Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Сейсмический эксперимент для внутренней конструкции
PIA19144-MarsMission-InSight-Testing-20150304.jpg
Тестирование манипулятора спускаемого аппарата, на котором был развернут сейсмометр
ОператорНАСА
ПроизводительCNES
Тип инструментагеофизические наблюдения
Функциясейсмометр
Продолжительность миссииПланируется: 2 года на Марсе [1] Текущее: 822 солей (844 дня) с момента приземления.
Начались операцииПосадка: 26 ноября 2018 г.
Интернет сайтwww .seis-insight .eu / en /
Характеристики
Масса29,5 кг (65 фунтов) [2]
РазмерыОбъем вакуумной камеры: 3 л (0,66 имп гал; 0,79 галлона США) [2]
Потребляемая мощность8,5 Вт [2]
Скорость передачи данных38 мегабит / день [2]
Хост космический корабль
Космический корабльНа виду
ОператорНАСА
Дата запуска5 мая 2018, 11:05 UTC ( 2018-05-05UTC11: 05 ) 
COSPAR ID2018-042A

Сейсмический эксперимент для внутренней структуры ( SEIS ) является Сейсмометр и основным научным инструментом на борту InSight спускаемый аппарат Марс запущен 5 мая 2018 года для посадки на 26 ноября 2018 года; прибор был запущен на поверхность Марса 19 декабря. SEIS , как ожидается , обеспечить сейсмические измерения от marsquakes , что позволяет исследователям разрабатывать 3D - карту структуры глубоких недр. Лучшее понимание внутренней структуры Марса приведет к лучшему пониманию Земли, Луны и скалистых планетных тел в целом.

SEIS обнаружила в Cerberus Fossae в 2019 году маршевые землетрясения .

Обзор [ править ]

Облет и посадка на Марс для сбора научных данных проводились с 1960-х годов, но качественные сейсмологические исследования, которые предоставили бы подробную информацию о недрах Марса, еще не проводились в 21 веке.

Таким образом были изучены только два астрономических тела - Земля и Луна , и ожидается, что изучение Марса внесет свой вклад в понимание геологии всех скалистых планетных тел.

Другие бортовые приборы, работающие в синергии с SEIS, - это модуль температуры и ветра для InSight , пакет тепловых потоков и физических свойств и эксперимент с вращением и внутренней структурой .

Предыдущие миссии [ править ]

Оба посадочных устройства Viking Mars в 1970-х годах имели сейсмометр (часть видна между калибровочными целями), но проблемы с развертыванием затрудняли получение значимых геологических данных.

Хотя два сейсмометра были приземлены на Марс во время миссии « Викинг» в 1976 году, результаты были ограниченными. [3] Сейсмометры на обоих космических кораблях « Викинг» были установлены на посадочном модуле, что означало, что он также улавливал вибрации от различных операций посадочного модуля и вызванные ветром. [4] Кроме того, сейсмометр спускаемого аппарата " Викинг-1 " не работал должным образом. [5]

Показания сейсмометра использовались для оценки толщины марсианской геологической коры от 14 до 18 км (от 8,7 до 11,2 миль) на площадке спускаемого аппарата « Викинг-2 ». [6] Неожиданно сейсмометр также обнаружил давление от марсианских ветров, что дополнило результаты метеорологии. [6] [7] Был зарегистрирован единственный возможный кандидат на маротрясение , хотя он не был подтвержден из-за ограничений конструкции и помех от других источников вибрации, таких как ветер. Несмотря на эти ограничения, было ясно, что широкомасштабные и сильные землетрясения не обнаружены. [8]

Дизайн [ править ]

SEIS является основным инструментом миссии InSight , он был разработан и произведен Французским космическим агентством ( CNES ) при участии Institut de Physique du Globe de Paris ( IPGP ), Швейцарского федерального технологического института ( ETH ). , Институт Макса Планка по исследованию солнечной системы ( MPS ), Имперский колледж , Высший институт аэронавтики и космоса ( ISAE ) и Лаборатория реактивного движения. [9] [10] Главный исследователь - Филипп Логнонне из Парижского института физики Земли ( Institut de Physique du Globe de Paris ), ЕС [2]

Его конструкция состоит из 3-осевого сверхширокополосного сейсмометра (заключенного в вакуумный тепловизор) и 3-осевого короткопериодического прибора. [3] Ожидается, что Марс будет иметь более низкую сейсмическую активность, чем Земля, поэтому минимизация колебаний ветра имеет решающее значение. Вся сборка помещена под сильным ветровым и тепловым экраном, предназначенным для минимизации тепловых контрастов и обеспечения некоторой защиты от порывов ветра.

