내부구조물의 내진실험

Seismic Experiment for Interior Structure
내부구조물의 내진실험
PIA19144-MarsMission-InSight-Testing-20150304.jpg
지진계를 전개한 착륙선 로봇팔 시험
연산자나사
제조사CNES
계기형지구물리학적 관측
함수지진계
임무 기간계획: 화성에서[1] 2년 전 해류: 착륙 후 1133 솔(1163일)
시작 작업착륙: 2018년 11월 26일
웹사이트www.seis-insight.eu/en/
특성.
미사29.5kg(65lb)[2]
치수진공 챔버 용적: 3 L(0.66imp gal, 0.79US gal)[2]
전력 소비량8.5 W[2]
데이터 속도38 메가비트/일
호스트 우주선
우주선InSight
연산자나사
출시일자2018년 5월 5일 11시 5분(2018-05-05)UTC11:05) UTC
COSPAR2018-042a

내부구조 지진실험(SEIS)은 2018년 11월 26일 착륙을 위해 2018년 5월 5일 발사된 InSight Mars 착륙선에 탑재된 지진계 및 1차 과학계기로, 12월 19일 화성 표면에 배치됐다. SEIS는 마스케이크 지진 측정 기능을 제공해 연구진이 심층 내부 3D 구조 지도를 개발할 수 있을 것으로 기대된다. 화성의 내부 구조를 더 잘 이해하게 되면 지구, 달, 바위투성이의 행성들을 전반적으로 더 잘 이해할 수 있게 될 것이다.

SEIS는 2019년 세르베루스 포새에서 습성을 탐지했다.

개요

과학적인 데이터를 수집하기 위한 화성 플라이비스와 착륙은 1960년대부터 실시되어 왔지만, 화성 내부에 대한 상세한 정보를 제공할 수 있는 질 좋은 지진학 연구는 21세기에 아직 수행되지 않았다.

지구와 달이라는 두 개의 천문체만이 이런 방식으로 연구되었고, 화성에 대해 배우는 것은 모든 암석 행성체의 지질학을 이해하는 데 기여할 것으로 기대하고 있다.

SEIS와 시너지 효과를 내는 기타 온보드 기기로는 InSight 모듈, 열 흐름 및 물리적 특성 패키지, 회전 및 내부 구조 실험 등이 있다.

이전 미션

1970년대 바이킹 화성 착륙선 두 척 모두 지진계(보정 대상 사이에 일부가 보인다)가 있었지만, 전개 문제로 의미 있는 지질 데이터가 저해됐다.

1976년 바이킹 임무 동안 두 개의 지진계가 화성에 착륙했지만 결과는 제한적이었다.[3] 바이킹 우주선 양쪽의 지진계는 착륙선에 탑재되어 있었는데, 이는 착륙선의 다양한 작동으로 인한 진동과 바람에 의한 진동도 포착한다는 것을 의미했다.[4] 또 바이킹 1호 착륙선의 지진계도 제대로 전개되지 않았다.[5]

지진계 수치는 바이킹 2 착륙지점에서 화성 지질 지각 두께 14~18km(8.7~11.2mi)를 추정하는 데 사용되었다.[6] 뜻밖에도 지진계는 화성 바람의 압력도 감지해 기상학적 결과를 보완했다.[6][7] 설계상의 한계와 바람과 같은 다른 진동원의 간섭으로 확인되지는 않았지만, 단일의 화성 탐사 가능 후보가 기록되었다. 이러한 한계에도 불구하고, 널리 퍼지고 큰 마스퀘어가 발견되지 않은 것은 분명했다.[8]

디자인

SEIS is the primary instrument of the InSight mission, and it was designed and produced by the French Space Agency (CNES), with the participation of the Institut de Physique du Globe de Paris (IPGP), the Swiss Federal Institute of Technology (ETH), the Max Planck Institute for Solar System Research (MPS), Imperial College, Institut supérieur de l'aEronautique et de l'espace(ISAE) 및 JPL.[9][10] 주임 조사관은 E.U.에 있는 파리 지구물리연구소(Institut de Bittle du Globe de Paris)의 필립 로그노네다.[2]

설계는 3축 초광대역 지진계(진공 열 인클로저에 내장)와 3축 단주기 계측기로 구성된다.[3] 화성은 지구보다 지진활동이 낮을 것으로 예상돼 풍진동의 최소화가 중요하다. 온 조립품은 열 대비를 최소화하고 돌풍으로부터 약간의 보호를 제공하도록 설계된 중풍과 열 차폐 아래에 놓여 있다.

