Сейсмометр для ледяных океанских миров успешно прошел дальнейшие испытания в Гренландии

Сейсмометр для исследования ледовой и океанической структуры (Seismometer to Investigate Ice and Ocean Structure, SIIOS), финансируемый NASA, успешно показал себя в сейсмических экспериментах, проведенных летом на снегу в Гренландии. Об этом сообщается в новом исследовании команды SIIOS под руководством Университета Аризоны, опубликованном на этой неделе в Seismological Research Letters.

Этот прибор может стать частью предлагаемых миссий NASA по посадке космических аппаратов на поверхность Европы или Энцелада. Эти спутники Юпитера и Сатурна покрыты ледяной коркой над подповерхностными жидкими океанами, и сейсмические данные помогут точнее определить толщину и глубину этих слоев. Другими целями для сейсмических исследований на этих мирах могут стать ледяные вулканы, дренажные события под ледяной оболочкой и, возможно, даже своевременная регистрация отголосков от удара метеорита.

Чтобы лучше имитировать условия миссии, команда прикрепила перспективные для полета сейсмометры к платформе и опорам закопанного и защищенного алюминиевым экраном макета посадочного модуля на ледяном щите Гренландии. Анжела Марусяк из Лаборатории реактивного движения NASA и ее коллеги обнаружили, что записи сейсмических волн от пассивных и активных источников, сделанные модулем, были сопоставимы с записями других наземных сейсмометров и геофонов на расстоянии до километра.

Хотя прикрепленные сейсмометры и улавливали некоторую тряску самого посадочного модуля, Марусяк отметила, что модуль и наземные сейсмометры «показали себя очень похоже, что определенно обнадеживает» в обнаружении землетрясений и растрескивания льда.

Экспериментальная сеть была размещена над подледниковым озером (новым для Гренландии объектом, ранее не изучавшимся сейсмическими методами), и сейсмометры на модуле также смогли обнаружить границу раздела лед-вода, что станет одной из основных задач прибора на ледяных океанских мирах.

Ученые закопали посадочный модуль и ближайшие сейсмометры на метр в глубину в зернистый снег и накрыли модуль алюминиевым коробом, чтобы снизить влияние ветра и перепадов температуры на приборы. Это приблизило условия эксперимента к атмосферным условиям, которые можно ожидать на лишенной воздуха луне, такой как Европа. Однако во время миссии к ледяному океанскому миру сейсмометр, вероятно, будет установлен только на поверхности и не будет закопан.

В отличие от Земли, исследователи в таких миссиях не смогут развернуть большую сеть сейсмометров и месяцами собирать данные для построения картины недр спутника. Доступная солнечная энергия для питания устройств будет в 25 раз меньше, чем на Земле, а разрушительная радиация, вероятно, уничтожит приборы в течение пары недель на такой луне, как Европа.

После перелета на вертолете Air Greenland к месту работ летом 2018 года команда развернула экспериментальный посадочный модуль и сеть на ледяном щите примерно в 80 километрах к северу от Каанаака. В эксперименте с активным источником приборы записывали сигналы, создаваемые ударами кувалды по алюминиевым пластинам на расстоянии до 100 метров от центра сети.

Затем сеть в течение примерно 12 дней вела пассивную запись локальных и региональных сейсмических событий, а также фоновых шумов скрипа и растрескивания ледяного щита, пока необычный летний снег не засыпал солнечные панели, питавшие систему.