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从详细的图像解析得知，探测器“隼鸟2”在小行星“龙宫”上制造的陨石是地面实验的7倍大小。 即使减去几乎没有重力的影响，也比想象的要大。 神户大学的荒川政彦教授惊讶地说:“尽管被大小的岩石复盖，却像沙子一样流动的撒拉状态。” 神户大学和宇宙航空研究开发机构( jaxa )等20日在美国科学杂志科学电子版( https://ience mag.org/lookup/doi/10.1126/science.aaz 1701 )上发表了这一消息。 在发表中，隼2去年4月制作的陨石坑的直径约为145米，中央形成了深度为60厘米的凹坑。 发射前的地面实验是直径2米左右，是7倍大。 几乎没有重力的天体陨石坑，地表的强度越小越有变大的倾向，结果表明龙头地表几乎是没有强度的沙子状态。 另外，从地表上很多环形山的大小和数量的关系来看，龙宫在640万~1140万年间，处于天体冲突频繁发生的小行星带。 龙宫形成后，从火星到木星轨道附近的小行星带，但是之后，由于木星的重力的影响等，好像接近了地球。 (小川诗织) 20日发表在美国科学杂志科学电子版上的论文摘要 对小行星162173琉球（龙宫）的人为撞击形成了一个以重力为主的陨石坑 摘要 隼鸟2号宇宙飞船调查了小行星龙宫，它有一个碎石堆结构。我们描述了使用隼鸟2号的小型携带冲击器(sci)在龙宫上进行的撞击实验。这次撞击产生了一个直径大于10米的人工陨石坑，它呈半圆形，边缘凸起，中央有一个坑。可展开的照相机3 (dcam3)记录了撞击和产生的喷出物的图像，持续时间> 8分钟，显示了喷出物帘幕(喷出物的外边缘)的生长和喷出物在表面上的沉积。喷出物帘幕是不对称的、异质的，并且从未完全脱离表面。陨石坑是在重力主导的状态下形成的，即陨石坑的生长受到重力而不是表面强度的限制。我们讨论龙宫表面年龄的含义。 隼鸟2号宇宙飞船于2018年6月抵达近地小行星(162173)龙宫，发现这颗小行星上覆盖着大小高达160米(1，2)的巨石。在微重力条件下(重力加速度约为1×104m·s-2)，表面覆盖着由巨砾和颗粒组成的风化层，预计风化层的强度来自风化层颗粒之间的内聚力，预计表层的最大理论强度为1千帕(3)。在这些条件下形成的撞击坑的尺寸应受到该表面强度的限制，与无强度表面相比，这减小了预期的撞击坑直径(4)。超高速撞击小天体产生的陨石坑大小可以用各种陨石坑比例定律来预测。小行星(包括龙宫)上陨石坑的数量和大小可以用来确定它们表面的年代，但是不同的陨石坑比例法则给出的年龄相差不止一个数量级。 隼鸟2号装备了一个小型携带式冲击器(sci ),其设计目的是以2km S1的速度发射一枚2 kg的铜射弹，在龙宫表面形成一个人工撞击坑(以下称为sci坑)。sci陨石坑旨在暴露小行星表面下，用于遥感和样本收集(5，6)。深度撞击航天器先前在一个小天体上进行了撞击实验，并在彗星9p/tempel 1(7–9)的核心上形成了一个人造撞击坑。sci撞击可用于测试陨石坑大小和喷出物速度分布的陨石坑缩放规律，这些规律是使用实验室实验(10–12)构建的，并可与微重力环境下撞击陨石坑过程的数值模拟进行比较(13)。 sci影响操作于2019年4月5日执行(14)。隼鸟2的可展开照相机3 (dcam3) (14)同时观察到撞击喷出物的撞击和演变。在sci撞击后大约3周，隼鸟2号使用其光学导航望远镜(onc-t)从1.7千米的高度以大约18厘米/像素的分辨率搜索撞击坑的证据。新弹坑位于北纬7.9度，东经301.3度(图1，a和b)，距离瞄准点约20米(北纬6.00度，东经303.00度)。这个位置位于琉球赤道脊的北部。据估计，撞击角与当地水平面的夹角约为60°。 图1 sci陨石坑的onc图像。 (a)从1.72公里高度拍摄的碰撞前sci瞄准点周围的区域(图像hy B2 _ onc _ 20190321 _ 192706 _ tvf _ l2b)。移动块(mb)和稳定块(sb)用箭头表示。(b)撞击后从相同高度观察到的相同位置(hy B2 _ onc _ 20190425 _ 031226 _ tvf _ l2b)。(c)撞击位置的正射校正背景图像(hy B2 _ onc _ 20190516 _ 023615 _ tvf _ l2c ), sci弹坑用黄色虚线半圆表示。白色方框表示面板(d)中的区域。(d)从115米高度(hy B2 _ onc _ 20190613 _ 020217 _ tvf _ l2c)拍摄的sci陨石坑特写图像。虚线显示了一个小凹坑。对于面板(a)和(b ),通过反卷积，空间分辨率提高了四倍；原始图像如图s2所示。电影s1显示了面板(a)和(b)之间的闪烁比较。 撞击前后从相同高度拍摄的onc-t图像的比较(图1，a和b，以及电影s1)显示了人造撞击坑的形成。十几个大小至少几十厘米的巨石被从地表移走，一个大小为5米的大石块(我们称之为移动石块，mb)被挖掘出来，并被移动到距离地表西北约3米处，距离地表1米以上。在撞击之前，mb邻近另一个大块(稳定块，sb)(图1a)，但是sb几乎没有被sci撞击移动。sb可能是埋藏在陨石坑底部的更大石块的一部分。我们推测sb和它的地下延伸阻止了陨石坑向东南方向的生长。或者，脊髓损伤可能比sb更靠近mb，允许更高的压力移动mb，但不移动sb。 为了研究陨石坑的形态轮廓，我们从onc-t图像(14)生成了数字高程图(dem)(图2a)。这显示了sci环形山周围约40厘米高的隆起边缘(图2b)。隆起的边缘可能由喷出物沉积和/或构造隆起组成。我们使用dem生成一个正射校正(几何精确)的图像，在此图像上我们描绘了边缘的顶部，以确定陨石坑的形状(图1c)。