Сейсмометр, установленный на треноге, будет выполнять точные измерения маршитов и другой внутренней активности на Марсе, чтобы лучше понять историю и внутреннюю структуру планеты. Он также будет исследовать, как марсианская кора и мантия реагируют на воздействие ударов метеоритов , что даст ключ к разгадке внутренней структуры планеты. [11] [12] [13] Сейсмометр также обнаружит источники, включая атмосферные волны и гравиметрические сигналы ( приливные силы ) от спутника Марса Фобоса , вплоть до высокочастотных сейсмических волн с частотой 50 Гц. [14] [15]

Инструмент SEIS приводится в действие системой развертывания инструментов, роботизированной рукой, которая может позиционировать датчик непосредственно на поверхности. [16] Инструмент поддерживается набором метеорологических датчиков ( TWINS ) для определения характеристик атмосферных возмущений, которые могут повлиять на измерения. К ним относятся векторный магнитометр, предоставленный Калифорнийским университетом в Лос-Анджелесе, который будет измерять магнитные возмущения, например, вызванные ионосферой Марса; комплект датчиков температуры воздуха, скорости и направления ветра на базе испано-финской станции мониторинга окружающей среды Rover ; и барометр от JPL. [17] [18]

Художественная концепция инструмента SEIS, развернутого на поверхности Марса (справа). Слева - инструмент HP 3, роющий под поверхностью.

Во время окончательной интеграции SEIS в вакуумном тепловом кожухе было обнаружено несколько небольших утечек. Это вынудило перенести запуск InSight с 2016 на 2018 год и изменить дизайн нового корпуса под наблюдением JPL. [3] [19] Стоимость задержки оценивалась в 150 миллионов долларов США . [20]

Анимация подъема сейсмометра с блюдца роботизированной рукой и его размещения на поверхности Марса.

Операции [ править ]

Иллюстрация из USGS того, как P- и S-волны от землетрясения образуют теневую зону из-за ядра.

Текущие операции будут разделены на две службы: Mars Structure Service (MSS) и Marsquake Service (MQS), которые будут отвечать, соответственно, за определение структурных моделей и сейсмическую активность. [14] Комбинация данных с результатами радионауки InSight и орбитальных наблюдений позволит ограничить более глубокую структуру.

Возможные наблюдения включают:

  • Зубцы P и зубцы S
  • Удары метеорита (см. Также Категория: Метеориты, найденные на Марсе )
  • Marsquakes
  • Приливные силы от спутников Марса [21]
  • Внутренние откровения, такие как наличие твердого или жидкого ядра и его размер

Однопозиционная сейсмология [ править ]

Удар свежего астероида на Марс в 3,34 ° N 219,38 ° E - до / 27 марта и после / 28 марта 2012 г. ( MRO ) [22]. Есть надежда, что SEIS сможет обнаружить вибрации достаточно сильного удара на Марс, и если место удара расположено, это позволяет еще больше понять. [21]3 ° 20'N 219 ° 23'E /  / 3,34; 219,38

Во время разработки была отмечена мощь нескольких сайтов, но один из них предлагает потрясающее представление о внутренней части. В одном месте местоположение маршевка может быть ограничено поверхностью сферы путем измерения так называемых P-волн и S-волн. [21]

Существует множество методов сейсмологии на одном участке, которые могут дать данные, например, обнаружение удара метеорита о поверхность, для которого определено местоположение. [21] Если на Марсе случаются сильные землетрясения, они могут позволить определить глубинные недра. Когда вибрации проходят через планету, на них влияют свойства материалов и их конфигурация. [21]

Например, влияние приливных сил на Марс со стороны Фобоса , которое должно составлять около 10 мм, будет заметно зависеть от жидкого ядра Марса. Даже без какого-либо землетрясения, примерно через шесть месяцев наблюдений можно будет использовать этот метод для увеличения или уменьшения вероятности наличия жидкого ядра Марса. [21]

Иллюстрация в разрезе [ править ]

Изображение в разрезе, показывающее внутренние компоненты SEIS

Размещение на поверхности [ править ]

19 декабря 2018 года инструмент SEIS был развернут на поверхности Марса рядом с посадочным модулем с помощью своей роботизированной руки. [23]

InSight - сейсмометр, впервые развернутый на поверхности другой планеты (19 декабря 2018 г.) [23]
развертывание (IDC-gif)
финал (IDC)

См. Также [ править ]

  • Состав Марса
  • Геология Марса
  • Вулканология Марса

Ссылки [ править ]

