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Fast boulder fracturing by thermal fatigue detected on stony asteroids

Lucchetti, A. und Cambioni, S. und Nakano, R. und Barnouin, O. S. und Pajola, M. und Penasa, L. und Tusberti, F. und Ramesh, K. T. und Dotto, E. und Ernst, C. M. und Daly, R. T. und Mazzotta Epifani, E. und Hirabayashi, M. und Parro, L.M. und Poggiali, G. und Campo Bagatin, A. und Ballouz, R.-L. und Chabot, N. L. und Michel, Patrick und Murdoch, N. und Vincent, Jean-Baptiste und Karatekin, O. und Rivkin, A. S. und Sunshine, Jessica und Kohout, T. und Deshapriya, J.D.P. und Hasselmann, P.H.A. und Ieva, S. und Beccarelli, J. und Ivanovski, S. L. und Rossi, A. und Ferrari, F. und Rossi, C. und Raducan, S. D. und Steckloff, J. und Schwartz, S. und Brucato, J. R. und Dall’Ora, M. und Zinzi, A. und Cheng, A. F. und Amoroso, M. und Bertini, I. und Capannolo, A. und Caporali, S. und Ceresoli, M. und Cremonese, G. und Della Corte, V. und Gai, I. und Gomez Casajus, L. und Gramigna, E. und Impresario, G. und Lasagni Manghi, R. und Lavagna, M. und Lombardo, M. und Modenini, D. und Palumbo, P. und Perna, D. und Pirrotta, S. und Tortora, P. und Zannoni, M. und Zanotti, G. (2024) Fast boulder fracturing by thermal fatigue detected on stony asteroids. Nature Communications, 15, Seite 6206. Nature Publishing Group. doi: 10.1038/s41467-024-50145-y. ISSN 2041-1723.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
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Offizielle URL: https://www.nature.com/articles/s41467-024-50145-y

Kurzfassung

Spacecraft observations revealed that rocks on carbonaceous asteroids, which constitute the most numerous class by composition, can develop millimeter-to-meter-scale fractures due to thermal stresses. However, signatures of this process on the second-most populous group of asteroids, the S-complex, have been poorly constrained. Here, we report observations of boulders’ fractures on Dimorphos, which is the moonlet of the S-complex asteroid (65803) Didymos, the target of NASA’s Double Asteroid Redirection Test (DART) planetary defense mission. We show that the size-frequency distribution and orientation of the mapped fractures are consistent with formation through thermal fatigue. The fractures’ preferential orientation supports that these have originated in situ on Dimorphos boulders and not on Didymos boulders later transferred to Dimorphos. Based on our model of the fracture propagation, we propose that thermal fatigue on rocks exposed on the surface of S-type asteroids can form shallow, horizontally propagating fractures in much shorter timescales (100 kyr) than in the direction normal to the boulder surface (order of Myrs). The presence of boulder fields affected by thermal fracturing on near-Earth asteroid surfaces may contribute to an enhancement in the ejected mass and momentum from kinetic impactors when deflecting asteroids.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/211128/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Fast boulder fracturing by thermal fatigue detected on stony asteroids
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Lucchetti, A.INAF Astronomical observatory of Padova, Vicolo dell’Osservatorio 5, 35122 Padova, ItalyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Cambioni, S.INAF Astronomical observatory of Padova, Vicolo dell’Osservatorio 5, 35122 Padova, ItalyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Nakano, R.Department of Aerospace Engineering, Auburn University, Auburn, AL, 36849, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Barnouin, O. S.Planetary Exploration Group, Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory, Laurel, MD 21044NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Pajola, M.INAF Astronomical observatory of Padova, Vicolo dell’Osservatorio 5, 35122 Padova, Italyhttps://orcid.org/0000-0002-3144-1277NICHT SPEZIFIZIERT
Penasa, L.INAF Astronomical observatory of Padova, Vicolo dell’Osservatorio 5, 35122 Padova, Italyhttps://orcid.org/0000-0002-6394-3108NICHT SPEZIFIZIERT
Tusberti, F.INAF Astronomical observatory of Padova, Vicolo dell’Osservatorio 5, 35122 Padova, Italyhttps://orcid.org/0000-0002-9290-1679NICHT SPEZIFIZIERT