sci陨石坑是半圆形的，边缘到边缘的直径drim为17.6±0.7m。这种形状不是由于倾斜撞击，而是由于撞击点东南方向的大块(可能是sb)的影响(图1b) (14)。撞击坑通常在这个撞击角是对称的，所以我们假设sci撞击点是半圆形撞击坑边缘的中心。陨石坑的表观直径d通常是在初始表面高度测量的。使用dem，我们确定sci陨石坑的d = 14.5±0.8m(图2a)。 图2 sci陨石坑的地形。 (sci影响区的数字高程图。黑色虚线半圆表示直径为17.6米的陨石坑边缘，红色长虚线半圆表示直径为14.5米的陨石坑壁，绿色虚线圆表示中心坑。局部高度是相对于f点测量的，f点在陨石坑的西北方向。白线显示了在面板(b)中绘制的位置。图s3显示了该区域的等高线图。(sci陨石坑的横截面。径向距离是从点p开始测量的，边缘、坑、坑底和mb都有标记。 陨石坑底部撞击点附近有一个小坑。坑入口距离初始表面1.7 m的深度(图2b)；坑的直径约为3米，深度为0.6米。坑呈圆锥形，类似于实验室实验中形成的简单坑(10，15)。在月球上，通常在小于几百米的陨石坑中观察到中心坑，因为月球表面下有一个由相对较硬的层组成的层状结构，覆盖着较软的无粘性风化层(16)。因此，如果sci冲击发生在具有内聚强度的地下层之上，则可以解释该凹坑。琉球上一些小的天然陨石坑也有坑的特征(图s4)。这个假定的地下层的内聚强度将在140和670帕(14)之间。或者，如果射弹密度大于目标(7，8)的密度，可以在压缩材料上形成中心凹坑。因为凹坑深度是距边缘顶部2.7米，sci凹坑的深度与边缘直径之比是0.15±0.01。这个数值与在琉球发现的自然陨石坑一致，范围从0.14到0.20 (1)。 陨石坑内有几个大小为0.6到1.9米的巨石。陨石坑壁看起来很光滑(图1d ),因为巨石被埋在墙内。它们可能是在陨石坑生长期间被地下物质的挖掘流暴露出来的。嵌入墙中的巨石的尺寸-频率分布(图s5a)约为未扰动表面附近区域(c01-c区域，10 n，300 e，撞击点西北约20 m，图s5b)的三分之一，其中未扰动区域的尺寸-频率分布可能与sci撞击前的撞击点相似，在亚米范围内。sci坑壁必须主要由岩石尺寸小于20 cm的风化层组成。假设坑壁代表地下结构，我们得出结论，地下层主要是岩石尺寸小于20厘米的风化层。 dcam3观察到从撞击时刻到超过8分钟后的撞击喷出物。图3、a至f和电影s2显示了dcam3在撞击后5秒至498秒拍摄的图像。5 s处的图像显示了从表面以40°的角度向北生长的撞击喷出物帘幕(图3a和图s6a)。随后的图像显示，撞击喷出物的帘幕是不对称的，在早期包含多条光线。没有观察到朝南的喷射物增长，但是在微弱的散射光中可以看到喷射物帘幕底部的低速喷射物。 图3 sci影响的dcam3图像。 这些图像是在(a)5s(hy B2 _ dcam 3d _ img-f _ 01309 _ l2a)、(b)36s(hy B2 _ dcam 3d _ img-f _ 01340 _ l2a)、(c)100s(hy B2 _ dcam 3d _ img-f _ 01404 _ l2a)、(d)192s(hy B2 _ dcam 3d _ img-f _ 01496 _ l2a)、(e) 396的撞击后经过的时间拍摄的使用标有b1和b2的巨石之间的距离校准25 m的标尺。在面板(b)中可以看到三条可见光线，它们在图s6b中标记为2、3和4。由于琉球的旋转，在观测期间撞击点向dcam3移动。电影s2展示了这个人物的动画版本。 在36秒时，向北喷出的射线变得更加清晰和广泛。此时又出现两条喷射光线(图3b和图s6b)。先前在深度撞击实验中观察到多条喷射射线(7)。喷出物帘幕的连续部分，在喷出物帘幕的底部以阴影的形式出现，开始垂直和水平生长。这种增长可能源于正在进行的地下物质挖掘造成的陨石坑扩大。 这三条喷射射线在尺寸和厚度上继续增长，在100秒和192秒时变得更加明显(图3、c和d以及图s6、c和d ),表明陨石坑在这些时间继续增长。在这些图像中，一条额外的抛出光线在被抛出区域的中心以暗阴影的形式出现，因此我们将其解释为向dcam3的视线移动，但是在东南区域没有可见的抛出幕帘。琉球的表面覆盖着许多具有幂律大小分布的大石块(1 ),我们认为这也适用于埋藏在地下的大石块。sci撞击区被大于0.6 m的巨石覆盖，其中一些巨石的大部分体积埋在地下(图1a)。这些巨砾可能导致不均匀的喷出物生长，这将导致喷出物射线，即表面上或表面下的巨砾可能阻止挖掘流，将喷出物帘幕分成几条射线。由深度碰撞形成的喷射幕显示出一个向上的避让区(zoa) (7)。我们在sci撞击中看到了类似的zoa，这可能是撞击的倾斜性质造成的，就像在深度撞击中一样。然而，由此产生的sci陨石坑的半圆形显示了大石块的影响。 我们使用192 s处的图像(图4a)以及撞击前获得的sci弹坑区域的onc-t图像，分析了sci弹坑周围的喷射射线分布。在onc-t参照dcam3视线拍摄的图像上，确定了每条喷出射线的方向和覆盖面积。图4b示出了映射在onc-t表面图像上的主喷射射线的分布；地图上的每个编号的扇区对应于图4a中编号的分离的喷射射线，而连续的喷射幕对应于中心的半圆。整个喷出物，包括光线和连续的窗帘，只分布在西北面。该分布图可以与图4c (14)中所示的onc-t v波段(0.55微米)反射率差异图进行比较:我们将反射率因子下降较大的区域解释为被较厚的喷出物沉积物覆盖。这些区域在环形山周围不对称排列:环形山的东南面有4个不连续的延伸区域，没有(或者只有一个非常模糊的区域)。反射率差异图中的这些特征与喷出物分布图一致，因此我们确信这些图代表了喷出物沉积的空间分布，并且喷出的地下物质的反射率低于平均琉球表面。 