SEIS

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Версия для печати больше не поддерживается и может содержать ошибки обработки. Обновите закладки браузера и используйте вместо этого функцию печати браузера по умолчанию.
Seismic Experiment for Interior Structure
Испытание сейсмометра
Испытание сейсмометра
Производитель Франция CNES
Оператор Соединённые Штаты Америки NASA
Задачи сбор данных о сейсмической активности на Марсе
Запуск 5 мая 2018 года, 11:05 UTC[1]
Элементы орбиты
Посадка на небесное тело 26 ноября 2018 года, 19:52:59 UTC[1]
Логотип Викисклада Медиафайлы на Викискладе
Анимация, показывающая установку сейсмометра SEIS на поверхность Марса роботизированной рукой аппарата InSight
Сигнал вероятного марсотрясения

SEIS (Seismic Experiment for Interior Structure, с англ. — «Сейсмический эксперимент внутренней структуры»)[2] — французский сейсмометр и основной научный прибор, установленный на космическом аппарате InSight. Разработан Национальным центром космических исследований (CNES). Ожидается, что SEIS проведёт сейсмические измерения на Марсе, которые позволят лучше понять его внутреннюю структуру. Анализируя прохождение сейсмических волн через оболочки Марса, исследователи надеются определить глубину и состав каждого из его слоёв[3].

6 апреля 2019 года сейсмометр впервые зафиксировал марсотрясение[3]. Ещё три сигнала были зарегистрированы в другие дни — 14 марта, 10 и 11 апреля. Но они были ещё слабее. Тем не менее, они также могут иметь сейсмическое происхождение[4]. За полгода сейсмометр SEIS зафиксировал более 100 событий, 21 из которых — возможные марсотрясения[5]. В период от включения сейсмографа SEIS до 30 сентября 2019 года за первые 207 солов было зафиксировано 174 марсотрясения, 24 из них имели магнитуду 3—4 по шкале Рихтера[6]. К середине декабря 2019 года SEIS зафиксировал 322 марсотрясения. Два самых сильных марсотрясения произошли в геологически активной зоне Борозды Цербера[англ.], которая находится примерно в 1600 км от места посадки зонда InSight[7].

С конца июня 2020 года до осени не зафиксировано ни одного марсотрясения. За сентябрь 2020 года SEIS зарегистрировал 5 сейсмических событий, за чуть более одного марсианского года — более 480 марсотрясений, при этом ни один толчок не имел магнитуду более 3,7. Во всех марсотрясениях, зафиксированных SEIS, отмечались только продольные первичные волны (P-волны) и поперечные вторичные волны (S-волны) и ни в одном из них не было поверхностных волн[8].

Почти 50 марсотрясений магнитудой более 2 баллов, зарегистрированных сейсмометром SEIS, позволили учёным сделать вывод о том, что верхняя мантия на Марсе простирается на глубину примерно 700—800 км, радиус расплавленного ядра Марса составляет от 1810 до 1860 км[9], а средняя плотность ядра составляет от 5,7 до 6,3 г/см³[10][11][12]. Изучение сейсмических волн, прошедших сквозь ядро Марса (события S0976a и S1000a, зафиксированные 25 августа и 18 сентября 2021 года), позволило оценить медианный радиус ядра в 1780—1810 км, а его плотность — в 6,2—6,3 г/см³. Ядро Марса содержит в среднем от 20 до 22 % легкосплавных элементов, если учитывать серу, кислород, углерод и водород[13].

