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 地震計を展開した着陸機のロボットアームのテスト | |
| オペレーター | 米航空宇宙局（NASA） |
|---|---|
| メーカー | CNES |
| 楽器の種類 | 地球物理学的観測 |
| 関数 | 地震計 |
| ミッション期間 | 計画: 火星での2年間[1]最終: 1446ソル(1485日) |
| 営業開始 | 着陸日: 2018年11月26日 |
| 営業停止 | 2022年12月21日 |
| Webサイト | ホームページ |
| プロパティ | |
| 質量 | 29.5 kg (65 ポンド) [2] |
| 寸法 | 真空チャンバー容積: 3 L (0.66 英ガロン; 0.79 米ガロン) [2] |
| 消費電力 | 8.5ワット[2] |
| データレート | 38メガビット/日[2] |
| ホスト宇宙船 | |
| 宇宙船 | 洞察力 |
| オペレーター | 米航空宇宙局（NASA） |
| 発売日 | 2018年5月5日 11:05 UTC |
| コスパーID | 2018-042A |
内部構造の地震実験（SEIS ）は地震計であり、 2018年5月5日に打ち上げられ、2018年11月26日の着陸を予定しているインサイト火星着陸機に搭載された主要な科学機器です。この機器は12月19日に火星の表面に展開されました。SEISは火星地震の地震測定を提供し、研究者が火星深部の構造を3Dマップで作成できるようにすると期待されています。火星の内部構造をより深く理解することは、地球、月、および岩石惑星全般に対する理解を深めることにつながります。
SEISは2019年にケルベロスフォッセで火星地震を検出した。
2021年12月24日、火星探査機インサイト用の地震計が、特徴的な大きな地震を検出した。この地震は火星表面への隕石の衝突によって引き起こされたもので、新たに形成された150メートルのクレーターの衛星観測によって確認された。[3]インサイト探査機の公式終了日である2022年12月21日現在、SEISは合計1319回の火星地震を検出している。[4]
概要
科学的データを収集するための火星への接近通過や着陸は1960年代から行われてきたが、火星内部の詳細な情報を提供する質の高い地震学的研究は21世紀になってもまだ行われていない。
このような方法で研究された天体は地球と月だけであり、火星について学ぶことですべての岩石惑星の地質学の理解に貢献することが期待されています。
SEISと相乗的に動作するその他の搭載機器には、InSightの温度と風のモジュール、熱流と物理的特性パッケージ、回転と内部構造実験などがあります。
以前のミッション
1976年のバイキング計画では2つの地震計が火星に着陸したが、成果は限られていた。[5]両方のバイキング宇宙船の地震計は着陸船に搭載されていたため、着陸船のさまざまな操作や風による振動も拾ってしまった。[6]さらに、バイキング1号着陸船の地震計は適切に展開されなかった。[7]
地震計の記録は、バイキング2号着陸地点の火星地殻の厚さを14～18 km（8.7～11.2マイル）と推定するために使用されました。 [8]予想外に、地震計は火星の風からの圧力も検出し、気象学的結果を補完しました。[8] [9]火星地震の可能性のある1つの候補が記録されましたが、設計上の制限と風などの他の振動源からの干渉により確認されませんでした。これらの制限にもかかわらず、広範囲にわたる大規模な火星地震は検出されなかったことは明らかでした。[10]
デザイン
SEISはインサイト計画の主力機器であり、フランス宇宙機関（CNES）がパリ地球物理学研究所（IPGP）、スイス連邦工科大学（ETH）、マックス・プランク太陽系研究所（MPS）、インペリアル・カレッジ・ロンドン、スイス高等航空宇宙研究所（ISAE）、JPLの参加を得て設計・製造した。[11] [12]主任研究者はEUのパリ地球物理学研究所（パリ地球物理学研究所）のフィリップ・ロニョネである[2]。
この装置は、3軸の超広帯域地震計（真空断熱容器に収納）と3軸の短周期計測器で構成されています。[5]火星は地球よりも地震活動が低いと予想されるため、風による振動を最小限に抑えることが重要です。装置全体は、熱コントラストを最小限に抑え、突風からある程度保護するように設計された強力な防風・熱シールドの下に設置されています。
三脚に取り付けられた地震計は、火星の地震やその他の内部活動を正確に測定し、火星の歴史と内部構造をより深く理解します。また、火星の地殻とマントルが隕石の衝突の影響にどのように反応するかを調査し、火星の内部構造の手がかりを与えます。[13] [14] [15] 地震計は、火星の衛星フォボスからの大気波や重力信号（潮汐力）から50 Hzの高周波地震波まで、さまざまな発生源を検出します。[16] [17]
SEIS装置は、センサを表面に直接配置できるロボットアームである装置展開システムによって展開されます。[18]この装置は、測定に影響を与える可能性のある大気の擾乱を特徴付ける気象センサー一式（TWINS ）によってサポートされています。これらには、火星の電離層によって引き起こされるような磁気擾乱を測定するUCLA提供のベクトル磁力計、スペイン/フィンランドのローバー環境監視ステーションに基づく気温、風速、風向センサー一式、およびJPLの気圧計が含まれます。[19] [20]
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SEISの最終統合中に、真空断熱容器にいくつかの小さな漏れが見つかりました。これにより、インサイトの打ち上げは2016年から2018年に延期され、JPLの監督下で新しい容器の再設計が必要になりました。[5] [21]遅延のコストは1億5000万ドルと推定されました。[22]
オペレーション
日常的な運用は、火星構造サービス（MSS）と火星地震サービス（MQS）の2つのサービスに分割され、それぞれ構造モデルと地震活動の定義を担当します。[16]インサイトの電波科学と軌道観測から得られたデータとの組み合わせにより、より深い構造の制約が可能になります。