图4 sci喷出物的分布。 (a)在192秒拍摄的dcam3图像，从图3d中提取，对比度增加。四条喷射光线被识别，用虚线包围，并在图像上编号为1到4。比例尺和标记的圆石与图3中的相同。(b) onc v波段图像地图。图4a中dcam3的视线用黄色箭头表示。编号的扇区对应于单独的喷射光线，半圆对应于连续的喷射幕，两者都投射到onc图像上，并被着色为浅橙色。白色方框表示sci陨石坑西北面的一个天然坑洞，如图s4所示。(sci撞击前后的onc v波段反射率差异。该区域的典型反射系数约为0.018，因此该图中最暗的区域在撞击后反射系数降低了约20%。四个离散的扩展暗区域对应于弹出光线，编号为1到4。相同的撞击前形状模型被用于撞击前和撞击后的反射率计算(14)，以强调由于弹坑外部的喷出物沉积而导致的微弱反射率变化。 在396 s和498 s时，通过喷出物帘幕可以看到琉球的表面(图3、e和f以及图s6、e和f ),表明喷出物帘幕的光学厚度低于192 s时的光学厚度。出现了被喷出我们将其解释为表面的固有颜色，并认为它代表了挖掘区域和/或喷出物沉积区域。因为陨石坑的增长预计在250秒(14秒)后停止，所以在这些图像中观察到的喷出物帘幕一定是沿着弹道轨迹向地表坠落的。在498秒时椭圆的长轴被确定为36米(14)。物射线包围的深灰色椭圆区域。 在强度占主导地位的陨石坑形成过程中，整个喷出物幕通常会脱离地面，但在重力占主导地位的陨石坑形成过程中，则不会。对于sci陨石坑的形成，包括在498 s的最终观察中，没有观察到喷出物幕的脱离(图3，a至f)。在图3和电影s2中，喷出物帘幕似乎沉积在火山口边缘。这由图4c中的onc-t反射率差异图支持，因此sci环形山周围的升高的边缘可能(至少部分地)由喷出物沉积物组成。这是重力占主导地位的陨石坑形成的预期(15，17)。我们的结论是，sci陨石坑和喷出物幕的结构表明它们是在重力主导的状态下形成的。 对于由重力主导的陨石坑形成，目标的有效强度必须小于1.3帕(14)。无粘性材料，例如沙子，在深度小于10米处可以满足最小强度，因为表面下剪切强度来源于施加在无粘性材料上的摩擦应力，且该应力与表面重力成比例。我们在重力占优的情况下，使用传统的标度律计算预期的sci弹坑半径:πr = k1π2μ/(2+μ)π4(2+μ6ν)/(3(2+μ))(18)，其中πr = r(ρ/m)1/3，π2 = (ga/u2)，π4 = (ρ/δ)，r是视在弹坑半径，ρ是目标密度，m是射弹质量，a是射弹半径，u是撞击速度，δ是δk1、μ和ν是由实验室实验确定的经验参数，适用于典型的无粘性表面，如粗砂或松砂(14)。计算出的预期半径为6.9 m至7.7 m，接近于观察到的7.3±0.4m的sci坑的表观半径。我们得出结论，sci坑形成在无粘性表面上，琉球的较宽表面必须由砂状无粘性材料组成。根据常规的标度律，我们可以从sci弹坑半径r = 7.3 m (14)中估计出适用于琉球表面的最佳k1值；如果我们假设其他参数具有砂的典型值，并且可以外推至高撞击速度下的无粘性目标，则我们得到k1 = 0.62:μ= 0.41，ν = 0.4 (14，18)。我们导出了琉球表面的陨石坑大小比例定律；πr = 0.62π2 0.17π40.0014。 我们的结果影响了对龙宫陨石坑年代的解释。根据小行星主带(19，20)的碰撞频率模型，获得了龙宫表面年龄的两个估计值:(1.58±0.47)×108年(由具有内聚力的干土组成的表面)或(8.9±2.5)×106年(无内聚力的表面)(1)。我们的结论是sci陨石坑是在无粘性表面上以重力为主的区域形成的，这支持了更年轻的年龄估计。假设近地轨道的陨石坑产生函数为(14，19，20)，这也表明龙宫表面顶部1米的陨石坑保留年龄约为1 × 105年或更小。 补充材料 science./cgi/content/full/science.aaz1701/DC1 Materials and Methods Figs. S1 to S11 Table S1 Movies S1 and S2 参考资料和注释 , The geomorphology, color, and thermal properties of Ryugu: Implications for parent-body processes. Science 364, eaaw0422 (2019). doi:10.1126/science.aaw0422 S. Sugita, R. Honda, T. Morota, S. Kameda, H. Sawada, E. Tatsumi, M. Yamada, C. Honda, Y. Yokota, T.Kouyama, N. Sakatani, K. Ogawa, H. Suzuki, T. Okada, N. Namiki, S. Tanaka, Y. Iijima, K. Yoshioka, M.Hayakawa, Y. Cho, M. Matsuoka, N. Hirata, N. Hirata, H. Miyamoto, D. Domingue, M. Hirabayashi, T.Nakamura, T. Hiroi, T. Michikami, P. Michel, R.