SonotaCo.JP

[SonotaCo]

流星の分析方法の原理をまとめると以下になります。

1.従来の同時観測からの分析は直線運動を仮定し、2つ以上の観測平面からその交線となる経路直線を求める。

2.UA2のVo-matchingは 直線運動、等速運動、速度-発光開始高度間関係の3つを仮定して
単点観測で得られた角速度の変化を満たす輻射点離角を求める。

3.FBIのPlane Adjustは地心を通る1平面内運動のみを仮定し、
観測で得られた観測方向の時系列から、少なくとも経路前半が等速直線運動となる経路平面を定める。

これから、FBIは以下の特徴をもつものになりました。
経路後半では速度が変化したり経路が曲線になっても良く、非直線経路の各時刻の位置と速度を決定でき、大気減速や最終速度ベルトルなども得ることができる。
単点観測と2点同時観測、多点同時観測がすべて同じアルゴリズムで処理でき、観測点数や経路長が増えれば増えるほど精度が増す。
Vo-matchingに比べて発光高度-速度間関係の仮定が不要でその誤差が混入しない。

ということかと思います。ビデオ観測のメリットがはっきりしてきましたね。

[SonotaCo]

とりあえず、先日の火球の落下点を出すべく ダークフライト部を作っています。
本当は 光度や速度変化から質量予測をしてからでないといけなのですが、
その式はとてもデリケードなので、とりあえずダークフライト開始点の質量を仮定して空気抵抗だけの計算をすることにしました。
以下がとりあえずの様子です。
終端速度が、司馬さんのものに比べてやや高いのが気になっています。
なにしろ、不慣れな物理の演習問題をやっているような感じで まだ全然自信が持てません。
空気抵抗は慣性抵抗と粘性抵抗の両方を入れてみましたが、粘性抵抗の方は殆ど0のようでした。
司馬さんの予測に比べて落下位置はある程度違っています。これはダークフライトに入る時の速度に大きな違いがあるのが一番大きな原因のようです。消滅点をどのへんに決めるかでかなり差がでています。
下のものは 消滅点での速度が若干大きいので、その分東に突っ込んでいる感じです。
下の結果はまだ信じないでくださいね。もう少し確認作業を続けます。
下図で、va は 対大気速度(風と自転を含んだもの) v,vgs,Velocity は自転を引いた対地表速度で、その最後がv=48.4m/s @ 800mです。
係数は司馬さんと揃えてあり、風データは館野の2日9時のものを使いました。

[上田昌良]

SonotaCoさん、　ついに隕石落下地点予報まで到達されましたね。
プログラムを作っていく速さには、ただただ驚きます。

今回の予報では、１８７グラムの隕石が落下という予報なのですね。
落下質量（予報）は、出していただくと捜索に行く者には、準備物な
ど大いに参考になります。

[SonotaCo]

[SonotaCo]

今回FBIで実装したダークフライト部の計算方法の概略は以下です。
0. 光学観測の末端をダークフライトの開始点と仮定し、光学経路分析からその位置と速度ベクトルを引継く。質量は仮定し、以降質量損失はないものとする。
1. 1/10秒毎に位置、速度、大気抵抗を計算し、重力加速度と加算して加速度を求め情報を更新する。
2. 大気抵抗は、流星の地心速度ベクトルから大気の地心速度ベクトルを引いた対大気速度ベクトルをもとめ、これと高度毎の大気密度を用いて抗力ベクトルを出す。
3. 大気の地心速度ベクトルは地球自転速度ベクトルと高層大気の風速ベクトルを加算して求める。
4. 摩擦係数は超音速と音速で2つを切り替える

[SonotaCo]

FBIには 落下地点候補群をいれた経路図を追加しました。
http://sonotaco.jp/forum/viewtopic.php?p=13541
の後の方にある落下地点予想地図を見てください

これでFBIを一段落として、ゆっくり 質量推定でも考えようとしています。
と、おもったら、さぎたりうすさんのUFOOrbitの質問が出てますね。
FBIに集中していて見落としていました。後で見てみます。

質量推定は、考え始めたら別トピックを新たに始めたいと思いますが、
新しい分野に全くの素人が先入観なしに過去の論文などを拝見すると、
不思議だと思うことが時々あります。
例えば、流星の質量推定については、力学的質量と光学的質量の不一致が長年の問題とされているようですが、
素人には、大気の慣性抵抗がする仕事が 流星速度の低下 と 温度の上昇の2つに分割されるわけで、分かれたものから算出した質量を比較してもしかたないように思えます。
スタートラインからこんな疑問にぶつかるようでは先は長そうです。

[SonotaCo]

質量予測シートを追加しました。
これで、FireBallInspector V1.00 完成としたいと思います 。
完成記念に 3/1火球の分析過程全シートを掲載しておきます。

この例では、なんといっても3秒以前で速度が一定なのが印象的です。
この間、速度は 21.2±0.2km/s でした。ばらつきは1% しかありません(地球重力による加速はさらに1桁小さいのでやはり無視できます)。
もっとも、c-model による突入速度予測では 真の突入速度を 22.1km程と仮定すると後半の高度が観測と良く一致します。その場合観測初速と0.9km/sの差があることになります。c-model は本来非粘性領域(高度75km以下、速度16km/s以下)で定量的に検証されているモデルなので、どちらが本当がは分かりませんが、これだけ精度が上がってくると、観測の方を信じたいです。
あと、後半で速度低下が緩やかになっているところがあり、これも興味深いです。まったく原因不明ですが、とりあえず、爆発でできた衝撃波により進行方向の大気の状態が変わり、空気抵抗が急に減ったのか? などと想像しておきます。

[SonotaCo]

その後、FBI については単点観測への応用のため、自動最適平面探索プログラムなどを作って遊んでいました。
探索平面の自動決定については、やってみた所、大変デリケードで、局所的な谷が多数あり、自動決定は相当難しいことが分かりました。
特に単点データからの決定は 高度が輻射点方向などの補助情報が必須でした。
単点の数秒分のデータからだと 等速直線運動となる平面が多数見つかってしまいました。
もちろん高度-速度間関係などの式でも良いのですが、なんからの情報で対象までの距離などを決める必要があります。ま、考えてみれば当然でした。

以下は掲載忘れといいますか、経路図に高度グラフを入れるようになってからアースグレージング火球を描いていなかったので、改めて掲載しておきます。
水色の部分は見えなかった部分で、普通はダークフライトなのですが、この場合は、超遠方になって静止しているように見え録画が停止してしまった部分の空気抵抗計算結果です。
(空気抵抗は殆どないので、要するに直線です。質量はいい加減な値を使っています)