PowerPoint プレゼンテーション - 北海道大学

(1)

天文

1

年目桑原遥香

小学生じゃないし

小惑星

1

(2)

基本方針

１．総論小惑星とは

２．各論小惑星探査の歴史

～はやぶさ、

Dawn

、はやぶさ２、

OSIRIS- Re

ｘ～

３．各論小惑星探査のこれから

2

(3)

１．総論小惑星とは　

太陽系外縁天体を除いた太陽系小天体のうち、

星像に拡散性分のないもの。

→

撮影したとき点像が写っていたら小惑星、それ以外は彗星。

太陽系小天体：太陽系の天体のうち惑星、準惑星、衛星を除いたもの

3

(4)

小惑星とは

…

小惑星帯に惑星を形成するのに十分な塵が無かったため、惑星にまでなれなかった子たちであるという説。

塵→微惑星→原始惑星→惑星

https://news.walkerplus.com/article/43428/229646_615.jpg

4

(5)

ある程度大きくなった天体同士が木星の重力の影響を受けて衝突してできた破片であるとする説も。

　 →軌道が似通っているため（族）。直径 950

㎞「ケレス」の存在。

http://katimemo.com/wp-content/uploads/2018/05/62d1ff3c2c87b072167e1986947875b1-547x350.jpg

5

(6)

命名規則

•

仮符号

ex)

リュウグウ

（

162173

）

　１９９９　　 JU3 　　　　

発見年

発見時期

＝

1999

年の６月の前半に

99

番目に発見

→

信頼できる軌道が計算されると正式な登録番号が与えられる。

→

その後「リュウグウ」など名前がつくことも。

（国際天文学連合

　 International Astronomical Union

）

6

(7)

小惑星の分類

•

_{軌道による分類}

・小惑星帯：主にここに分布。火星と木星の間。

・地球近傍小惑星：地球に接近する軌道。監視が必要なのは約

8500

個。 →アポロ群、アモール

群アテン群

・トロヤ群：ある惑星（主に木星）と軌道を共有する。

・小惑星族：軌道長半径、離心率などが類似。主に小惑星帯の中にみつかっている。

7

(8)

https://www.hazardlab.jp/contents/post_info/3/1/0/31072/near-earth-asteroid_ESA-2- 250x250-1.png

https://www.ytv.co.jp/conan/character/character2/images/img_kid.png

8

(9)

•

_{反射スペクトル分類}

・岩石質（ケイ素質）の天体 →

　 S

型、Ａ型、

Ｑ型、Ｒ型

etc

たいていの隕石はコレ。

・暗い炭素質の天体 →

　 C

型、Ｂ型、

G

型

etc

炭素質隕石の起源と考えられる。隕石全

体に占める割合は少なめ。

・金属質の天体 →

　 X

型、Ｔ型、Ｖ型ｅｔｃ

9

(10)

隕石

•

２ｍｍより大きい（それ以下→宇宙塵）

•

_{落下隕石と発見隕石}

•

石質隕石 →コンドライト（８７

　 %

）

/

エコンドライト

•

鉄隕石

•

_石鉄隕石

10

(11)

２．各論小惑星探査の歴史　

はやぶさ、

Dawn

、はやぶさ２、

OSIRIS-Re

ｘ

https://www.ytv.co.jp/conan/character/character3/images/img_megure.png

11

(12)

はやぶさ（ JAXA ）

・目的

世界で初めて小惑星（イトカワ）から物質を採取する。

隕石と小惑星との関係を探る。

https://i.pinimg.com/736x/61/d4/e5/61d4e522afc3c49937bf9247dbff440f.jpg

12

(13)

・期待された新たな試み

①

イオンエンジンによる惑星間の航行

②

イオンエンジンと地球スイングバイを併用した軌道制御

③

光学観測による自律的な小惑星への誘導

④

微小重力下でのサンプル採取技術

⑤

惑星間空間から地球上へのカプセル回収

13

(14)

　　 2003.05.09 　

打ち上げ

　　 2004.05.19 　

スイングバイ

　　 2005.07 　

スタートラッカでイトカワ撮影成功

（探査機の向きを確認）電波観測も加え、軌

道を決定

http://www.astroarts.co.jp/special/2005hayabusa/image/orbit1.gif

https://dic.nicovideo.jp/oekaki/417543.png

14

(15)