-L. Ballouz, O. S. Barnouin, C. M. Ernst, S. E. Schröder, H.Kikuchi, R. Hemmi, G. Komatsu, T. Fukuhara, M. Taguchi, T. Arai, H. Senshu, H. Demura, Y. Ogawa, Y.Shimaki, T. Sekiguchi, T. G. Müller, A. Hagermann, T. Mizuno, H. Noda, K. Matsumoto, R. Yamada, Y. Ishihara, H. Ikeda, H. Araki, K. Yamamoto, S. Abe, F. Yoshida, A. Higuchi, S. Sasaki, S. Oshigami, S. Tsuruta, K. Asari, S.Tazawa, M. Shizugami, J. Kimura, T. Otsubo, H. Yabuta, S. Hasegawa, M. Ishiguro, S. Tachibana, E. Palmer, R. Gaskell, L. Le Corre, R. Jaumann, K. Otto, N. Schmitz, P. A. Abell, M. A. Barucci, M. E. Zolensky, F. Vilas, F.Thuillet, C. Sugimoto, N. Takaki, Y. Suzuki, H. Kamiyoshihara, M. Okada, K. Nagata, M. Fujimoto, M.Yoshikawa, Y. Yamamoto, K. Shirai, R. Noguchi, N. Ogawa, F. Terui, S. Kikuchi, T. Yamaguchi, Y. Oki, Y. Takao, H. Takeuchi, G. Ono, Y. Mimasu, K. Yoshikawa, T. Takahashi, Y. Takei, A. Fujii, C. Hirose, S. Nakazawa, S.Hosoda, O. Mori, T. Shimada, S. Soldini, T. Iwata, M. Abe, H. Yano, R. Tsukizaki, M. Ozaki, K. Nishiyama, T.Saiki, S. Watanabe, Y. Tsuda , Hayabusa2 arrives at the carbonaceous asteroid 162173 Ryugu-A spinning top-shaped rubble pile. Science 364, 268–272 (2019).doi:10.1126/science.aav8032pmid:30890588 S. Watanabe, M. Hirabayashi, N. Hirata, N. Hirata, R. Noguchi, Y. Shimaki, H. Ikeda, E. Tatsumi, M.Yoshikawa, S. Kikuchi, H. Yabuta, T. Nakamura, S. Tachibana, Y. Ishihara, T. Morota, K. Kitazato, N.Sakatani, K. Matsumoto, K. Wada, H. Senshu, C. Honda, T. Michikami, H. Takeuchi, T. Kouyama, R. Honda, S.Kameda, T. Fuse, H. Miyamoto, G. Komatsu, S. Sugita, T. Okada, N. Namiki, M. Arakawa, M. Ishiguro, M.Abe, R. Gaskell, E. Palmer, O. S. Barnouin, P. Michel, A. S. French, J. W. McMahon, D. J. Scheeres, P. A. Abell, Y. Yamamoto, S. Tanaka, K. Shirai, M. Matsuoka, M. Yamada, Y. Yokota, H. Suzuki, K. Yoshioka, Y. Cho, S.Tanaka, N. Nishikawa, T. Sugiyama, H. Kikuchi, R. Hemmi, T. Yamaguchi, N. Ogawa, G. Ono, Y. Mimasu, K.Yoshikawa, T. Takahashi, Y. Takei, A. Fujii, C. Hirose, T. Iwata, M. Hayakawa, S. Hosoda, O. Mori, H. Sawada, T. Shimada, S. Soldini, H. Yano, R. Tsukizaki, M. Ozaki, Y. Iijima, K. Ogawa, M. Fujimoto, T. M. Ho, A. Moussi, R. Jaumann, J. P. Bibring, C. Krause, F. Terui, T. Saiki, S. Nakazawa, Y. Tsuda , Asteroid Ryugu before the Hayabusa2 encounter. Prog. Earth Planet. Sci. 5, 82 (2018). doi:10.1186/s40645-018-0237-y K. Wada, M. Grott, P. Michel, K. J. Walsh, A. M. Barucci, J. Biele, J. Blum, C. M. Ernst, J. T. Grundmann, B.Gundlach, A. Hagermann, M. Hamm, M. Jutzi, M.