考えられる観察事項としては、次のものがあります。
単一地点地震学
開発中、複数の観測点の威力は注目されていたが、1つの観測点から内部について非常に多くの情報が得られる。1つの観測点から、P波とS波と呼ばれる波を測定することで、火星地震の発生場所を球体の表面に限定することができる。[24]
単一地点の地震学技術にはさまざまなものがあり、例えば、隕石による地表への衝突を検出し、その場所を特定できるなど、データが得られる。[24]火星に大きな地震があれば、深部内部を特定できる可能性がある。振動が火星を通過すると、その物質の特性や構造の影響を受ける。[24]
例えば、フォボスによる火星への潮汐力の影響は約10mmであるが、火星の液体核によって顕著に影響を受ける。火星地震がなくても、約6か月の観測後にはこの方法を使用して火星に液体核がある可能性を増減させることができるはずである。[24]
断面図
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表面への配置
2018年12月19日、SEIS装置はロボットアームによって着陸船の隣にある火星の表面に展開されました。[26]
インサイト– 地震計を展開、初めて他の惑星の表面に着陸（2018年12月19日）[26]
参照
参考文献
- ^ 「InSight – Mission Overview」NASA. 2012年。2013年1月12日時点のオリジナルよりアーカイブ。2012年8月22日閲覧。
- ^ abcde InSight地震計。NASA。2018年7月17日にアクセス。
- ^ Posiolova , LV; et al. (2022). 「火星における最近の最大の衝突クレーター：軌道画像と地表地震探査の共同調査」。サイエンス。378 (6618): 412–417。Bibcode : 2022Sci ... 378..412P。doi : 10.1126 /science.abq7704。hdl : 10044 /1/ 100459。PMID 36302013。S2CID 253183826 。
- ^ 「NASA、数年の科学研究を経てインサイト火星着陸船ミッションを終了」。2022年12月21日。 2023年1月11日閲覧。
- ^ abc SEIS/INSIGHT: 火星の地震探査機打ち上げ 1 年前。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。第 19 回 EGU 総会、EGU2017、2017 年 4 月 23 日から 28 日までオーストリアのウィーンで開催された会議の議事録。p.9978
- ^ Anderson, Don L.; et al. (1977 年 9 月). 「着陸機内部で発生した振動の兆候」(PDF) . Journal of Geophysical Research . 82 (28): 4524–4546, A–2. Bibcode :1977JGR....82.4524A. doi :10.1029/JS082i028p04524.
- ^ 「バイキング着陸船、記念日おめでとう」。Science @NASA。NASA。2001年7月20日。
- ^ ab ハウエル、エリザベス（2012年12月6日）。「バイキング2号：火星への2度目の着陸」。Space.com 。2017年11月15日閲覧。
- ^ Nakamura, Y.; Anderson, DL (1979年6月). 「バイキング着陸船2号の着陸地点で地震計が検出した火星の風活動」(PDF) .地球物理学研究論文集. 6 (6): 499–502. Bibcode :1979GeoRL...6..499N. doi :10.1029/GL006i006p00499.
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- ^ Banerdt, W. Bruce (2013 年 3 月 7 日)。InSight: 地球型惑星内部への地球物理学的ミッション(PDF)。宇宙生物学および惑星科学委員会。2013 年 3 月 6 ～ 8 日。ワシントン DC
- ^ クラーク、スティーブン（2016年3月9日）。「インサイト火星着陸船はキャンセルを免れ、2018年の打ち上げを目指す」。スペースフライト・ナウ。 2016年3月9日閲覧。
- ^ Foust, Jeff (2016年3月28日). 「InSightの第二のチャンス」. The Space Review . 2016年4月5日閲覧。
- ^ Fernando, Benjamin; Wójcicka, Natalia; Froment, Marouchka; Maguire, Ross; Stähler, Simon C.; Rolland, Lucie; Collins, Gareth S.; Karatekin, Ozgur; Larmat, Carene; Sansom, Eleanor K.; Teanby, Nicholas A. (2021). 「着陸を聴く：インサイトによるパーセベランスの火星到着の地震検知」.地球と宇宙科学. 8 (4): e2020EA001585. Bibcode :2021E&SS....801585F. doi : 10.1029/2020EA001585 . hdl : 20.500.11937/90005 . ISSN 2333-5084.
- ^ abcdef 「MARS 2009の地球物理ネットワークミッション」(PDF) 。 2016年6月3日時点のオリジナル(PDF)からアーカイブ。2018年11月23日閲覧。
- ^ ウェブスター、ガイ、ブラウン、ドウェイン (2014 年 5 月 22 日)。「NASA 火星気象カメラが新しい大きなクレーターの発見に貢献」NASA 。2014年5 月 22 日閲覧。
- ^ ab Cook, Jia-Rui; Good, Andrew (2018年12月19日). 「NASAのInSightが火星に最初の機器を配置」NASA . 2018年12月20日閲覧。
