卒論(pdf) - 地球惑星科学科 - 北海道大学

GRAIL
http://science.nasa.gov/missions/grail/より
図 5-2 双 子 衛 星 を 用 いた 重 力 探 査 用 の 月 周 回 衛 星 システムである GRAIL のしくみ。マイクロ 波 測 距 シス
テムで 双 子 衛 星 間 の 距 離 を 計 測 する。 高 度 約 50km の 同 一 の 軌 道 上 を2つの 衛 星 が 離 れて 周 回 し、 月 の 重 力
場 の 非 球 対 称 成 分 の 変 化 によって 伸 び 縮 みする 互 いの 距 離 を 正 確 に 測 定 して、 月 の 全 球 重 力 場 を 計 測 する
システムである。
2 GRAIL の 性 能
GRAIL は 前 述 のような 仕 組 みで 重 力 場 を 測 定 するが、 得 られる 重 力 場 は SELENE(かぐ
や)をはるかに 凌 ぐ 高 精 度 を 誇 る。 図 5-3-a,b は GRAIL のデータを 用 いて Zuber et al.
(2012)が 解 析 した 重 力 異 常 図 で、A がフリーエア 異 常 、B がブーゲー 異 常 である。ブー
ゲー 異 常 は 低 次 項 を 取 り 除 いたもので、この 図 では 6 次 以 下 を 取 り 除 いてある。ちなみ
にフリーエア 異 常 とは、 天 体 の 中 心 からの 距 離 の 補 正 であるフリーエア 補 正 を 施 したも
ので、アイソスタシーからのずれとして 物 理 的 な 意 味 がある。ブーゲー 異 常 とはジオイ
ド( 平 均 海 水 面 )と 測 定 点 の 間 の 物 質 ( 主 に 地 殻 岩 石 )の 引 力 を 補 正 したブーゲー 補 正
を 施 したもので 地 下 構 造 を 反 映 する。GRAIL の 月 重 力 場 モデルは 最 大 次 数 が 420 次 と 高
く、 細 かい 重 力 異 常 まではっきりと 見 える。
ここで 明 らかになったことの 一 つとして 挙 げられるのは、 月 の 表 裏 の 重 力 異 常 はとも
に 98% 以 上 は 地 形 の 凹 凸 を 反 映 したものであるという 点 である(Zuber et al., 2012)。
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