-J. Kim, E. Kührt, L. Le Corre, G. Libourel, R. Lichtenheldt, A. Maturilli, S. R. Messenger, T. Michikami, H. Miyamoto, S. Mottola, T. Müller, A. M. Nakamura, L. R. Nittler, K. Ogawa, T. Okada, E. Palomba, N. Sakatani, S. E. Schröder, H. Senshu, D. Takir, M. E. Zolensky K. Holsapple, I. Giblin, K. Housen, A. Nakamura, E. Ryan, in Asteroids III, W. F. Bottke, A. Cellino, P. Paolicchi, R. P. Binzel, Eds. (Univ. of Arizona Press, 2002), pp. 443–462. , Scientific objectives of Small Carry-on Impactor (SCI) and Deployable Camera 3 Digital (DCAM3-D): Observation of an ejecta curtain and a crater formed on the surface of Ryugu by an artificial high-velocity impact. Space Sci. Rev. 208, 187–212 (2017).doi:10.1007/s11214-016-0290-z M. Arakawa, K. Wada, T. Saiki, T. Kadono, Y. Takagi, K. Shirai, C. Okamoto, H. Yano, M. Hayakawa, S.Nakazawa, N. Hirata, M. Kobayashi, P. Michel, M. Jutzi, H. Imamura, K. Ogawa, N. Sakatani, Y. Iijima, R.Honda, K. Ishibashi, H. Hayakawa, H. Sawada , Hayabusa2: Scientific importance of samples returned from C-type near-Earth asteroid (162173) 1999 JU3. Geochem. J. 48, 571–587 (2014). doi:10.2343/geochemj.2.0350 S. Tachibana, M. Abe, M. Arakawa, M. Fujimoto, Y. Iijima, M. Ishiguro, K. Kitazato, N. Kobayashi, N.Namiki, T. Okada, R. Okazaki, H. Sawada, S. Sugita, Y. Takano, S. Tanaka, S. Watanabe, M. Yoshikawa, H.Kuninaka , The Deep Impact oblique impact cratering experiment. Icarus 191, 84–122 (2007). doi:10.1016/j.icarus.2007.06.031 P. H. Schultz, C. A. Eberhardy, C. M. Ernst, M. F. A’Hearn, J. M. Sunshine, C. M. Lisse , Expectations for crater size and photometric evolution from the Deep Impact collision. Space Sci. Rev. 117, 207–239 (2005). doi:10.1007/s11214-005-3383-7 P. H. Schultz, C. M. Ernst, J. L. Anderson , Deep Impact: Excavating comet Tempel 1. Science 310, 258–264 (2005).doi:10.1126/science.1118923pmid:16150978 M. F. A’Hearn, M. J. Belton, W. A. Delamere, J. Kissel, K. P. Klaasen, L. A. McFadden, K. J. Meech, H. J.Melosh, P. H. Schultz, J. M. Sunshine, P. C. Thomas, J. Veverka, D. K. Yeomans, M. W. Baca, I. Busko, C. J.Crockett, S. M. Collins, M. Desnoyer, C. A. Eberhardy, C. M. Ernst, T. L. Farnham, L. Feaga, O. Groussin, D.Hampton, S. I. Ipatov, J. Y. Li, D. Lindler, C. M. Lisse, N. Mastrodemos, W. M. Owen Jr., J. E. Richardson, D. D.Wellnitz, R. L. White , Measurements of seismic waves induced by high-velocity impacts: Implications for seismic shaking surrounding impact craters on asteroids. Icarus 338,113520 (2020). doi:10.1016/j.icarus.2019.113520 K. Matsue, M. Yasui, M. Arakawa, S. Hasegawa , Cratering efficiency on coarse-grain targets: Implications for the dynamical evolution of asteroid 25143 Itokawa. Icarus 300, 227–248 (2018). doi:10.1016/j.icarus.2017.09.004 E. Tatsumi, S. Sugita , Ejection-velocity distributions from impacts into coarse-grained sand.Meteorit. Planet. Sci. 34, 605–623 (1999). doi:10.1111/j.1945-5100.1999.tb01367.x M. J. Cintala, L. Berthoud, F. Hörz M. Jutzi, K. A. Holsapple, K. Wünneman, P. Michel, in Asteroids IV, P. Michel, F. E. DeMeo, W. F. Bottke, Eds. (Univ. of Arizona Press, 2015), pp. 679–699. ↵Materials and methods are available as supplementary materials. H. J. Melosh, Impact Cratering: A Geologic Process (Oxford Univ. Press, 1989). , Lunar regolith thickness deduced from concentric craters in the CE-5 landing area. Icarus 329, 46–54 (2019).doi:10.1016/j.icarus.2019.03.032 Z. Yue, K. Di, Z. Liu, G. Michael, M. Jia, X. Xin, B. Liu, M. Peng, J. Liu , Crater ejecta scaling laws: Fundamental forms based on dimensional analysis. J. Geophys. Res. 88, 2485–2499 (1983). doi:10.1029/JB088iB03p02485 K. R. Housen, R. M. Schmidt, K. A. Holsapple , Ejecta from impact craters. Icarus 211, 856–875 (2011).doi:10.1016/j.icarus.2010.09.017 K. R. Housen, K. A. Holsapple , The fossilized size distribution of the main asteroid belt. Icarus 175, 111–140 (2005). doi:10.1016/j.icarus.2004.10.026 W. F. Bottke Jr., D. Durda, D. Nesvorny, R. Jedicke, A. Morbidelli, D. Vokrouhlicky, H. Levison , The collisional and dynamical evolution of the main-belt and NEA size distributions. Icarus 178, 179–212 (2005). doi:10.1016/j.icarus.2005.04.001 D. P. O’Brien, R. Greenberg , The small carry-on impactor (SCI) and the Hayabusa2 impact experiment. Space Sci. Rev. 208, 165–186 (2017).doi:10.1007/s11214-016-0297-5 T. Saiki, H. Imamura, M. Arakawa, K. Wada, Y. Takagi, M. Hayakawa, K. Shirai, H. Yano, C. Okamoto , System configuration and operation plan of Hayabusa2 DCAM3-D camera system for scientific observation during SCI impact experiment. Space Sci. Rev. 208, 125–142 (2017).doi:10.1007/s11214-017-0347-7 K. Ogawa, K. Shirai, H. Sawada, M. Arakawa, R. Honda, K. Wada, K. Ishibashi, Y. Iijima, N. Sakatani, S.Nakazawa, H. Hayakawa , Performance of Hayabusa2 DCAM3-D camera for short-range imaging of SCI and ejecta curtain generated from the artificial impact crater formed on asteroid 162137 Ryugu (1999JU3). Space Sci. Rev. 208, 213–238 (2017).doi:10.1007/s11214-016-0298-4 