Icy ocean worlds seismometer består yderligere test i Grønland

Det NASA-finansierede Seismometer to Investigate Ice and Ocean Structure (SIIOS) klarede sig godt i seismiske eksperimenter udført i det snefyldte sommergrønland, ifølge en ny undersøgelse fra SIIOS-teamet ledet af University of Arizona offentliggjort i denne uge i Seismologiske forskningsbreve .

SIIOS kunne være en del af foreslåede NASA-rumfartøjsmissioner til overfladen af ​​Europa eller Enceladus. Disse måner af Jupiter og Saturn er dækket af en iskold skal over underjordiske flydende oceaner, og seismiske data kunne bruges til bedre at definere tykkelsen og dybden af ​​disse lag. Andre seismiske steder af interesse på disse verdener kunne omfatte isvulkaner, dræningsbegivenheder under isskallen og muligvis endda et rettidigt glimt af efterklangen fra et meteoritnedslag.

For bedre at efterligne missionsforhold, SIIOS-teamet vedhæftede seismometre for flykandidater til platformen og benene på en nedgravet og aluminium-afskærmet falsk rumfartøjslander på Grønlands Indlandsis. Angela Marusiak fra NASAs Jet Propulsion Laboratory og kolleger fandt ud af, at landerens optagelser af seismiske bølger fra passive og aktive seismiske kilder var sammenlignelige med optagelser foretaget af andre jordseismometre og geofoner op til en kilometer væk.

Selvom de vedhæftede seismometre opfangede noget af rysten fra selve landeren, Marusiak sagde, at lander- og jordbaserede seismometre "fungerede meget lig hinanden, hvilket absolut er lovende, " ved at opdage jordskælv og issprængninger.

Det eksperimentelle array blev placeret over en subglacial sø (en ny funktion i Grønland, som endnu ikke var blevet undersøgt med seismiske tilgange), og de lander-koblede seismometre var også i stand til at detektere is-vand-grænsefladen, hvilket ville være en af ​​instrumentets primære opgaver på de iskolde havverdener.

Forskerne begravede landeren og nærliggende seismometre en meter dybt i granulær sne, og dækkede landeren med en aluminiumskasse, at reducere virkningerne af vind- og temperaturvariationer på instrumenterne. Dette bragte eksperimentet tættere på de atmosfæriske forhold, der kunne forventes på en luftløs måne som Europa. Under en isnende ocean-verdensmission, imidlertid, seismometeret vil sandsynligvis kun blive udsat til overfladen og må ikke blive begravet.

"Det, vi håber på, er, om vi er i stand til at tage til Europa eller Enceladus eller en af ​​disse iskolde verdener, der ikke har store temperaturudsving eller en meget tyk atmosfære, og vi fjerner den vindstøj, i bund og grund fjerner du det, der vil forårsage en masse rystelser af landeren, " forklarede Marusiak, der foretog forskningen, mens hun var ph.d. studerende ved University of Maryland.

Og i modsætning til på jorden, forskere til disse missioner ville ikke være i stand til at installere et stort udvalg af seismometre og indsamle data i måneder ad gangen for at bygge et billede af månens indre. Den tilgængelige solenergi til at drive enhederne ville være 25 gange mindre end på Jorden, og ødelæggende stråling vil sandsynligvis ødelægge instrumenterne inden for et par uger på en måne som Europa, hun sagde.

Efter at have taget en Air Greenland helikoptertur til stedet i sommeren 2018, SIIOS-deployeringsholdet opstillede den eksperimentelle lander og array på indlandsisen omkring 80 kilometer nord for Qaanaaq. For det aktive kildeeksperiment, instrumenterne registrerede seismiske signaler skabt af teammedlemmerne, der slog aluminiumsplader med en forhammer på steder op til 100 meter fra arrayets centrum.

Arrayet lavede derefter passive optagelser af lokale og regionale seismiske hændelser og indlandsisens omgivende knirkende og knækkende lyde i omkring 12 dage, indtil en usædvanlig sommersne begravede solpanelerne, der driver arrayet.

Marusiak var stolt over at være medlem af et demobiliseringsteam, der udelukkende består af kvinder, og ved den varme modtagelse, som forskerne fik på Thule AFB. Arbejdet ville ikke have været muligt uden den logistiske støtte fra National Science Foundation, Polar Field Services, og lokale guider.

Holdet planlægger at vende tilbage til Grønland til sommer for at teste et prototype seismometer, der er designet til at tage højde for mere missionsklare strålingsforhold, vakuum og start vibrationer, hun sagde.