삼각대에 탑재된 지진계는 화성의 역사와 내부 구조를 더 잘 이해하기 위해 화성의 마스킹과 다른 내부 활동을 정밀하게 측정할 것이다. 또한 화성 지각과 맨틀이 운석 충돌의 영향에 어떻게 반응하는지 조사할 것이며, 이것은 행성의 내부 구조에 대한 단서를 제공할 것이다.[11][12][13] 지진계는 또 50Hz에서 고주파 지진파까지 화성의 위성 포보스에서 나오는 대기파와 중력 신호(도발력)를 포함한 선원을 탐지한다.[14][15]

SEIS 기기는 센서를 표면에 직접 배치할 수 있는 로봇 암인 계측기 배치 시스템에 의해 전개된다.[16] 계측기는 측정에 영향을 미칠 수 있는 대기 장애의 특성을 나타내기 위해 기상 센서(TWINS) 제품군에 의해 지원된다. 여기에는 화성 전리층에 의해 야기된 것과 같은 자기 장애를 측정하는 UCLA가 제공하는 벡터 자기계, 스페인/핀란드 로버 환경 감시소를 기반으로 한 공기 온도, 풍속 및 풍향 센서 세트, JPL의 기압계 등이 포함된다.[17][18]

화성의 표면(우측)에 배치된 아티스트의 SEIS 악기에 대한 개념. 왼쪽은 HP3 기구가 수면 아래로 파고든다.

SEIS의 최종 통합 과정에서 진공 열 인클로저에서 몇 가지 작은 누출이 발견되었다. 이로 인해 InSight 출시는 2016년에서 2018년으로 연기되었고, JPL의 감독 하에 새로운 인클로저의 재설계가 불가피해졌다.[3][19] 지연 비용은 1억 5천만 달러로 추산되었다.[20]

로봇팔에 의해 지진계가 받침대에서 떨어져 화성의 표면에 놓여지는 애니메이션

운영

USGS의 삽화 지진의 P와 S 파동이 어떻게 코어 때문에 그림자 영역을 만드는지를 보여준다.

일상적인 운영은 구조모델과 지진활동의 정의를 각각 담당하는 화성구조서비스(MSS)와 마스퀘이크서비스(MQS) 등 2개 서비스로 나눠 진행된다.[14] InSight 무선 과학과 궤도 관측 결과와의 데이터 조합은 더 깊은 구조의 제약을 허용할 것이다.

가능한 관측치에는 다음이 포함된다.

단측지진학

새로운 소행성이 화성에 미치는 충격은 3°20°N 219°23°E / 3.34°N 219.38°E / 3.34; 219.38 – 3월 27일 이전/2012년 3월 28일 이후 (MRO)[22] SEIS가 화성에 대한 강한 충격의 진동을 감지할 수 있기를 바라며, 충격 현장이 위치한 경우 훨씬 더 많은 이해를 허용한다.[21]

개발 과정에서 여러 부지의 위력이 주목받았지만 한 부지는 인테리어에 엄청난 통찰력을 제공한다. 단일 부지로, 마스퀘이크 사건의 위치는 P-파와 S-파로 알려진 것을 측정함으로써 구의 표면으로 제한될 수 있다.[21]

예를 들어, 위치를 식별하는 운석에 의한 표면의 충격 감지 등 데이터를 산출할 수 있는 다양한 단일 현장 지진학 기법이 있다.[21] 만약 화성에 큰 화성이 있다면, 그들은 깊은 내부가 결정되도록 할 것이다. 진동이 행성을 통과할 때 그들은 물질의 특성과 그 구성의 영향을 받는다.[21]

예를 들어 약 10mm가 되어야 하는 포보스의 화성에 대한 조력력의 영향은 화성의 액체핵에 의해 눈에 띄게 영향을 받을 것이다. 화성의 액체 핵이 있을 가능성을 증가시키거나 감소시키기 위해 이 방법을 사용하는 것은 어떠한 화성 폭발도 없이 약 6개월의 관측 후에 가능해야 한다.[21]

컷어웨이 일러스트

SEIS의 내부 구성 요소를 보여주는 컷어웨이 그림

지표면 배치

2018년 12월 19일 SEIS 기기는 로봇 팔을 이용해 착륙선 옆 화성 표면에 배치됐다.[23]

InSight – 지진계가 다른 행성의 표면에 처음으로 배치됨(2018년 12월 19일)[23]
컨텍스트(ICC-gif)
배포(IDC-gif)
최종(IDC)