2005.11.20

一回目のタッチダウン

.11.26 　　

二回目のタッチダウン

2010.06.13 　

地球帰還

イトカワ

535×294×209m

http://sundai.sakura.ne.jp/getsurei/2012getsurei/nakamura/Itokawa.jpg

15

(16)

☆

サンプル採取の手順（自律的）

ターゲットマーカー投下

近距離レーザー距離計でイトカワ表面の傾斜を計測姿勢を調整し、降下

サンプラーホーン接地（＝着陸）

火薬を爆発させ金属弾をイトカワ表面に打ち込む

上昇途中で停止し、慣性で舞い上がり続ける破片を格納庫に収める

16

(17)

はやぶさの Ψ 難

①

リアクションホイール故障（姿勢制御）

→常時化学エンジンで制御も軌道の変化量増加

…

②

探査ロボット「ミネルバ」着陸ならず

→３億㎞の時差があった。

③

化学エンジンの燃料漏れ

→航行用のイオンエンジンを転用

④

交信が途絶える

→完全に運で持ち直す。

⑤

火薬が爆発しなかった。

　 → 2

回の着地で破片はできた。

https://sdl-

stickershop.line.naver.jp/products/0/0/3/7605/iphone/[email protected]

やばいで工藤！

ピンク頭がでしゃばってきよった

！

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(18)

http://livedoor.blogimg.jp/nara_suimeishi/imgs/a/3/a38d6c4b.jpg

18

(19)

2003.05.09 　

打ち上げ

2004.05.19 　

スイングバイ

2005.07 　

スタートラッカでイトカワ撮影成功

電波観測も加え、軌道を決定

リアクションホイール３個中２個故障→化学エンジンにミネルバ着陸できない

2005.11.20 　

一回目のタッチダウン（失敗）

燃料漏れ。

.11.26 　

二回目のタッチダウン

交信途絶える→復活火薬爆発せず。

2010.06.13 　

地球帰還

（バッテリー一部故障、燃料・酸化剤漏れ、計器データ残量０）

19

(20)

イトカワ（アポロ群）

スペクトル：Ｓ型（岩石質）

直径：

0.33km

平均密度：

1.90g/

㎤軌道長半径：

1.324 au

離心率：

0.280

公転周期：

1.52

年

https://i.pinimg.com/originals/71/38/46/713846c2179bd9d07bd74609834ad1d2.png

20

(21)

http://www.isas.jaxa.jp/j/snews/2005/image/1101/fig05.jpg

21

(22)

イトカワの不思議な表面

①

「由野台」（巨大岩塊）

「表面の岩塊は隕石衝突時クレーター内部から吐き出される。」

→

巨大な瓦礫どうしが互いの弱い重力でゆるく結びついている？

②

岩塊に覆われた険しい地域と砂利の平坦な地域がくっきり分かれている。

22

(23)

Dawn （ NASA ）

•

_{ケレス、ベスタの探査}

• 2007

年

9

月

27

日打ち上げ

•

太陽系初期の状態を探る。

•

史上初めて小惑星帯に半永久的にとどまる人工物となった。

23

https://cdn-ak.f.st-hatena.com/images/fotolife/t/teriamon- 5/20161022/20161022204738.jpg

(24)

ケレス（小惑星帯）

準惑星

スペクトル：

G

型（炭素質）

直径：

945km 　　

小惑星帯最大の天体

平均密度：

2.161g/

㎤

軌道長半径：

2.769 au

離心率：

0.076

公転周期：

4.61

年

形成段階で地下水による冷たく湿った状態を経験。

24

(25)

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/c/c1/Ceres_Cutaway_japan

ese.png/250px-Ceres_Cutaway_japanese.png

25

(26)

ベスタ（小惑星帯）

スペクトル：

V

型（金属質）

直径：

468.3-530km

平均密度：

5.0g/

㎤

軌道長半径：

2.362 au

離心率：

0.089

公転周期：

3.63

年マントルと核を持つ。

表面に火山活動の痕跡→熱く乾いた状態を経験。

26

(27)

https://blogimg.goo.ne.jp/user_image/69/2d/d7875608129d736a43df31db27404fb9.

jpg

27

(28)

