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[PPS03-P08] はやぶさ2#の小惑星フライバイ観測データからの小惑星形状復元方法の検討
キーワード:小惑星形状モデル、フライバイ、トリフネ
2026年7月に、小惑星探査機はやぶさ2は拡張ミッションとして、小惑星(98943)Torifuneをフライバイ観測する。フライバイ観測とは探査機が天体の傍を通過する際に観測を行う方法であり、観測期間が短く、小惑星の片側からしか観測ができない。一方、はやぶさ2が以前観測した小惑星(162173)Ryuguでは、探査機が小惑星の周囲にとどまり観測を行うランデブー観測が行われ、観測期間が長く、小惑星の自転を利用することで、観測方向が徐々に変化し、最終的に小惑星の全周から観測できた。探査機の観測データから小惑星形状を復元することは重要で、形状モデルは小惑星の基本データセットになる。実際Ryuguも観測データから形状復元が行われている。しかし、はやぶさ2がフライバイ観測をするのは今回が初めてであり、得られる制限付きのデータから小惑星形状を復元する方法を考える必要があります。
本研究では、はやぶさ2が過去に観測した小惑星Ryuguの観測データを用いて、フライバイ状況が形状復元に与える影響を調査した。具体的には、フライバイ観測の特性である「短時間での観測による少量の観測画像」や「小惑星の片側のみの形状の観測画像」という2つの制約を再現するため、画像間隔 (image interval)と小惑星の観測範囲 (image coverage)を変化させ、それぞれが形状復元に与える影響を調べた。ここで画像間隔とは、はやぶさ2が、自転するRyuguを撮影した際の撮像間隔を自転位相の角度変化量として定義したものを指す。フライバイ観測では観測対象小惑星から見た時の探査機方向の角度変化に対応する。また、同じく観測範囲とは自転位相の範囲のことを指し、カメラによる撮影が小惑星表面のどの範囲をカバーしているかを角度で定義する。形状復元には商用フォトグラメトリソフトウェアMetashapeを使用した。その結果、Torifuneが直径約500ピクセル以上で撮影できた場合、画像間隔が3°以下で観測範囲が45°以上、または画像間隔が12°以下で観測範囲が90°以上であれば、Metashapeによる形状復元が可能である可能性が高い。
本研究では、はやぶさ2が過去に観測した小惑星Ryuguの観測データを用いて、フライバイ状況が形状復元に与える影響を調査した。具体的には、フライバイ観測の特性である「短時間での観測による少量の観測画像」や「小惑星の片側のみの形状の観測画像」という2つの制約を再現するため、画像間隔 (image interval)と小惑星の観測範囲 (image coverage)を変化させ、それぞれが形状復元に与える影響を調べた。ここで画像間隔とは、はやぶさ2が、自転するRyuguを撮影した際の撮像間隔を自転位相の角度変化量として定義したものを指す。フライバイ観測では観測対象小惑星から見た時の探査機方向の角度変化に対応する。また、同じく観測範囲とは自転位相の範囲のことを指し、カメラによる撮影が小惑星表面のどの範囲をカバーしているかを角度で定義する。形状復元には商用フォトグラメトリソフトウェアMetashapeを使用した。その結果、Torifuneが直径約500ピクセル以上で撮影できた場合、画像間隔が3°以下で観測範囲が45°以上、または画像間隔が12°以下で観測範囲が90°以上であれば、Metashapeによる形状復元が可能である可能性が高い。