참고 항목

참조

  1. ^ "InSight – Mission Overview". NASA. 2012. Archived from the original on 2013-01-12. Retrieved 22 August 2012.
  2. ^ a b c d e InSight 지진계. NASA, 2018년 7월 17일에 접속했다.
  3. ^ a b c SEIS/INSIGHT : 화성 지진발견 1년 전. Lognonne, Philippe; Banerdt, W. Bruce; Giardini, Domenico; Pike, W. Tom; Christensen, Ulli; Knapmeyer-Endrun, Brigitte; de Raucourt, Sebastien; Umland, Jeff; Hurst, Ken; Zweifel, Peter; Calcutt, Simon; Bierwirth, Marco; Mimoun, David; Pont, Gabriel; Verdier, Nicolas; Laudet, Philippe; Smrekar, Sue; Hoffman, Tom. 19th EGU General Assembly, EGU2017, 2017년 4월 23일–28일 오스트리아 빈에서 열린 회의의 절차, 페이지 9978
  4. ^ Anderson, Don L.; et al. (September 1977). "Signatures of Internally Generated Lander Vibrations" (PDF). Journal of Geophysical Research. 82 (28): 4524–4546, A–2. Bibcode:1977JGR....82.4524A. doi:10.1029/JS082i028p04524.
  5. ^ "Happy Anniversary, Viking Lander". Science@NASA. NASA. 20 July 2001.
  6. ^ a b Howell, Elizabeth (6 December 2012). "Viking 2: Second Landing on Mars". Space.com. Retrieved 15 November 2017.
  7. ^ Nakamura, Y.; Anderson, D. L. (June 1979). "Martian wind activity detected by a seismometer at Viking lander 2 site" (PDF). Geophysical Research Letters. 6 (6): 499–502. Bibcode:1979GeoRL...6..499N. doi:10.1029/GL006i006p00499.
  8. ^ Lorenz, Ralph D.; Nakamura, Yosio; Murphy, James R. (November 2017). "Viking-2 Seismometer Measurements on Mars: PDS Data Archive and Meteorological Applications". Earth and Space Science. 4 (11): 681–688. Bibcode:2017E&SS....4..681L. doi:10.1002/2017EA000306.
  9. ^ Francis, Matthew (21 August 2012). "New probe to provide InSight into Mars' interior". Ars Technica. Retrieved 21 August 2012.
  10. ^ Lognonné, P.; Banerdt, W. B.; Giardini, D.; Christensen, U.; Pike, T.; et al. (October 2011). The GEMS (GEophysical Monitoring Station) SEISmometer (PDF). EPSC-DPS Joint Meeting 2011. 2–7 October 2011. Nantes, France. Bibcode:2011epsc.conf.1507L. EPSC-DPS2011-1507-1.
  11. ^ "NASA and French Space Agency Sign Agreement for Mars Mission" (Press release). NASA. 10 February 2014. Retrieved 11 February 2014.
  12. ^ Boyle, Rebecca (4 June 2015). "Listening to meteorites hitting Mars will tell us what's inside". New Scientist. Retrieved 2015-06-05.
  13. ^ Kumar, Sunil (1 September 2006). Design and development of a silicon micro-seismometer (PDF) (Ph.D.). Imperial College London. Retrieved 2015-07-15.
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  15. ^ Banerdt, W. Bruce (2012). InSight – Geophysical Mission to Mars (PDF). 26th Mars Exploration Program Analysis Group Meeting. 4 October 2012. Monrovia, California.
  16. ^ [1]
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  18. ^ Banerdt, W. Bruce (7 March 2013). InSight: A Geophysical Mission to a Terrestrial Planet Interior (PDF). Committee on Astrobiology and Planetary Science. 6–8 March 2013. Washington, D.C.
  19. ^ Clark, Stephen (9 March 2016). "InSight Mars lander escapes cancellation, aims for 2018 launch". Spaceflight Now. Retrieved 9 March 2016.
  20. ^ Foust, Jeff (28 March 2016). "InSight's second chance". The Space Review. Retrieved 2016-04-05.
  21. ^ a b c d e f 지구물리학 네트워크 Mission for Mars 2009
  22. ^ Webster, Guy; Brown, Dwayne (May 22, 2014). "NASA Mars Weathercam Helps Find Big New Crater". NASA. Retrieved May 22, 2014.
  23. ^ a b Cook, Jia-Rui; Good, Andrew (19 December 2018). "NASA's InSight Places First Instrument on Mars". NASA. Retrieved 20 December 2018.