В начале марта 2021 года для того что бы уменьшить уровень шумов в данных сейсмометра зонд InSight начал при помощи ковша, установленного на конце 2,4-метровой роботизированной руки IDA засыпать шлейф, соединяющий сейсмограф со станцией и отвечающий за передачу энергии и данных, песком, чтобы уменьшить суточные перепады температуры шлейфа. 15 марта ковш засыпал первой партией грунта защитный колпак сейсмометра. 7 и 18 марта 2021 года сейсмометр SEIS зафиксировал два марсотрясения магнитудой 3,3 и 3,1. Два новых сильных марсотрясения были выявлены спустя почти два земных года после регистрации двух предыдущих сильнейших марсотрясений магнитудой 3,5 и 3,6[14]. 25 августа 2021 года сейсмограф SEIS зафиксировал два марсотрясения магнитудой 4,2 и 4,1. Эпицентр марсотрясения магнитудой 4,2 находился на расстоянии 8500 км от сейсмометра, возможно, в долинах Маринер. Событие магнитудой 4,2 сопровождалось медленными низкочастотными колебаниями, в то время как марсотрясение магнитудой 4,1, эпицентр которого находился в 925 км от сейсмометра, сопровождался быстрыми высокочастотными колебаниями. 18 сентября 2021 года SEIS зафиксировал сейсмическое событие S1000a магнитудой 4,1, продолжавшееся почти полтора часа[15].

4 мая 2022 года SEIS зафиксировал самое марсотрясение S1222a, сначала оценëнное магнитудой 5 баллов[16], а затем — магнитудой 4,7. Эпицентр марсотрясения находился на расстоянии более чем в 2000 км от сейсмометра. Высокочастотные и низкочастотные поверхностные волны расходились по коре и верхней мантии в течение 10 часов, несколько раз обогнув планету[17].

В данных сейсмометра SEIS, записанных в течение ночи с 18 на 19 февраля 2021 года, не удалось обнаружить никаких сигналов ни от входа, спуска и приземления марсохода Perseverance, ни от искусственных марсотрясений, вызванных падением вольфрамовых блоков на поверхность Марса в 3450 км к западу от сейсмометра[18].

SEIS смог зафиксировать слабые сейсмические события (магнитудой (Mv) 1,2—1,6) от падений четырёх метеоритов на поверхность нагорья Элизий (Elysium Planitia), после входов в атмосферу Марса метеороидов 27 мая 2020 года (S0533a), 18 февраля 2021 года (S0793a), 31 августа 2021 года (S0981c) и 5 сентября 2021 года (S0986c)[19], которые порождались телами с массой от 10,6 до 42,1 кг. SEIS регистрировал сигналы в диапазоне частот от 0,4 до 4,0 герц, которые соответствовали сейсмическим P- и S-волнам и колебаниям грунта из-за ударно-генерированных акустических волн. Источники сейсмических сигналов находились на расчётном расстоянии 84–286 км от сейсмометра. Все потенциальные места падений метеоритов в были сфотографированы зондом Mars Reconnaissance Orbiter и во всех случаях потенциальный ударный кратер попадал в соответствующий эллипс возможного положения кратера на основе сейсмических данных. Эффективный диаметр места падения составляет от 3,9 до 11,9 метров[20].

Событие S1000a магнитудой 4,1 ± 0,2 было вызвано падением 18 сентября 2021 года метеорита на поверхность Марса в горной местности Темпе-Терра[англ.] к востоку от плато Фарсида и к северу от долин Маринер и позволило определить структуру скоростей P-волн в нижней мантии[21].

24 декабря 2021 года сейсмометр SEIS зафиксировал крупное сейсмическое событие с отчётливой сигнатурой, вызванной падением метеорита на поверхность Марса на равнину Амазония[англ.], что было подтверждено спутниковыми наблюдениями за новообразованным 150-метровым кратером глубиной ~21 метр[22].

Устройство

  • Художественное представление сейсмографа SEIS, развёрнутого на марсианской поверхности (справа). Слева находится инструмент HP3, проникающий под поверхность
    Художественное представление сейсмографа SEIS, развёрнутого на марсианской поверхности (справа). Слева находится инструмент HP3, проникающий под поверхность
  • Иллюстрация в разрезе, показывающая внутренние компоненты SEIS
    Иллюстрация в разрезе, показывающая внутренние компоненты SEIS