K. Ishibashi, K. Shirai, K. Ogawa, K. Wada, R. Honda, M. Arakawa, N. Sakatani, Y. Ikeda , Experimental studies of oblique impact. Lunar Planet. Sci. Conf. Proc. 3, 3843–3875 (1978). D. E. Gault, J. A. Wedekind R. Szeliski, Computer Vision: Algorithms and Applications (Springer, 2011). , Short communication: TopoToolbox2-MATLAB-based software for topographic analysis and modeling in Earth surface sciences. Earth Surf. Dynam. 2, 1–7 (2014).doi:10.5194/esurf-2-1-2014 W. Schwanghart, D. Scherler , A review on the angle of repose of granular materials. Powder Technol. 330, 397–417 (2018). doi:10.1016/j.powtec.2018.02.003 H. M. Beakawi Al-Hashemi, O. S. Baghabra Al-Amoudi D. E. Maxwell, in Impact and Explosion Cratering: Planetary and Terrestrial Implications, D. J. Roddy, R. O. Pepin, R. B. Merrill, Eds. (Pergamon Press, 1977), pp. 1003–1008. , Scouring the surface: Ejecta dynamics and the LCROSS impact event. Icarus 218, 654–665 (2012). doi:10.1016/j.icarus.2011.12.025 B. Hermalyn, P. H. Schultz, M. Shirley, K. Ennico, A. Colaprete , Experimental study on impact-induced seismic wave propagation through granular materials. Icarus 260, 320–331 (2015). doi:10.1016/j.icarus.2015.07.032 M. Yasui, E. Matsumoto, M. Arakawa , Ejecta velocity distribution of impact craters formed on quartz sand: Effect of projectile density on crater scaling law. Icarus 262, 79–92 (2015).doi:10.1016/j.icarus.2015.08.035 S. Tsujido, M. Arakawa, A. I. Suzuki, M. Yasui , Experimental study on gravitational and atmospheric effects on crater size formed by low-velocity impacts into granular media. J. Geophys. Res. 124, 1379–1392 (2019).doi:10.1029/2018JE005628 M. Kiuchi, A. M. Nakamura, K. Wada , Impacts into coarse-grained spheres at moderate impact velocities: Implications for cratering on asteroids and planets. Icarus 325, 67–83 (2019).doi:10.1016/j.icarus.2019.02.004 O. S. Barnouin, R. T. Daly, M. J. Cintala, D. A. Crawford , Cratering experiments on the self armoring of coarse-grained granular targets. Icarus 220, 1040–1049 (2012). doi:10.1016/j.icarus.2012.06.041 C. Güttler, N. Hirata, A. M. Nakamura , Scaling laws for the oblique impact cratering on an inclined granular surface.Icarus 335, 113409 (2020). doi:10.1016/j.icarus.2019.113409 S. Takizawa, H. Katsuragi 感谢:隼鸟2号是在日本宇宙航空研究开发机构(jaxa)的领导下开发和建造的，由德国航空航天中心(dlr)和国家空间研究中心(cnes)出资，并与美国航天局和日本其他大学、研究所和公司合作。sci由日本宇宙航空研究开发机构、神户大学、千叶理工学院、职业与环境健康大学、爱知县东邦大学、九州技术学院、hosei大学以及日本的其他大学、研究所和公司开发。