Davidsson, B and Birch, S. and Blake, G. and Bodewits, D and Dworkin, J. P. and Glavin, D. P. and Furukawa, Y. and Lunine, J.I. and Mitchell, J. and Nguyen, A. N. and Squyres, S. and Takigawa, A. and Vincent, Jean-Baptiste and Zacny, K.A. (2020) Airfall on Comet 67P/Churyumov-Gerasimenko. Icarus, 354, p. 114004. Elsevier. doi: 10.1016/j.icarus.2020.114004. ISSN 0019-1035.
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Official URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0019103520303687
Abstract
We here study the transfer process of material from one hemisphere to the other (deposition of airfall material) on an active comet nucleus, specifically 67P/Churyumov-Gerasimenko. Our goals are to: 1) quantify the thickness of the airfall debris layers and how it depends on the location of the target area, 2) determine the amount of H2O and CO2 ice that are lost from icy dust assemblages of different sizes during transfer through the coma, and 3) estimate the relative amount of vapor loss in airfall material after deposition in order to understand what locations are expected to be more active than others on the following perihelion approach. We use various numerical simulations, that include orbit dynamics, thermophysics of the nucleus and of individual coma aggregates, coma gas kinetics and hydrodynamics, as well as dust dynamics due to gas drag, to address these questions. We find that the thickness of accumulated airfall material varies substantially with location, and typically is of the order 0.1-1 m. The airfall material preserves substantial amounts of water ice even in relatively small (cm-sized) coma aggregates after a rather long (12 h) residence in the coma. However, CO2 is lost within a couple of hours even in relatively large (dm-sized) aggregates, and is not expected to be an important component in airfall deposits. We introduce reachability and survivability indices to measure the relative capacity of different regions to simultaneously collect airfall and to preserve its water ice until the next perihelion passage, thereby grading their potential of contributing to comet activity during the next perihelion passage.
Item URL in elib: | https://elib.dlr.de/137005/ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Document Type: | Article | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Title: | Airfall on Comet 67P/Churyumov-Gerasimenko | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Authors: |
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Date: | August 2020 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Journal or Publication Title: | Icarus | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Refereed publication: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Open Access: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Gold Open Access: | No | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In SCOPUS: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In ISI Web of Science: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Volume: | 354 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DOI: | 10.1016/j.icarus.2020.114004 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Page Range: | p. 114004 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Publisher: | Elsevier | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ISSN: | 0019-1035 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Status: | Published | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Keywords: | 67P/Churyumov–Gerasimenko Comets, composition Comets, dust Comets, nucleus | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Research field: | Aeronautics, Space and Transport | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Program: | Space | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Program Themes: | Space Exploration | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Research area: | Raumfahrt | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Program: | R EW - Space Exploration | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Research theme (Project): | Vorhaben asteroids and comets (old) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Location: | Berlin-Adlershof | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Institutes and Institutions: | Institute of Planetary Research > Planetary Geodesy | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Deposited By: | Vincent, Jean-Baptiste | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Deposited On: | 04 Nov 2020 08:50 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Last Modified: | 04 Nov 2020 08:50 |
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