講演情報
[PPS04-P03]レゴリス模擬物質への弾丸衝突による角礫岩化実験及び生成物の強度測定
*宇野 雄登1、松原 光佑1、中村 昭子1、長谷川 直2 (1.神戸大学理学研究科惑星学専攻、2.宇宙航空研究開発機構)
キーワード：
角礫岩、引張強度、衝突実験、レゴリス
ほとんどの隕石は小惑星表面への高速度衝突によって形成される。それに伴い、受けた衝撃に応じて衝撃変成作用が働く。本研究では、衝突によって形成された角ばった岩片が固結する角礫岩化作用に着目した。この作用は多くの隕石で確認されており、小惑星の表面進化を調べる上で非常に重要な要素であると考える。本研究では、角礫岩化隕石の形成過程を衝突実験で再現するとともに、その実験結果として得られた生成物の強度測定を行い、実際の隕石の強度と比較した。
衝突実験は宇宙科学研究所の2段式軽ガス銃を用いて行った。標的は粒径約1.5 µmと約63 µmのシリカ砂、弾丸は直径約3 mmのステンレスと玄武岩を使用して約4.4 km/sで計4回発射した。標的は内径4.4 cm、深さ5 cmの円柱容器に詰め、タコ糸で吊るして弾道に合わせた。また、衝突の様子は高速度カメラとフラッシュX線装置で撮影を行い、衝突の瞬間と容器内の圧密の様子が分かるようにした。衝突後に回収した生成物の強度測定は神戸大学の圧縮試験機を用いて行った。本研究で得られる生成物は不規則形状かつミリメートルサイズと小さい。したがって独自の治具を使った点載荷圧裂引張強度試験により、強度を測定した。この方法の妥当性を確認するために、様々な大きさの二水石膏で試料の圧裂引張強度試験・点載荷圧裂引張強度試験も実行した。強度のサイズ依存性（ワイブル則）を考慮して、二つの方法の測定結果を比較したところ、そのサイズ依存性の傾向は概ね一致していることが分かった。
今回得られた二つの生成物（A、B）にSEM/EDS分析を行ったところ、Aはステンレスとシリカ砂（63 µm）、Bは玄武岩とシリカ砂（1.5 µm）からなり、弾丸物質に標的物質が付着したものであることが確認された。引張強度測定の結果、Aは1.6 MPa、Bは2.2 MPaと求められた。ワイブル則を仮定してこれらの値を隕石のサイズまで外挿すると、実際の隕石よりも低いと推測される。しかし、本研究で用いた標的および弾丸物質の組成・サイズは実際の小惑星とは異なるため、今後条件を変えた実験をさらに行う。
本研究は、JAXA宇宙科学研究所の超高速度衝突実験施設の共同利用実験として行いました。
衝突実験は宇宙科学研究所の2段式軽ガス銃を用いて行った。標的は粒径約1.5 µmと約63 µmのシリカ砂、弾丸は直径約3 mmのステンレスと玄武岩を使用して約4.4 km/sで計4回発射した。標的は内径4.4 cm、深さ5 cmの円柱容器に詰め、タコ糸で吊るして弾道に合わせた。また、衝突の様子は高速度カメラとフラッシュX線装置で撮影を行い、衝突の瞬間と容器内の圧密の様子が分かるようにした。衝突後に回収した生成物の強度測定は神戸大学の圧縮試験機を用いて行った。本研究で得られる生成物は不規則形状かつミリメートルサイズと小さい。したがって独自の治具を使った点載荷圧裂引張強度試験により、強度を測定した。この方法の妥当性を確認するために、様々な大きさの二水石膏で試料の圧裂引張強度試験・点載荷圧裂引張強度試験も実行した。強度のサイズ依存性（ワイブル則）を考慮して、二つの方法の測定結果を比較したところ、そのサイズ依存性の傾向は概ね一致していることが分かった。
今回得られた二つの生成物（A、B）にSEM/EDS分析を行ったところ、Aはステンレスとシリカ砂（63 µm）、Bは玄武岩とシリカ砂（1.5 µm）からなり、弾丸物質に標的物質が付着したものであることが確認された。引張強度測定の結果、Aは1.6 MPa、Bは2.2 MPaと求められた。ワイブル則を仮定してこれらの値を隕石のサイズまで外挿すると、実際の隕石よりも低いと推測される。しかし、本研究で用いた標的および弾丸物質の組成・サイズは実際の小惑星とは異なるため、今後条件を変えた実験をさらに行う。
本研究は、JAXA宇宙科学研究所の超高速度衝突実験施設の共同利用実験として行いました。