Otto, Katharina A. and Matz, K-D and Schröder, Stefan and Parekh, Rutu Ashwin and Krohn, Katrin and Honda, Rie and Kameda, Shingo and Jaumann, Ralf and Schmitz, Nicole and Stephan, Katrin and Sugita, Seiji and Tatsumi, Eri and Ho, Tra-Mi and Koncz, Alexander and Trauthan, Frank and Cho, Yuichiro and Hayakawa, M. and Honda, C. and Kouyama, T. and Matsuoka, Moe and Morota, T. and Mottola, Stefano and Ogawa, K. and Preusker, Frank and Sakatani, N. and Sawada, H. and Scholten, Frank and Suzuki, H. and Yamada, M. and Yokota, Y. and 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), pp. 3178-3193. Oxford University Press. doi: 10.1093/mnras/staa3314. ISSN 0035-8711.
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Official URL: https://academic.oup.com/mnras/article/500/3/3178/5941524
Abstract
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.
Item URL in elib: | https://elib.dlr.de/139012/ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Document Type: | Article | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Additional Information: | Dieser Artikel ist bisher nur online erschienen. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Title: | Surface roughness of asteroid (162173) Ryugu and comet 67P/Churyumov-Gerasimenko inferred from in-situ observations | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Authors: |
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Date: | January 2021 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Journal or Publication Title: | Monthly Notices of the Royal Astronomical Society | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Refereed publication: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Open Access: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Gold Open Access: | No | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In SCOPUS: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In ISI Web of Science: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Volume: | 500 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DOI: | 10.1093/mnras/staa3314 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Page Range: | pp. 3178-3193 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Publisher: | Oxford University Press | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ISSN: | 0035-8711 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Status: | Published | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Keywords: | Roughness, asteroids, comets, in-situ observations, Ryugu, &/P/Churyumov-Gerasimenko | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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): | Project MASCOT Science and operation (old) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Location: | Berlin-Adlershof , Bremen | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Institutes and Institutions: | Institute of Planetary Research > Planetary Geology Institute of Planetary Research > Planetary Sensor Systems Institute of Space Systems > Systems Engineering and Project Office Institute of Planetary Research > Planetary Geodesy | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Deposited By: | Otto, Dr. Katharina A. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Deposited On: | 04 Dec 2020 08:25 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Last Modified: | 23 Oct 2023 08:47 |
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