Примечания

  1. ↑ 1 2 mars.nasa.gov. Quick Facts | Mission (англ.). NASA's InSight Mars Lander. Дата обращения: 26 апреля 2019. Архивировано 26 апреля 2019 года.
  2. ↑ Дмитрий Ерусалимский. Опубликованы жутковатые звуки первого «марсотрясения». Московский комсомолец. Дата обращения: 26 апреля 2019. Архивировано 25 апреля 2019 года.
  3. ↑ 1 2 Французский сейсмометр зафиксировал первое марсотрясение. ТАСС. Дата обращения: 26 апреля 2019. Архивировано 26 апреля 2019 года.
  4. ↑ Аппарат InSight впервые в истории обнаружил «марсотрясение» Архивная копия от 28 апреля 2019 на Wayback Machine, 24 апреля 2019
  5. ↑ NASA's InSight 'Hears' Peculiar Sounds on Mars Архивная копия от 7 октября 2019 на Wayback Machine, October 1, 2019
  6. ↑ Giardini D. et al. The seismicity of Mars Архивная копия от 23 апреля 2020 на Wayback Machine // Nature Geoscience. 13 (3), 24 February 2020. С. 205—212.
  7. ↑ “Marsquakes” Reveal Red Planet’s Hidden Geology Архивная копия от 19 декабря 2019 на Wayback Machine, December 18, 2019
  8. ↑ 3 Things We've Learned From NASA's Mars InSight Архивная копия от 28 января 2021 на Wayback Machine, Dec. 16, 2020
  9. ↑ Alexandra Witze. Mars’s core has been measured — and it’s surprisingly large Архивная копия от 21 марта 2021 на Wayback Machine, 17 March 2021
  10. ↑ Как устроен Марс внутри? Архивная копия от 23 июля 2021 на Wayback Machine // Наука и жизнь, 23 июля 2021
  11. ↑ InSight Mission Mars unveiled Архивная копия от 23 июля 2021 на Wayback Machine // INSTITUT DE PHYSIQUE DU GLOBE DE PARIS, 21 July 2021
  12. ↑ Сейсмологические данные миссии InSight позволили уточнить размеры геологических оболочек Марса Архивная копия от 14 ноября 2021 на Wayback Machine, 02.09.2021
  13. ↑ Jessica C. E. Irving et al. First observations of core-transiting seismic phases on Mars Архивная копия от 15 мая 2023 на Wayback Machine, April 24, 2023
  14. ↑ NASA’s InSight Detects Two Sizable Quakes on Mars Архивная копия от 23 июля 2021 на Wayback Machine, Apr 01, 2021
  15. ↑ NASA’s InSight Finds Three Big Marsquakes, Thanks to Solar-Panel Dusting Архивная копия от 26 сентября 2021 на Wayback Machine, Sep 22, 2021
  16. ↑ NASA’s InSight Records Monster Quake on Mars Архивная копия от 15 мая 2022 на Wayback Machine, May 9, 2022
  17. ↑ Taichi Kawamura et al. S1222a - the largest Marsquake detected by InSight Архивная копия от 16 декабря 2022 на Wayback Machine, 14 December 2022
  18. ↑ Benjamin Fernando et al. Seismic constraints from a Mars impact experiment using InSight and Perseverance Архивная копия от 14 ноября 2021 на Wayback Machine // Nature Astronomy, 28 October 2021
  19. ↑ Newly formed craters on Mars located using seismic and acoustic wave data from InSight Архивная копия от 22 сентября 2022 на Wayback Machine // Nature Geoscience, 19 September 2022
  20. ↑ https://www.nature.com/articles/s41561-022-01014-0
  21. ↑ Observation of a Core‐Diffracted P-Wave From a Farside Impact With Implications for the Lower Mantle Structure of Mars Архивная копия от 19 ноября 2022 на Wayback Machine - Durán - 2022 - Geophysical Research Letters - Wiley...
  22. ↑ Largest recent impact craters on Mars: Orbital imaging and surface seismic co-investigation Архивная копия от 29 октября 2022 на Wayback Machine, 2022

Ссылки

Источник — https://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=SEIS&oldid=140898295