Ramesh, K. T.Johns Hopkins University, Baltimore, MD, USAhttps://orcid.org/0000-0003-2659-4698NICHT SPEZIFIZIERT
Dotto, E.Istituto di Astrofisica Spaziale CNR, Viale dell’Università 11, 00185 Rome, ItalyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ernst, C. M.Planetary Exploration Group, Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory, Laurel, MD 21044https://orcid.org/0000-0002-9434-7886NICHT SPEZIFIZIERT
Daly, R. T.Planetary Exploration Group, Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory, Laurel, MD 21044https://orcid.org/0000-0002-1320-2985NICHT SPEZIFIZIERT
Mazzotta Epifani, E.INAF-OAC, Napoli, ItalyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hirabayashi, M.Auburn University, Auburn, AL 36849, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Parro, L.M.Universidad Complutense de Madrid, E-28040 Madrid, SpainNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Poggiali, G.INAF Astronomical observatory of Padova, Vicolo dell’Osservatorio 5, 35122 Padova, Italyhttps://orcid.org/0000-0002-3239-1697NICHT SPEZIFIZIERT
Campo Bagatin, A.Universidad de Alicante, SpainNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ballouz, R.-L.Planetary Exploration Group, Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory, Laurel, MD 21044https://orcid.org/0000-0002-1772-1934NICHT SPEZIFIZIERT
Chabot, N. L.Planetary Exploration Group, Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory, Laurel, MD 21044https://orcid.org/0000-0001-8628-3176NICHT SPEZIFIZIERT
Michel, PatrickUniversité Côte d’Azur, Observatoire de la Côte d’Azur, CNRS, Laboratoire Lagrange, Nice, CS 3422906304, France ; The University of Tokyo, Department of Systems Innovation, School of Engineering, Tokyo, Japanhttps://orcid.org/0000-0002-0884-1993NICHT SPEZIFIZIERT
Murdoch, N.Institut Supérieur de l’Aéronautique et de l’Espace (ISAE ‐ SUPAERO), Université de Toulouse, FranceNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Vincent, Jean-BaptisteJean-Baptiste.Vincent (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-6575-3079175243349
Karatekin, O.Royal Observatory Belgium (ROB), Av Circulaire 3 – Ringlaan 3, BE 1180 Brussels, BelgiumNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Rivkin, A. S.Planetary Exploration Group, Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory, Laurel, MD 21044https://orcid.org/0000-0002-9939-9976NICHT SPEZIFIZIERT
Sunshine, JessicaUniversity of Maryland, Department of Astronomy, College Park, MD 20742, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kohout, T.University of Helsinki, Helsinki, FinlandNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Deshapriya, J.D.P.INAF-Osservatorio Astronomico di Roma, Monte Porzio Catone, Roma, ItalyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hasselmann, P.H.A.INAF-Osservatorio Astronomico di Roma, Monte Porzio Catone, Roma, ItalyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ieva, S.INAF-Osservatorio Astronomico di Roma, Monte Porzio Catone, Roma, Italyhttps://orcid.org/0000-0001-8694-9038NICHT SPEZIFIZIERT
Beccarelli, J.INAF Astronomical observatory of Padova, Vicolo dell’Osservatorio 5, 35122 Padova, ItalyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ivanovski, S. L.INAF-Osservatorio Astronomico di Trieste, Trieste, ItalyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Rossi, A.INAF-Osservatorio Astronomico di Roma, Monte Porzio Catone, Roma, Italyhttps://orcid.org/0000-0001-9311-2869NICHT SPEZIFIZIERT
Ferrari, F.Dipartimento di Scienze e Tecnologie Aerospaziali, Politecnico di Milano - Bovisa Campus, Milano, Italyhttps://orcid.org/0000-0001-7537-4996NICHT SPEZIFIZIERT
Rossi, C.IFAC-CNR, Sesto Fiorentino, Firenze, ItalyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Raducan, S. D.Space Research and Planetary Sciences, Physikalisches Institut, University of Bern, Bern, Switzerlandhttps://orcid.org/0000-0002-7478-0148NICHT SPEZIFIZIERT
Steckloff, J.Planetary Science Institute, Tucson, AZ, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schwartz, S.Planetary Science Institute, Tucson, AZ, USAhttps://orcid.org/0000-0001-5475-9379NICHT SPEZIFIZIERT
