第 3 回 CPS 衝突実験実習 テーマB

高速度での堆積岩へのクレーター形成実験

背景

今回用いるスケーリング則として次のような無次元量を考える。
2009年に行われた堆積岩を使ったクレーター形成実験では、いくつかの代表的な堆積岩を用いてクレーター形成実験を行い、これまで得られている金属クレーターに対するスケーリング則との相違点を議論した。結果としては、堆積岩の結果にばらつきは見られたが、金属クレーターとほぼ同じ、あるいはやや小さいという結果になった。しかしここでの密度比に対するスケーリング則は金属のものと仮定しており、堆積岩のケースでは妥当かどうかという問題点が残った。
また2010年に行われた実験実習(基礎編)では、弾丸をポリカ標的をパキスタン砂岩で統一し、密度比π4(=ρt/ρp)が一定な条件下で前年度の実験よりも低速域(〜1km/s)におけるクレーター形成実験を行なった。そして、その結果と前年の結果を組み合わせることにより堆積岩を対象としたスケーリング則の精度向上を試みた。結果は、金属スケーリング則に比べπ1が上にシフトしているのが分かった。これは金属のクレーターには見られにくいスポレーションの影響によるものであると推測。実際の天体に応用するには堆積岩に基づいたスケーリング則が必要であることを示唆していた。

図2:スポレーションを起こしてるクレーター


こういった背景より、物質の密度・強度の範囲、衝突速度の範囲を広げることが必要であり、それらの値から正確なスケーリング則の推定は可能であると考えられる。

目的

実験実習(基礎編)では、π4を一定とし、π1とπ3の関係からαを求めた。今回の実験では、π3(弾丸のエネルギー)を一定にするような速度を出して衝突させることで、π1とπ4の関係からαβを求める。そこからαβの値を使うことにより、これまでの全データを用いることでαを求める。そして、得られたαβとαの値よりβを算出する。 最後に、得られたβの値と金属スケーリング則のβの値を比較し、それらを議論する。  

Last modified: 10.12.24
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