Impact Scenario
仮想小惑星「2017 PDC」の地球衝突シナリオ
2017年の東京での PDC では、架空の小惑星「2017 PDC」というものが地球に衝突するというシナリオに基づいた議論を行います。このシナリオは多くの点で現実を想定出来るものですが、ストーリー自体は完全に架空であり、 実際に検出された潜在的な小惑星（PHA）の衝突を現したものではありません。
The 2017 PDC Hypothetical Asteroid Impact Scenario
シナリオ開始
2017年03月06日、21.1等級で観測された小惑星は、翌日に再確認された。それはマイナープラネットセンター（MPC）によって " 2017 PDC " という仮符号が与えられた。 （実際の小惑星ではないという事実を強調するため、三文字のアルファベットで ”PDC ”と表記しているが、現行の制度において実際の小惑星仮符号としては決して使われない。）
初期の軌道計算によれば、2017 PDC の軌道が地球の軌道に 0.05 au 以内で接近することを示しているため、潜在的に危険な小惑星（PHA）に分類される。 （au は「天文単位」、太陽からの地球の平均距離149,597,870.7 kmに相当）。軌道は楕円で、近日点が 0.88 au、最も遠い遠日点は 3.60 au にまで及ぶ。軌道周期は 1225 日（3.35年）であり、その軌道傾斜角は 6.3 度である。
2017 PDC が発見された翌日、ESA CLOMON システムと併せて JPL の Sentry 衝撃監視システムは、小惑星が衝突する可能性のある日付を特定した。10 年以上後の2027年7月21日に衝突の可能性があるが、確率は非常に低く、4万分の1と見積もられた。
小惑星は地球から約 0.36 au 離れており、地球に接近しながら明るさを増していた。これは地球上で広範囲に観測され、そのデータが増加するにつれて、2027年に衝突する確率が増加した。4月7日、小惑星は 20.4 等級で明るさのピークに達し、衝突確率は 0.2％ 近くまで上昇した。
衝突が危惧される小惑星の物理的性質はほとんど分かっていない。見かけの明るさに基づけば、その絶対（内因性）等級は約 H = 21.9 ± 0.4 と推定される。 しかし、そのアルベド（反射率）が不明なため、小惑星のサイズは 100 メートルから 250 メートル程度としか言えない。2017 PDC は発見後一ヶ月以上にわたって地球に接近し、4月下旬には約 0.13 au の最も近いポイントに達する。残念なことに、それはゴールドストーンレーダー(GSSR、カルフォルニア・バーストウ)では検出するには余りにも遠く、アレシボ（プエルトリコ）は南過ぎる。小惑星は、2027年の衝突の危機まで、地球に再び近づかないとされる。
発見以来、小惑星はほぼ毎日追跡され、2027年の影響確率は上昇し続けている。2017年05月15日現在において衝突の確率は、約 1％ にまで達していた。 残りのシナリオは会議で明らかにされる。PDC 会議の初日までに周知する 2017 PDC についての詳細を以下に示す。
PDC 会議初日までに周知する資料
次の図は、2017年03月06日に小惑星が発見された位置、2017 PDC と地球の軌道、その軌道が交差する地点を示す。発見から衝突までに太陽を中心に三周する。
次の図は、2017 PDC と地球の軌道が交差する付近の拡大で、地球が2027年07月21日に交点を通過した際の小惑星の予測位置の不確実性を示す。位置の拡がりは月の軌道の直径よりも大きい。その後の数週間および数ヶ月にわたって小惑星が観測されるに連れ、不確実性領域は減少するだろう。
衝突が懸念される際の小惑星の位置の拡がりは、地球の直径よりもはるかに長いが、その幅は小さい。不確かな領域と地球との交点は、地球の表面全体にわたっていわゆる「リスクコリドー（危険な廊下）」として投影される。リスクコリドーは、東北端の北太平洋から、アジアおよびヨーロッパをまたぎ、西端の北大西洋に至るまで、地球を半周以上に分布する。次の三つの Google Earth 画像上の赤い点でリスクコリドーを示す。
Google Earth によるリスクコリドーを示す kml ファイル。
https://cneos.jpl.nasa.gov/pd/cs/pdc17/2017pdc_mts.kml
リスクコリドーに沿った地点の表。表のカラムは以下に準ずる。
https://cneos.jpl.nasa.gov/pd/cs/pdc17/2017pdc_mts.txt
☆ xi と zeta は Opik の b-plane の座標、単位は km.
☆ Lat と ELon は衝突点の緯度と経度、単位は度.
☆ Vel は衝突速度、単位は km/s.
☆ Az は方位角(北から東回り)、El は衝突速度ベクトルの仰角、単位は度.
☆ 時刻は、衝突日2027/07/21の UTC 時間.
想定するこの時点で衝突確率が低い場合は、リスクコリドー沿いは本質的に等しくなる可能性がある。小惑星がより浅い仰角で進入するため、衝突点はコリドーの端部に向かってより拡がる。
小惑星は05月下旬に再び観測可能になるはずだが、約 23 等級と暗いため、観察にはかなり大きな（2 m クラス以上の）望遠鏡が必要となる。小惑星は地球から遠ざかっているが、09月にかけてこの明るさに留まり、その後は 24 から 25 等級となる。その後は、CFHT、Keck、Gemini、Subaru、VLT などの 4 から 8 m クラスの非常に大きな望遠鏡が必要になる。2017年12月、小惑星は 27 等級であり、ほぼ一年間観察されないままである。
JPL 作成の軌道ビューアアプレットの特別なバージョンがこのイベント用のために用意されており、以下からアクセスできる。
https://cneos.jpl.nasa.gov/orbits/custom/pdc17.html
2017 PDC のリスクコリドーの中心点は、JPL の HORIZONS システムにロードされ、2017 PDC という名前でアクセスできる。
http://ssd.jpl.nasa.gov/horizons.cgi?find_body=1&body_group=all&sstr=2017+PDC
SPICE Toolkit に精通している向きには、この軌道の SPK ファイルが、以下から使用できる。
ftp://ssd.jpl.nasa.gov/pub/xfr/2017-PDC/2017_PDC-merged-DE431.bsp
SPK ファイルは、JPL 発行の DE431 天体歴を含み、1995年01月01日から2027年07月21日までの任意の瞬間における天体の状態ベクトルの検索が可能だ。
2017 PDC のリスクコリドーの中心点の軌道は、JPL / Aerospace Corp. の NEO Deflection App にロードされる。このオンラインツールは、地球から 2017 PDC を逸らすのに必要な速度変化（delta-v）を軌道修正時間の関数として確認できる。衝突前の特定の時間に特定の速度変化を適用した場合の、衝突の b-plane における結果の軌道変化が示される。アプリケーションは、様々な打ち上げロケットによって軌道上に打ち上げられる宇宙船の質量と、動力インパクタ宇宙船の軌道を計算するように構成することもできる。動力学的インパクタが衝突するときに小惑星に適用される delta-v を計算し、修正された軌道の Opik b-plane 座標の xi および zeta を算出する。これらの座標を使用し、上記の表で補間することによって、修正された軌道の衝突点をおおよそ決定できる。アプリケーションの説明は以下から入手できる。
https://cneos.jpl.nasa.gov/nda/
2015年に開催された際の 2015 PDC の軌道も、他のいくつかのシミュレートされた地球インパクタの軌道とともにアプリケーションにも読み込むことが出来る。
Notes : March 09, 2017