Brucato, J. R.INAF – Astrophysical Observatory of Arcetri, Firenze, ItalyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Dall’Ora, M.INAF-Osservatorio Astronomico di Capodimonte, Napoli, ItalyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Zinzi, A.Space Science Data Center – ASI, Roma, ItalyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Cheng, A. F.Planetary Exploration Group, Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory, Laurel, MD 21044https://orcid.org/0000-0001-5375-4250NICHT SPEZIFIZIERT
Amoroso, M.Space Science Data Center – ASI, Roma, ItalyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Bertini, I.Dipartimento di Scienze & Tecnologie, Università degli Studi di Napoli “Parthenope”, Centro Direzionale, Napoli, ItalyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Capannolo, A.INAF-Osservatorio Astronomico di Roma, Monte Porzio Catone, Roma, ItalyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Caporali, S.INAF-Osservatorio Astronomico di Roma, Monte Porzio Catone, Roma, ItalyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ceresoli, M.Dipartimento di Scienze e Tecnologie Aerospaziali, Politecnico di Milano - Bovisa Campus, Milano, ItalyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Cremonese, G.INAF–Osservatorio Astronomico di Padova, Vicolo dell’Osservatorio 5, 35122 Padova, ItalyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Della Corte, V.INAF-Osservatorio Astronomico di Capodimonte, Napoli, ItalyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Gai, I.Dipartimento di Ingegneria Industriale, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, Forlì, ItalyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Gomez Casajus, L.Centro Interdipartimentale di Ricerca Industriale Aerospaziale, Alma Mater Studiorum, Università di Bologna, Forlì, Italyhttps://orcid.org/0000-0002-7972-4006NICHT SPEZIFIZIERT
Gramigna, E.Dipartimento di Ingegneria Industriale, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, Forlì, Italyhttps://orcid.org/0000-0001-8776-7922NICHT SPEZIFIZIERT
Impresario, G.Space Science Data Center – ASI, Roma, Italyhttps://orcid.org/0000-0001-8984-4231NICHT SPEZIFIZIERT
Lasagni Manghi, R.Dipartimento di Ingegneria Industriale, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, Forlì, Italyhttps://orcid.org/0000-0002-5733-2554NICHT SPEZIFIZIERT
Lavagna, M.Dipartimento di Scienze e Tecnologie Aerospaziali, Politecnico di Milano - Bovisa Campus, Milano, ItalyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Lombardo, M.Dipartimento di Ingegneria Industriale, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, Forlì, ItalyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Modenini, D.Dipartimento di Ingegneria Industriale, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, Forlì, Italyhttps://orcid.org/0000-0002-1517-3938NICHT SPEZIFIZIERT
Palumbo, P.INAF-Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali, Roma, ItalyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Perna, D.INAF - Osservatorio Astronomico di RomaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Pirrotta, S.Space Science Data Center – ASI, Roma, Italyhttps://orcid.org/0000-0003-0377-8937NICHT SPEZIFIZIERT
Tortora, P.Dipartimento di Ingegneria Industriale, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, Forlì, Italyhttps://orcid.org/0000-0001-9259-7673NICHT SPEZIFIZIERT
Zannoni, M.University of Bologna, ItalyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Zanotti, G.Dipartimento di Scienze e Tecnologie Aerospaziali, Politecnico di Milano - Bovisa Campus, Milano, Italyhttps://orcid.org/0000-0002-3157-7588NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2024
Erschienen in:Nature Communications
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:15
DOI:10.1038/s41467-024-50145-y
Seitenbereich:Seite 6206
Verlag:Nature Publishing Group
ISSN:2041-1723
Status:veröffentlicht
Stichwörter:asteroids, Didymos, Dimorphos, DART
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):R - Exploration des Sonnensystems
Standort: Berlin-Adlershof
Institute & Einrichtungen:Institut für Planetenforschung > Planetengeodäsie
Hinterlegt von: Vincent, Jean-Baptiste
Hinterlegt am:08 Jan 2025 10:32
Letzte Änderung:08 Jan 2025 10:32

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