El Experimento Sísmico para Estructura Interior ( SEIS ) es un sismómetro y el principal instrumento científico a bordo del módulo de aterrizaje InSight Mars lanzado el 5 de mayo de 2018 para un aterrizaje el 26 de noviembre de 2018; el instrumento fue enviado a la superficie de Marte el 19 de diciembre. Se espera que SEIS proporcione mediciones sísmicas de marsquakes , lo que permitirá a los investigadores desarrollar mapas de estructura en 3D del interior profundo. Una mejor comprensión de la estructura interna de Marte conducirá a una mejor comprensión de la Tierra, la Luna y los cuerpos planetarios rocosos en general.
Operador | NASA |
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Fabricante | CNES |
Tipo de instrumento | observaciones geofísicas |
Función | sismómetro |
Duración de la misión | Planeado: 2 años en Marte [1] Actual: 901 soles (925 días) desde el aterrizaje |
Comenzó operaciones | Aterrizaje: 26 de noviembre de 2018 |
Sitio web | www |
Propiedades | |
Masa | 29,5 kg (65 libras) [2] |
Dimensiones | Volumen de la cámara de vacío: 3 L (0.66 imp gal; 0.79 US gal) [2] |
El consumo de energía | 8,5 W [2] |
Velocidad de datos | 38 megabits / día [2] |
Nave espacial anfitriona | |
Astronave | Visión |
Operador | NASA |
Fecha de lanzamiento | 5 de mayo de 2018, 11:05 UTC |
ID COSPAR | 2018-042A |
SEIS detectó marsquakes en Cerberus Fossae en 2019.
Descripción general
Los sobrevuelos y aterrizajes de Marte para recopilar datos científicos se han realizado desde la década de 1960, pero los estudios sismológicos de calidad, que proporcionarían información detallada sobre el interior de Marte, aún no se han realizado en el siglo XXI.
Solo dos cuerpos astronómicos, la Tierra y la Luna , se han estudiado de esta manera, y se espera que aprender sobre Marte contribuya a comprender la geología de todos los cuerpos planetarios rocosos.
Otros instrumentos a bordo que trabajan en sinergia con SEIS son el módulo de temperatura y vientos para InSight , el paquete de propiedades físicas y flujo de calor y el experimento de rotación y estructura interior .
Misiones anteriores
Si bien dos sismómetros aterrizaron en Marte durante las misiones Viking en 1976, los resultados fueron limitados. [3] Los sismómetros de ambas naves espaciales Viking estaban montados en el módulo de aterrizaje, lo que significaba que también captaba vibraciones de varias operaciones del módulo de aterrizaje y causadas por el viento. [4] Además, el sismómetro del módulo de aterrizaje Viking 1 no se desplegó correctamente. [5]
Las lecturas del sismómetro se utilizaron para estimar el grosor de la corteza geológica marciana entre 14 y 18 km (8,7 y 11,2 millas) en el sitio del módulo de aterrizaje Viking 2 . [6] Inesperadamente, el sismómetro también detectó la presión de los vientos de Marte, complementando los resultados de la meteorología. [6] [7] Se registró un único posible candidato para un terremoto , aunque no se confirmó debido a las limitaciones del diseño y la interferencia de otras fuentes de vibración como el viento. A pesar de estas limitaciones, estaba claro que no se detectaron maremotos grandes y generalizados. [8]
Diseño
SEIS es el instrumento principal de la misión InSight , y fue diseñado y producido por la Agencia Espacial Francesa ( CNES ), con la participación del Institut de Physique du Globe de Paris ( IPGP ), el Instituto Federal Suizo de Tecnología ( ETH ). , el Instituto Max Planck de Investigación del Sistema Solar ( MPS ), Imperial College , Institut supérieur de l'aéronautique et de l'espace ( ISAE ) y JPL. [9] [10] El investigador principal es Philippe Lognonné del Instituto de Física de la Tierra de París ( Institut de Physique du Globe de Paris ), en la UE [2]
Su diseño consiste en un sismómetro de banda muy ancha de 3 ejes (encerrado en un recinto térmico de vacío) y un instrumento de período corto de 3 ejes. [3] Se espera que Marte tenga una actividad sísmica menor que la Tierra, por lo que la minimización de las vibraciones del viento es fundamental. Todo el conjunto se coloca bajo un fuerte escudo térmico y contra el viento diseñado para minimizar los contrastes térmicos y ofrecer cierta protección contra las ráfagas de viento.