dcam3由日本宇宙航空研究开发机构、神户大学、高知大学、千叶理工学院、东京科技大学、职业与环境健康大学以及日本的其他大学、研究所和公司开发。感谢minami yasui在进行实验室撞击实验方面的帮助。k.w .非常感谢木村博史对喷出物帘幕观测可能性的讨论。资金来源:m.ar、t.o、t.m、s.w、n.n、k.w、t.m、k.o. m.ab、s.ka、a.m .、s.su、k.yoshio和y.c .得到了日本科学促进会(JSPs)kaken hi的支持。jp16h04041，jp17h06459，jp15k05273，jp19h01951，jp19h00719，jp16h04044，jp19k03955，jp19h00727，jp17kk0097，jp18k11610，jp17h01175，jp19k14778)。这项研究得到了“国际行星科学网络”的支持下午感谢法国航天局法国国家空间研究中心和卓越学院的资助:复杂系统与空间、环境、风险和复原力，这是蓝色海岸大学idex绝地学院的一部分。作者贡献:m.ar .协调合著者贡献；领导sci和dcam3数据采集、分析和解释；和y.s. sci操作:t.sa、k.w、t.ka、k.s、t . I、k.i、r.h、n.s、p.m、m.j和y . s . sci操作:t . sa、k.w、t.ka、k.s、y.i、c.o、h.y、y.taka、m.h、h.im和n.h. (aizu) dcam3数据获取和减少:k.w、k.o、k.s、h.sa、konc数据采集和缩减:h.sa、r.h、n.s、m.h、s.su、t.m、s.ka、e.t、y.c、k.yoshio、y.yo、m.m、m.ya、t.ko和c.ho。图像分析:k.w、k.o、t.ka、k.s、k.i、r.h、n.s和y.s。航天器运行:t.sa、k.o、k.s、h.sa、r.h、n.s、h.y、m.h、y.m、s.n、y . t、s.w、m.yo、s.tan、f.t、s.kik、t.y、n.o、g.o、k.yoshiz、t.ta、y.take、a.f、h.t、y.ya、t.o、c.hi、s.h、o.m、t.sh、s数据和资料的提供:本研究中使用的所有图像、输入数据和数字高程模型均可在日本宇宙航空研究开发机构数据档案和传输系统(darts)上查阅，网址为:http://www . darts . ISAs . JAXA . jp/pub/hayabusa 2/paper/Arakawa _ 2020/。hayabusa2 onc和dcam3的额外数据将通过https://www.darts.isas./planet/project/hayabusa2/的飞镖系统提供。 查看摘要 The geomorphology, color, and thermal properties of Ryugu: Implications for parent-body processes S. Sugita et al., Science, 2019 Asteroid mission faces ‘breathtaking’ touchdown Dennis Normile, Science, 2019 Hayabusa2 arrives at the carbonaceous asteroid 162173 Ryugu—A spinning top–shaped rubble pile S. Watanabe et al., Science, 2019 Imaging of Small-Scale Features on 433 Eros from NEAR: Evidence for a Complex Regolith J. Veverka et al., Science, 2001 The surface composition of asteroid 162173 Ryugu from Hayabusa2 near-infrared spectroscopy K. Kitazato et al., Science, 2019 HYPERVELOCITY ISSUES OF EARTH IMPACT BY ASTEROIDS Liu Sen et al., Chinese Journal of Theoretical and Applied Mechanics, 2018 Classification of solar sail attitude dynamics with and without angular momentum Yuichi Tsuda et al., Astrodynamics, 2019 A framework for coupled consolidation-desiccation behaviour of clay slurries Khan et al., International Journal of Mining Science and Technology, 2018 Representing dynamics in the eccentric Hill system using a neural network architecture Stijn De Smet et al., Astrodynamics, 2019 Erosion Performance and Damage Morphology of Tempered Glass Using Taguchi Orthogonal Method |
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