НАСА будет измерять лунотрясения с помощью технологий марсианской миссии InSight

Самый чувствительный прибор, когда-либо созданный для измерения землетрясений и фиксации ударов метеоритов на других планетах, все ближе к началу своего путешествия на загадочную, дальнюю сторону Луны. Это один из двух сейсмометров, адаптированных для лунной поверхности, созданный на основе инструментов, первоначально разработанных для марсианского аппарата НАСА InSight, который зарегистрировал более 1300 марсотрясений до завершения своей миссии в 2022 году.

Два сейсмометра, входящие в состав полезной нагрузки под названием Farside Seismic Suite (FSS), которая была недавно собрана в Лаборатории реактивного движения (Jet Propulsion Laboratory -JPL) НАСА в Южной Калифорнии, должны прибыть в 2026 году в бассейн Шредингера - широкого ударного кратера, расположенного примерно в 300 милях (500 км) от южного полюса Луны. Автономный комплекс FSS, работающий на солнечных батареях, оснащен собственным компьютером и коммуникационным оборудованием, а также способен защитить себя от экстремальной жары лунного дня и холода лунной ночи.

Первые лунные сейсмические исследования?

После высадки на поверхность лунного аппарата, созданного по программе НАСА CLPS (Commercial Lunar Payload Services), комплекс FSS будет первым, кто получит сейсмические данные с Луны с тех пор, как почти 50 лет назад работали последние сейсмометры программы "Аполлон". Кроме того, это будут первые в истории сейсмические измерения дальней стороны Луны.

В 30 раз более чувствительный, чем его предшественники из программы "Аполлон", новый аппарат будет регистрировать сейсмические "фоновые" колебания Луны, которые вызываются микрометеоритами размером с небольшую гальку, падающими на ее поверхность. Это поможет НАСА лучше понять текущую ударную среду, поскольку агентство готовится отправить астронавтов программы "Артемида" для исследования лунной поверхности.

Ученые-планетологи с нетерпением ждут, что FSS расскажет им о внутренней активности и структуре Луны. То, что они узнают, позволит понять, как формировалась и развивалась Луна, а также каменистые планеты, такие как Марс и Земля.

Кроме того, это даст ответ на до сих пор волнующий вопрос о лунотрясениях: почему приборы программы "Аполлон", установленные на ближней стороне Луны, зафиксировали только незначительную сейсмическую активность на дальней стороне? Одно из возможных объяснений заключается в том, что что-то в глубинной структуре Луны, по сути, поглощает лунотрясения на дальней стороне, из-за чего сейсмометрам "Аполлон" было сложнее их почувствовать. Другое объяснение - меньшее количество лунотрясений на дальней стороне, которая на поверхности выглядит совсем иначе, чем сторона, обращенная к Земле.

"FSS даст ответы на вопросы, которые мы задавали о Луне на протяжении десятилетий", - сказал Марк Пэннинг, главный разработчик FSS в JPL и научный сотрудник проекта InSight. "Мы не можем дождаться, когда начнем получать эти данные".

Научные разработки для Марса на Луне?

Два взаимодополняющих друг друга инструмента Farside Seismic Suite были адаптированы на основе конструкций приборов InSight для работы в условиях лунной гравитации, которая вдвое меньше, чем у Марса, что, в свою очередь, составляет примерно треть земной. Эти приборы вместе с батареей, компьютером и электроникой упакованы в кубическую конструкцию, которая окружена изоляцией и внешним защитным кубом. Расположенные на вершине посадочного аппарата, набор FSS будет непрерывно собирать данные в течение как минимум 4,5 месяцев, работая в течение долгих и холодных лунных ночей.

"Сверхширокополосный сейсмометр", (Very Broadband seismometer - VBB), самый чувствительный сейсмометр, когда-либо созданный для использования в космических исследованиях: он может обнаружить колебания частиц грунта, размер которых меньше размера одного атома водорода. Толстый цилиндр диаметром около 5 дюймов (14 сантиметров) измеряет движение вверх-вниз с помощью маятника, удерживаемого пружиной. Изначально он был создан французским космическим агентством CNES (Centre National d'?tudes Spatiales) в качестве аварийного запасного прибора для InSight.