El sismómetro montado en un trípode tomará medidas precisas de los terremotos y otras actividades internas en Marte para comprender mejor la historia y la estructura interna del planeta. También investigará cómo la corteza y el manto marcianos responden a los efectos de los impactos de meteoritos , lo que da pistas sobre la estructura interna del planeta. [11] [12] [13] El sismómetro también detectará fuentes que incluyen ondas atmosféricas y señales gravimétricas ( fuerzas de marea ) de la luna Fobos de Marte , hasta ondas sísmicas de alta frecuencia a 50 Hz. [14] [15]
El instrumento SEIS es desplegado por el Instrument Deployment System, un brazo robótico que puede colocar el sensor directamente en la superficie. [16] El instrumento está respaldado por un conjunto de sensores meteorológicos ( TWINS ) para caracterizar las perturbaciones atmosféricas que podrían afectar las mediciones. Estos incluyen un magnetómetro vectorial proporcionado por UCLA que medirá perturbaciones magnéticas como las causadas por la ionosfera marciana; un conjunto de sensores de temperatura del aire, velocidad del viento y dirección del viento basados en la Estación de Monitoreo Ambiental Rover español / finlandés ; y un barómetro del JPL. [17] [18]
Durante la integración final de SEIS, se encontraron varias pequeñas fugas en el recinto térmico de vacío. Esto obligó a posponer el lanzamiento de InSight de 2016 a 2018 y al rediseño de un nuevo gabinete bajo la supervisión de JPL. [3] [19] El costo de la demora se estimó en 150 millones de dólares estadounidenses . [20]
Operaciones
Las operaciones de rutina se dividirán en dos servicios, Mars Structure Service (MSS) y Marsquake Service (MQS), que serán los responsables, respectivamente, de definir los modelos de estructura y la actividad sísmica. [14] La combinación de datos con los resultados de la radiociencia de InSight y las observaciones orbitales permitirá restringir la estructura más profunda.
Las posibles observaciones incluyen:
- Ondas P y ondas S
- Impactos de meteoritos (ver también Categoría: Meteoritos encontrados en Marte )
- Marsquakes
- Fuerzas de marea de las lunas de Marte [21]
- Revelaciones interiores, como la presencia de un núcleo sólido o líquido y su tamaño
Sismología de un solo sitio
Durante el desarrollo, se notó el poder de varios sitios, pero un sitio ofrece una visión tremenda del interior. Con un solo sitio, la ubicación de un terremoto se puede restringir a la superficie de una esfera, midiendo lo que se conoce como ondas P y ondas S. [21]
Existe una variedad de técnicas de sismología de sitio único que pueden producir datos, por ejemplo, la detección de un impacto en la superficie por un meteorito para el cual se identifica la ubicación. [21] Si Marte tiene grandes terremotos, pueden permitir que se determine el interior profundo. A medida que las vibraciones atraviesan el planeta, se ven afectadas por las propiedades de los materiales y su configuración. [21]
Por ejemplo, el efecto de las fuerzas de marea en Marte por Fobos , que debería ser de unos 10 mm, se vería notablemente afectado por un núcleo líquido de Marte. Incluso sin ningún terremoto, después de unos seis meses de observación debería ser posible utilizar este método para aumentar o disminuir la probabilidad de que Marte tenga un núcleo líquido. [21]
Ilustración de corte
Colocación en superficie
El 19 de diciembre de 2018, el instrumento SEIS se desplegó en la superficie de Marte junto al módulo de aterrizaje mediante su brazo robótico. [23]
Ver también
- Composición de Marte
- Geología de Marte
- Vulcanología de Marte
Referencias
- ^ "InSight - Visión general de la misión" . NASA. 2012 . Consultado el 22 de agosto de 2012 .
