI火山口周围运动矢量的分布。箭头表明每个巨石由于影响而从初始位置移动。每种颜色显示如下所示的距离：紫色为0-1cm，蓝色为1-3厘米，绿色为3-10厘米，橙色为10-30厘米，红色持续30-100厘米。

后冲击图像中的48个巨石可以追溯到预冲击图像中的初始位置，并且发现1M尺寸的巨石被喷射到火山口外部几米。根据其动作机制分为以下四组：1.挖掘流动，2。通过落下的喷射物推动，3.表面变形拖动奥马托巨石的轻微运动，4。由SCI冲击自身引起的地震震动。在所有组中，这些巨石的运动向量似乎从火山口辐射。

仅在撞击后的图像中发现了169个新的巨石，范围为30厘米至3米，从火山口中心分发到〜40米。在距火山口中心的距离为9-45米的每个径向宽度下，在每个径向宽度下进行新巨石数的直方图，距离距离为17米的最大巨石数。超过17米，巨石的数量根据火山口中心的距离增加而下降。

为了进一步调查这一点，进行了预先和后冲击图像之间的相关系数评估。被发现，SCI火山口外的低互相关系数区域具有不对称结构（图2），其与沉积喷射物的冲击点周围的区域非常相似（Arakawa等，2020）。

基于使用相关系数评估的模板匹配方法，通过〜1cm的分辨率导出具有高于0.8的互相关系数的巨孔位移。这表明这些位移可能是由地震摇动引起的（图3）。巨石在靠近SCI火山口的地区移动超过3厘米。这种扰动距离冲击距离距离为15米的区域，运动矢量从火山口辐射出来。然而，10cm的受扰动区域仍然存在于从中心的45米的区域中存在，然而，它们出现为尺寸为几米的斑块，随机分布。此外，远处区域中这些运动矢量的方向几乎是随机的，并且没有明确的证据表明来自火山口中心的径向方向。

在15米距离内检测大于3cm的位移，概率超过50％，介于15米和30μm之间，概率约为10％。因此，Araakawa等人。提出，按照Matsue等人。（2020）的实验结果，地震震动引起了大部分地区的巨石，以比Ryugu的表面重力（Gryugu）大的最大加速度移动7倍。此外，他们还发现，冲击移动巨石在7morguand 1morguin之间的最大加速度下加速约10％的区域。希望这些结果能够通知未来的小型身体碰撞的数值模拟，以及涉及人为影响的行星任务。

在美国天文学协会的第52次年会上为行星科学司（会议：'小行星：Bennu和Ryugu 2'），2020年10月29日。

通讯作者：神户科学大学科学研究科学生研究生院。

致谢

这项工作是由日本教育，文化，科学技术部的助学金研究（第17 0006459号和第199919号）的补助金提供支持。这项研究得到了JSPS核心计划“国际行星科学网络”的支持。

参考

阿拉克等人，2020年。对小行星（162173）Ryugu的人为影响在重力主导的方案中形成了火山口。科学。368,67-71.MASUE等，2020。高速冲击引起的地震波的测量：对海啸冲击陨石坑的地震震动的影响。icarus。338, 113520.

会议：第五届美国天文学会的行星科学司年会

资金：教育部，文化，体育，科学技术（日本），日本促进科学学会。