  1. ^ «InSight - Обзор миссии» . НАСА. 2012 . Проверено 22 августа 2012 года .
  2. ^ a b c d e Сейсмометр InSight . НАСА. По состоянию на 17 июля 2018 г.
  3. ^ a b c SEIS / INSIGHT: запуск программы Seismic Discovery на Марсе за год до этого . Логнон, Филипп; Банердт, В. Брюс; Джардини, Доменико; Пайк, В. Том; Кристенсен, Улли; Кнапмайер-Эндрун, Бриджит; де Раукур, Себастьян; Умланд, Джефф; Херст, Кен; Цвайфель, Питер; Калькутт, Саймон; Бирвирт, Марко; Мимун, Дэвид; Понт, Габриэль; Вердье, Николя; Лауде, Филипп; Смрекар, Сью; Хоффман, Том. 19-я Генеральная ассамблея EGU, EGU2017, материалы конференции, состоявшейся 23–28 апреля 2017 г. в Вене, Австрия., Стр.9978
  4. ^ Андерсон, Дон Л .; и другие. (Сентябрь 1977 г.). «Сигнатуры внутренних колебаний посадочного модуля» (PDF) . Журнал геофизических исследований . 82 (28): 4524–4546, А – 2. Bibcode : 1977JGR .... 82.4524A . DOI : 10.1029 / JS082i028p04524 .
  5. ^ "С юбилеем, посадочный модуль викингов" . Наука @ НАСА . НАСА. 20 июля 2001 г.
  6. ^ a b Хауэлл, Элизабет (6 декабря 2012 г.). «Викинг 2: Вторая высадка на Марс» . Space.com . Проверено 15 ноября 2017 года .
  7. ^ Накамура, Ю.; Андерсон, Д.Л. (июнь 1979 г.). «Марсианская ветровая активность, обнаруженная сейсмометром на площадке посадочного модуля« Викинг-2 »» (PDF) . Письма о геофизических исследованиях . 6 (6): 499–502. Bibcode : 1979GeoRL ... 6..499N . DOI : 10.1029 / GL006i006p00499 .
  8. ^ Лоренц, Ральф Д .; Накамура, Йосио; Мерфи, Джеймс Р. (ноябрь 2017 г.). «Сейсмометрические измерения Викинг-2 на Марсе: архив данных PDS и метеорологические приложения» . Наука о Земле и космосе . 4 (11): 681–688. Bibcode : 2017E & SS .... 4..681L . DOI : 10.1002 / 2017EA000306 .
  9. ↑ Фрэнсис, Мэтью (21 августа 2012 г.). «Новый зонд, который позволит InSight проникнуть внутрь Марса» . Ars Technica . Проверено 21 августа 2012 года .
  10. ^ Lognonné, P .; Банердт, ВБ; Giardini, D .; Christensen, U .; Щука, Т .; и другие. (Октябрь 2011 г.). GEMS (Станция геофизического мониторинга) SEISmometer (PDF) . Совместное совещание EPSC-DPS 2011 г. 2–7 октября 2011 г. Нант, Франция. Bibcode : 2011epsc.conf.1507L . EPSC-DPS2011-1507-1.
  11. ^ «НАСА и Французское космическое агентство подписывают соглашение о миссии на Марс» (пресс-релиз). НАСА. 10 февраля 2014 . Проверено 11 февраля 2014 .
  12. ↑ Бойл, Ребекка (4 июня 2015 г.). «Прослушивание метеоритов, падающих на Марс, скажет нам, что внутри» . Новый ученый . Проверено 5 июня 2015 .
  13. ↑ Кумар, Сунил (1 сентября 2006 г.). Проектирование и разработка кремниевого микросейсмометра (PDF) (доктор философии). Имперский колледж Лондона . Проверено 15 июля 2015 .
  14. ^ a b Планируемые продукты Службы структуры Марса для миссии InSight на Марс (PDF). Марк П. Пэннинг, Филипп Логнонн, В. Брюс Банердт, Рафаэль Гарсия, Мэтью Голомбек и др. Обзоры космической науки, 16 ноября 2016 г. doi : 10.1007 / s11214-016-0317-5
  15. ^ Banerdt, В. Брюс (2012). InSight - Геофизическая миссия на Марс (PDF) . 26-е заседание аналитической группы по программе исследования Марса. 4 октября 2012 года. Монровия, Калифорния.
  16. ^ [1]
  17. ^ Дэвид, Леонард (15 августа 2014 г.). «Следующий марсианский посадочный модуль НАСА заглянет глубоко в историю Красной планеты: вот как» . Space.com . Проверено 16 августа 2014 года .
  18. ^ Banerdt, В. Брюс (7 марта 2013). InSight: геофизическая миссия к недрам земной планеты (PDF) . Комитет по астробиологии и планетологии. 6–8 марта 2013 года. Вашингтон, округ Колумбия.
  19. Рианна Кларк, Стивен (9 марта 2016 г.). «Посадочный модуль InSight Mars избежал отмены, он нацелен на запуск в 2018 году» . Космический полет сейчас . Проверено 9 марта +2016 .
  20. ^ Фауст, Джефф (28 марта 2016). «Второй шанс InSight» . Космическое обозрение . Проверено 5 апреля 2016 .
  21. ^ a b c d e f Миссия геофизической сети для MARS 2009
  22. ^ Вебстер, Гай; Браун, Дуэйн (22 мая 2014 г.). «НАСА Mars Weathercam помогает найти новый большой кратер» . НАСА . Проверено 22 мая 2014 года .
  23. ^ а б Кук, Цзя-Руи; Хорошо, Андрей (19 декабря 2018). "Первый прибор НАСА InSight на Марсе" . НАСА . Проверено 20 декабря 2018 года .