- ^ a b c d e Sismómetro InSight . NASA. Consultado el 17 de julio de 2018.
- ^ a b c SEIS / INSIGHT: Un año antes del lanzamiento de Seismic Discovery en Marte . 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. 19a Asamblea General de EGU, EGU2017, actas de la conferencia celebrada del 23 al 28 de abril de 2017 en Viena, Austria., P. 9978
- ^ Anderson, Don L .; et al. (Septiembre de 1977). "Firmas de vibraciones de aterrizaje generadas internamente" (PDF) . Revista de Investigación Geofísica . 82 (28): 4524–4546, A – 2. Código Bibliográfico : 1977JGR .... 82.4524A . doi : 10.1029 / JS082i028p04524 .
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- ^ a b Howell, Elizabeth (6 de diciembre de 2012). "Viking 2: segundo aterrizaje en Marte" . Space.com . Consultado el 15 de noviembre de 2017 .
- ^ Nakamura, Y .; Anderson, DL (junio de 1979). "Actividad del viento marciano detectada por un sismómetro en el sitio del módulo de aterrizaje Viking 2" (PDF) . Cartas de investigación geofísica . 6 (6): 499–502. Código Bibliográfico : 1979GeoRL ... 6..499N . doi : 10.1029 / GL006i006p00499 .
- ^ Lorenz, Ralph D .; Nakamura, Yosio; Murphy, James R. (noviembre de 2017). "Mediciones del sismómetro Viking-2 en Marte: archivo de datos PDS y aplicaciones meteorológicas" . Ciencias de la Tierra y el Espacio . 4 (11): 681–688. Código Bib : 2017E & SS .... 4..681L . doi : 10.1002 / 2017EA000306 .
- ^ Francis, Matthew (21 de agosto de 2012). "Nueva sonda para proporcionar InSight en el interior de Marte" . Ars Technica . Consultado el 21 de agosto de 2012 .
- ^ Lognonné, P .; Banerdt, WB; Giardini, D .; Christensen, U .; Pike, T .; et al. (Octubre de 2011). El SEISmometer GEMS (Estación de Monitoreo Geofísico) (PDF) . Reunión conjunta EPSC-DPS 2011. 2-7 de octubre de 2011. Nantes, Francia. Código bibliográfico : 2011epsc.conf.1507L . EPSC-DPS2011-1507-1.
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- ^ Kumar, Sunil (1 de septiembre de 2006). Diseño y desarrollo de un microsismómetro de silicio (PDF) (Ph.D.). Imperial College de Londres . Consultado el 15 de julio de 2015 .
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- ^ [1]
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- ^ Banerdt, W. Bruce (7 de marzo de 2013). InSight: una misión geofísica al interior de un planeta terrestre (PDF) . Comité de Astrobiología y Ciencias Planetarias. 6 a 8 de marzo de 2013. Washington, DC
- ^ Clark, Stephen (9 de marzo de 2016). "El módulo de aterrizaje InSight Mars escapa a la cancelación, apunta al lanzamiento de 2018" . Vuelo espacial ahora . Consultado el 9 de marzo de 2016 .
- ^ Foust, Jeff (28 de marzo de 2016). "Segunda oportunidad de InSight" . The Space Review . Consultado el 5 de abril de 2016 .
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- ^ Webster, Guy; Brown, Dwayne (22 de mayo de 2014). "NASA Mars Weathercam ayuda a encontrar un gran cráter nuevo" . NASA . Consultado el 22 de mayo de 2014 .
- ^ a b Cook, Jia-Rui; Bien, Andrew (19 de diciembre de 2018). "InSight de la NASA coloca el primer instrumento en Marte" . NASA . Consultado el 20 de diciembre de 2018 .