作者洛里·基西,美国宇航局戈达德太空飞行中心 与过去部署的系统不同,下一代地震仪可以自主部署
在这张照片中,阿波罗12号宇航员艾伦·宾携带阿波罗月球表面实验包到月球部署地点
信用:NASA 自从阿波罗宇航员在月球表面的不同位置部署了几个测量站,并意外地发现地球上唯一的天然卫星远未停止地震活动以来,美国宇航局就没有测量过月震
如果位于马里兰州格林贝尔特的美国宇航局戈达德太空飞行中心的地球物理学家特里·休福德有办法的话,他现在正与他的亚利桑那州立大学合作伙伴开发的下一代高强度地震仪将是美国宇航局在其阿尔特弥斯计划下用于更详细探索月球的创新新技术和系统之一
该系统被称为月球表面下调查和监测实验,它的数据不仅可以绘制从浮土到核心的月球内部地图,还可以提醒宇航员注意地震事件
美国国家航空航天局的月球仪器开发与进步项目支持这一努力
初步理解 在阿波罗之前,科学家们并不知道月球在颤抖
从1969年到1977年,作为美国宇航局阿波罗月球表面实验包(ALSEP)的一部分部署的仪器记录了12,000次地震事件,包括流星撞击和深浅月震,其强度从不到3级到高达5级不等
1977年,美国宇航局关闭了ALSEP阵列
尽管科学家们仍在挖掘ALSEP数据,“我们对月球内部的了解仍然是初步的,也是有限的,”Hurford说
因此,更多地了解月球的内部结构并为宇航员提供预警系统是当务之急
“关键仪器之一将是地震仪,”特别是一种易于部署、坚固耐用、制造成本相对低廉的地震仪——他补充说,这是威震公司希望满足的性能标准
休福德和他的团队正在专门设计威震,这样任何美国宇航局或商业着陆器或漫游系统都可以部署它,而不管地形和任务持续时间
长期目标是建立地震台站网络
由于美国国家航空航天局过去几个技术开发项目以及戈达德内部研究与发展(IRAD)项目的投资,该项目已经相对成熟,一旦其DALI资助在三年内结束,寻路升华预计将几乎准备好部署
另外五个由戈达德太空中心专家组成的团队接受了DALI的资助,以推进其他仪器,确保该中心在该机构的下一个探索时代发挥作用
火星洞察任务上的地震仪是迄今为止最有能力的;然而,展开臂必须定位它
信用:NASA 系统改进 休福德说,威震提供了优于其他系统的改进
他说:“在阿波罗登月网络全面部署之后,人们曾多次努力建造行星地震仪。”
美国国家航空航天局最终将它们用于火星维京号任务、金星威尼斯号13号和14号任务,以及现在的火星洞察号任务,这是该机构第一次致力于探索火星表面下的任务
阿波罗时代的仪器对倾斜很敏感;因此,宇航员必须给它们定位
虽然火星洞察仪器是迄今为止性能最好的行星地震仪,但它的传感器系统非常大
一个复杂的机械臂必须部署仪器
威震是基于分子电子传感器,或称MET,亚利桑那州立大学的一项技术正在为此做出贡献
在陆地地震学中,MET依赖于对地震加速度做出反应的流体
流体流经感应元件,感应元件产生可测量的电流,提供高度精确的地面运动数据
MET技术的美妙之处在于它坚固耐用,易于部署
升华单元将包括三个传感器,它们在仪器外壳内朝向不同的方向
例如,如果包裹翻倒并侧着,方向不会削弱威震公司收集数据和定位地震活动源的能力
换句话说,仪器包不一定要精确定位才能工作
此外,它没有活动部件,易于制造,Hurford说
赫德福德说,戈达德的技术人员帮助改进了传感器的设计,增加了额外的密封件和安装传感器的更好方法,并补充说,DALI奖的目标是提高传感器的技术准备程度,以便它自信地提出飞行建议
但该中心最重要的贡献是读出电子设备,其特点是先进的、抗辐射的专用集成电路,即专用集成电路,可最大限度地降低仪器的质量和功率要求
由多项IRAD大奖的技术专家杰拉德·奎利根开发的专用集成电路提供了所有的内务处理功能,并将金属氧化物半导体传感器检测到的电流转换成电压读数,然后将其数字化
IRAD历史 “这种芯片在过去的IRAD奖中有着悠久的历史,”Hurford说
“传感器至关重要,但除非你把它们放在一起,否则它不是一个仪器
" 作为第一代地震仪,威震最初可能用于短期部署
但是它的设计,由于其坚固性和敏感性,可以适用于其他行星和卫星,能够进行长期部署,以建立一个监测站网络
“有一天,我想探测欧罗巴的地震活动,而威震是朝着这个目标迈出的第一小步,”赫德福德说
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