Филипп Логнонне из "Института физики Земли" в Париже, главный разработчик сейсмометра для InSight, является соисследователем FSS и руководителем программы прибора VBB. "Мы так много узнали о Марсе благодаря этому прибору, и теперь мы очень рады возможности использовать этот опыт для изучения тайн Луны", - сказал он.

Сейсмометр меньшего размера, называемый короткопериодическим датчиком (Short Period sensor - SP), был создан компанией Kinemetrics в Пасадене, Калифорния, в сотрудничестве с Оксфордским университетом и Имперским колледжем в Лондоне. Устройство в форме шайбы измеряет движение в трех направлениях с помощью датчиков, выгравированных на трех квадратных кремниевых чипах, каждый шириной около 1 дюйма (25 миллиметров).

Сборка и испытания?

Полезная нагрузка FSS собиралась в лаборатории JPL в течение последнего года. Она выдержала жесткие испытания окружающей средой в вакууме и при экстремальных температурах, имитирующих космос, а также сильную тряску, имитирующую полет на ракете во время запуска.

"Команда JPL с самого начала была рада тому, что мы отправимся на Луну вместе с нашими французскими коллегами", - сказал Эд Миллер, руководитель проекта FSS из JPL и, как Паннинг и Логнонне, ветеран миссии InSight. "Мы вместе побывали на Марсе, а теперь мы сможем посмотреть на Луну и знать, что там есть что-то, что мы построили. Мы будем очень гордиться этим".

Подробнее о миссии?

Подразделение Калифорнийского технологического института в Пасадене, штат Калифорния, лаборатория JPL управляет, проектирует, собирает и испытывает сейсмический комплекс FSS. Французское космическое агентство, CNES (Национальный центр космических исследований) и IPGP (Институт физики земного шара Парижа) предоставили "Сверхширокополосный сейсмометр" VBB комплекса при поддержке Университета Париж Сите и CNRS (Национальный центр научных исследований). Имперский колледж Лондона и Оксфордский университет совместно предоставили короткопериодический сейсмометр SP, управляемый компанией Kinemetrics в Пасадене. Мичиганский университет предоставил бортовой компьютер, силовую электронику и соответствующее программное обеспечение.

Проект FSS, являющийся частью программы НАСА PRISM (полезные нагрузки и научные исследования поверхности Луны), финансируется "Управлением стратегии и интеграции научных исследований" в структуре "Управления научных миссий НАСА". "Управление программы планетарных миссий" в Центре космических полетов НАСА имени Маршалла обеспечивает управление программой. FSS приземлится на Луну в рамках будущей лунной миссии по программе НАСА CLPS (Commercial Lunar Payload Services).

P.S. Также в 2026 году должен отправиться на Луну еще один детектор лунотрясений, в миссии "Артемида-III". Подробности про этот прибор можно прочитать в нашем отдельном материале:

https://vk.com/wall-187908430_11634

На фото:

- Инженеры и техники Лаборатории реактивного движения JPL готовят сейсмический комплекс Farside Seismic Suite к испытаниям в моделированной лунной гравитации, которая составляет примерно одну шестую земной;

- В марте 2024 года в "чистой комнате" Лаборатории JPL прошли работы по сборке сейсмического комплекса Farside Seismic Suite. Два чувствительных сейсмометра прибора были упакованы в конструкцию "куб в кубе" с батарей, компьютером и электроникой. Блестящее одеяло представляет собой внешний изолирующий слой, единственная солнечная батарея обеспечивает питание прибора;

- Сейсмический прибор SEIS на борту аппарата Mars InSight НАСА находится внутри шестиугольного корпуса медного цвета на этой фотографии, сделанной камерой роботизированной руки аппарата 4 декабря 2018 года. Технология SEIS используется в приборе Farside Seismic;

- На снимке сделанном во время сборки FSS в ноябре 2023 года во внутреннем кубе Farside Seismic Suite находится большая батарея от НАСА (сзади) и два сейсмометра. В золотом устройстве в форме шайбы находится короткопериодический датчик, а в серебряном корпусе — сверхширокополосный сейсмометр.

https://www.nasa.gov/solar-system/moon/nasa-to-measure-moonquakes-with-help-from-insight-mars-mission/?utm_source=TWITTER&utm_medium=NASAArtemis&utm_campaign=NASASocial&linkId=451085191

Источник: www.nasa.gov