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Surface roughness of asteroid (162173) Ryugu and comet 67P/Churyumov-Gerasimenko inferred from in-situ observations

Otto, Katharina A. und Matz, K-D und Schröder, Stefan und Parekh, Rutu Ashwin und Krohn, Katrin und Honda, Rie und Kameda, Shingo und Jaumann, Ralf und Schmitz, Nicole und Stephan, Katrin und Sugita, Seiji und Tatsumi, Eri und Ho, Tra-Mi und Koncz, Alexander und Trauthan, Frank und Cho, Yuichiro und Hayakawa, M. und Honda, C. und Kouyama, T. und Matsuoka, Moe und Morota, T. und Mottola, Stefano und Ogawa, K. und Preusker, Frank und Sakatani, N. und Sawada, H. und Scholten, Frank und Suzuki, H. und Yamada, M. und Yokota, Y. und Yoshioka, K. (2021) Surface roughness of asteroid (162173) Ryugu and comet 67P/Churyumov-Gerasimenko inferred from in-situ observations. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 500 (3), Seiten 3178-3193. Oxford University Press. doi: 10.1093/mnras/staa3314. ISSN 0035-8711.

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Offizielle URL: https://academic.oup.com/mnras/article/500/3/3178/5941524

Kurzfassung

Alteration processes on asteroid and comet surfaces, such as thermal fracturing, (micrometeorite) impacts or volatile outgassing, are complex mechanisms that form diverse surface morphologies and roughness on various scales. These mechanisms and their interaction may differ on the surfaces of different bodies. Asteroid Ryugu and comet 67P/Churyumov–Gerasimenko, both, have been visited by landers that imaged the surfaces in high spatial resolution. We investigate the surface morphology and roughness of Ryugu and 67P/Churyumov–Gerasimenko based on high-resolution in situ images of 0.2 and 0.8 mm pixel resolution over an approximately 25 and 80 cm wide scene, respectively. To maintain comparability and reproducibility, we introduce a method to extract surface roughness descriptors (fractal dimension, Hurst exponent, joint roughness coefficient, root-mean-square slope, hemispherical crater density, small-scale roughness parameter, and Hapke mean slope angle) from in situ planetary images illuminated by LEDs. We validate our method and choose adequate parameters for an analysis of the roughness of the surfaces. We also derive the roughness descriptors from 3D shape models of Ryugu and orbiter camera images and show that the higher spatially resolved images result in a higher roughness. We find that 67P/Churyumov–Gerasimenko is up to 6 per cent rougher than Ryugu depending on the descriptor used and attribute this difference to the different intrinsic properties of the materials imaged and the erosive processes altering them. On 67P/Churyumov–Gerasimenko sublimation appears to be the main cause for roughness, while on Ryugu micrometeoroid bombardment as well as thermal fatigue and solar weathering may play a significant role in shaping the surface.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/138823/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Surface roughness of asteroid (162173) Ryugu and comet 67P/Churyumov-Gerasimenko inferred from in-situ observations
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Otto, Katharina A.Katharina.Otto (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-0675-1177NICHT SPEZIFIZIERT
Matz, K-Dklaus-dieter.matz (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-4148-1926NICHT SPEZIFIZIERT
Schröder, StefanStefanus.Schroeder (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-0323-8324NICHT SPEZIFIZIERT
Parekh, Rutu AshwinRutu.Parekh (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Krohn, Katrinkatrin.krohn (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-8518-4985NICHT SPEZIFIZIERT
Honda, RieKochi University, Kochi 780-8520, JapanNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kameda, ShingoDep. of Physics, Rikkyo University, TokyoNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Jaumann, Ralfralf.jaumann (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-9759-6597NICHT SPEZIFIZIERT
Schmitz, NicoleNicole.Schmitz (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-6481-6189NICHT SPEZIFIZIERT
Stephan, KatrinKatrin.Stephan (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Sugita, SeijiUniversity of Tokyo, Tokyo, JapanNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Tatsumi, EriDep. of Earth and Planetary Science, univ. of TokyoNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ho, Tra-MiTra-Mi.Ho (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-3378-3227NICHT SPEZIFIZIERT
Koncz, AlexanderAlexander.Koncz (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Trauthan, FrankFrank.Trauthan (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Cho, YuichiroThe University of Tokyo, Department of Earth and Planetary ScienceNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hayakawa, M.Institute of Space and Astronautical Science, Japan Aerospace Exploration Agency (ISAS / JAXA) 3-1-1 Yoshinodai, Chuo-Ku, Sagamihara 252-5210, JapanNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Honda, C.Univ Aizu, Res Ctr Adv Informat Sci & Technol, Aizu Wakamatsu, Fukushima, JapanNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kouyama, T.National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, Tokyo, JapanNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Matsuoka, MoeInstitute of Space and Astronautical Science (ISAS), Japan Aerospace Exploration Agency, Sagamihara, JapanNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Morota, T.University of Tokyo, JapanNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Mottola, StefanoStefano.Mottola (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-0457-3872NICHT SPEZIFIZIERT
Ogawa, K.Kobe University, Kobe 657-8501, JapanNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Preusker, Frankfrank.preusker (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Sakatani, N.ISAS, JAXA, JapanNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Sawada, H.Institute of Space and Astronautical Science, Japan Aerospace Exploration Agency (ISAS / JAXA) 3-1-1 Yoshinodai, Chuo-Ku, Sagamihara 252-5210, JapanNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Scholten, Frankfrank.scholten (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Suzuki, H.Meiji University, Kawasaki 214-8571, JapanNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Yamada, M.Planetary Exploration Research Center, Chiba Institute of Technology, Narashino 275-0016, JapanNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Yokota, Y.ISAS, JAXA, JapanNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Yoshioka, K.University of Tokyo, JapanNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2021
Erschienen in:Monthly Notices of the Royal Astronomical Society
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:500
DOI:10.1093/mnras/staa3314
Seitenbereich:Seiten 3178-3193
Verlag:Oxford University Press
ISSN:0035-8711
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Roughness, asteroids, comets, in-situ observations, Ryugu, 67P/Churyumov-Gerasimenko
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Erforschung des Weltraums
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R EW - Erforschung des Weltraums
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):Projekt MASCOT Science und Betrieb (alt)
Standort: Berlin-Adlershof , Bremen
Institute & Einrichtungen:Institut für Planetenforschung > Planetengeologie
Institut für Planetenforschung > Planetare Sensorsysteme
Institut für Raumfahrtsysteme > Systementwicklung und Projektbüro
Institut für Planetenforschung > Planetengeodäsie
Hinterlegt von: Otto, Dr. Katharina A.
Hinterlegt am:03 Dez 2020 08:08
Letzte Änderung:28 Mär 2023 23:57

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