はやぶさ２（ JAXA ）

•

目的

C

型小惑星（

162173

）

1999JU₃

リュウグウの表面試料を採取しイトカワ形成以前の太陽系の進化を探る。（高温加熱を経験していない）

→海と生命の起源を探る。

衝突装置による人工クレーター形成実験。

→宇宙風化を受けていないリュウグウ内部の砂を採取。

表面の砂と比較したらどのように宇宙風化するかわかるかも。

28

(29)

2014.12.03 　

打ち上げ（天候不良で

2

回順延）

2015.12.03 　

地球スイングバイ

2018.06 　

小惑星到着

表面撮影、標高計測、クレーター形成、サンプル採取

etc

2020.12 　　

地球帰還予定。

大気圏突入前にサンプルを入れたカプセルを切り離し、地上

10

㎞でパラシュートを

開き、オーストラリアに落下。

←イメージ図

（ヘリでの回収に失敗したジェ

ネシス）

　https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/f/f1/Genesis_crash_site_scenery.jpg/220px-Genesis_crash_site_scenery.jpg

29

(30)

はやぶさからの改善点

①

リアクションホイール増設

３個→４個

②

観測データを地球に送るためのアンテナ増設

１個→

２個

③

スタートラッカ、ターゲットマーカー増量

④

イオンエンジン、化学推進系スラスタ改良

＋衝突装置（クレーター形成のため）

マスコット（ドイツ、フランスの探査機）

https://www.suruga-ya.jp/database/pics/game/669005994.jpg

30

(31)

https://image.itmedia.co.jp/mn/articles/1909/10/sp_190910hayabusa2_15_07.jpg

31

(32)

リュウグウ（アポロ群）

スペクトル：

C

型（炭素質）

直径：

0.7km

平均密度：

1.27g/

1.189 au

離心率：

0.190

公転周期：

1.30

年

32

https://ichef.bbci.co.uk/news/320/cpsprodpb/21CD/production/_103235680_mediait em103235679.jpg

(33)

http://astro-dic.jp/wp/wp-content/uploads/Itokawa-Ryugu-orbit-1.png

33

(34)

OSIRIS-Rex （ NASA ）

•

_{ベンヌの探査}

• 2016

年

9

月打ち上げ

•

表面から小石や岩を噴出している

• 2020

年

7

月に着陸、サンプル回収

34

https://pbs.twimg.com/profile_images/1024949967624974336/kB2BIL3h_400x400.j pg

(35)

ベンヌ（アポロ群）

スペクトル：

B

型（炭素質）

直径：

0.560km

平均密度：

1.26g/

1.126 au

離心率：

0.204

公転周期：

1.20

年

35

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/5/5c/Bennu_330km_18102 9.jpg/250px-Bennu_330km_181029.jpg

(36)

３．各論小惑星探査のこれ　から

• DESTINY+(JAXA) 　

→地球近傍小惑星へ

• DART(NASA)-Hera

（

ESA

）

←小惑星の軌道修正

• Lucy(NASA) 　

→木星圏トロヤ群へ

• Psyche(NASA) 　

• OKEANOS(JAXA) 　

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(37)

提供者情報

• Newton

別冊

さらに知りたい太陽系惑星の

科学

PowerPoint プレゼンテーション - 北海道大学

小惑星

１．総論 小惑星とは

OSIRIS- Re

３．各論 小惑星探査のこれから

１．総論 小惑星とは

太陽系外縁天体を除いた太陽系小天体のうち、

小惑星帯に惑星を形成するのに十分な塵が無 かったため、惑星にまでなれなかった子たちで あるという説。

→軌道が似通っているため（族）。直径 950

・岩石質（ケイ素質）の天体 →

隕石

はやぶさ、

OSIRIS-Re

・目的

・期待された新たな試み

はやぶさの Ψ 難

イトカワ（アポロ群）

スペクトル：Ｓ型 （岩石質）

イトカワの不思議な表面

ケレス（小惑星帯）

ベスタ（小惑星帯）

はやぶさ２（ JAXA ）

はやぶさからの改善点

スペクトル：

OSIRIS-Rex （ NASA ）

スペクトル：

３．各論 小惑星探査のこれ から

１．総論小惑星とは

３．各論小惑星探査のこれから

１．総論小惑星とは　

小惑星帯に惑星を形成するのに十分な塵が無かったため、惑星にまでなれなかった子たちであるという説。

　 →軌道が似通っているため（族）。直径 950

スペクトル：Ｓ型（岩石質）

３．各論小惑星探査のこれ　から