NASA heeft geen maanbevingen meer gemeten sinds Apollo-astronauten een handvol meetstations op verschillende locaties op het maanoppervlak plaatsten en onverwacht ontdekten dat de enige natuurlijke satelliet van de aarde verre van seismisch inactief was.

Als Terry Hurford, een geofysicus bij NASA's Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland, heeft zijn zin, een volgende generatie, De zeer robuuste seismometer die hij nu samen met zijn partner aan de Arizona State University ontwikkelt, zal een van de innovatieve nieuwe technologieën en systemen zijn die NASA gebruikt om de maan in meer detail te verkennen in het kader van haar Artemis-programma. Het Subsurface Lunar Investigation and Monitoring Experiment genoemd, of SUBLIEME, de gegevens van het systeem brengen niet alleen het binnenste van de maan in kaart, van zijn regoliet tot zijn kern, maar ook astronauten waarschuwen voor seismische gebeurtenissen.

NASA's ontwikkeling en vooruitgang van maaninstrumentatie, of DALI, ondersteunt de inspanning.

Rudimentair begrip

Voor Apollo, wetenschappers waren zich niet bewust van het beven van de maan. Van 1969 tot 1977, instrumenten ingezet als onderdeel van NASA's Apollo Lunar Surface Experiment Package, of ALSEP, opgenomen 12, 000 seismische gebeurtenissen, inclusief meteoorinslagen en diepe en ondiepe maanbevingen, waarvan de intensiteiten in grootte varieerden van minder dan drie tot wel vijf. 1977, NASA heeft de ALSEP-array uitgeschakeld. Hoewel wetenschappers nog steeds ALSEP-gegevens aan het delven zijn, "ons begrip van het binnenste van de maan blijft rudimentair en is beperkt, ' zei Hurford.

Meer leren over de interne structuur van de maan en een systeem voor vroegtijdige waarschuwing voor astronauten, daarom, hebben hoge prioriteit. "Een van de belangrijkste instrumenten zou een seismometer zijn, " vooral een die gemakkelijk inzetbaar is, ruig, en relatief goedkoop om te bouwen - prestatiecriteria waaraan SUBLIME moet voldoen, hij voegde toe.

Hurford en zijn team ontwerpen SUBLIME specifiek zodat elk NASA- of commercieel lander- of roversysteem het kan inzetten, ongeacht het terrein en de duur van de missie. Het doel op lange termijn is het opzetten van een netwerk van seismische stations.

Reeds relatief volwassen vanwege eerdere investeringen van verschillende NASA-technologieontwikkelingsprogramma's en Goddard's Internal Research and Development (IRAD) -programma, de padvindende SUBLIME zal naar verwachting bijna klaar zijn voor gebruik zodra de DALI-financiering over drie jaar afloopt. Vijf andere teams met Goddard-experts ontvingen DALI-financiering om andere instrumenten te bevorderen, ervoor te zorgen dat het centrum een ​​rol te spelen heeft in het volgende tijdperk van verkenning van het bureau.

Systeemverbeteringen

SUBLIME biedt verbeteringen ten opzichte van andere systemen, zei Hurford. "Er waren verschillende pogingen om planetaire seismometers te bouwen na de volledige inzet van het Apollo-maannetwerk, " zei hij. NASA heeft ze uiteindelijk op de Mars Viking-missie gevlogen, Venus Venera 13 en 14 missies, en nu de Mars InSight-missie, de eerste missie van het bureau gewijd aan het kijken onder het oppervlak van Mars.

De instrumenten uit het Apollo-tijdperk waren gevoelig voor kantelen; daarom, astronauten moesten ze positioneren. En hoewel het Mars InSight-instrument de best presterende planetaire seismometer tot nu toe is, het sensorsysteem is erg groot. Een complexe robotarm moet het instrument inzetten.

SUBLIME is gebaseerd op de Molecular Electronic Transducer, of MET, een technologie Arizona State University draagt ​​bij aan de inspanning. Gebruikt in terrestrische seismologie, MET vertrouwt op een vloeistof die reageert op seismische versnellingen. De vloeistof stroomt door een sensorelement dat een meetbare stroom genereert, die zeer nauwkeurige grondbewegingsgegevens levert.

Het mooie van MET-technologie is dat het robuust en gemakkelijk inzetbaar is. De SUBLIME-eenheid zal drie sensoren bevatten die in verschillende richtingen in de behuizing van het instrument zijn georiënteerd. Als het pakket omvalt en op zijn kant terechtkomt, bijvoorbeeld, de oriëntatie zal het vermogen van SUBLIME om gegevens te verzamelen en de bron van seismische activiteit te lokaliseren niet verminderen. Met andere woorden, het instrumentenpakket hoeft niet precies te worden gepositioneerd om zijn werk te doen. In aanvulling, het heeft geen bewegende delen en is gemakkelijk te fabriceren, zei Hurford.

Goddard-technologen hielpen bij het verbeteren van het ontwerp van de sensor met extra afdichtingen en een betere manier om de sensoren te monteren, Hurford zei, eraan toevoegend dat het doel van de DALI-prijs is om de technologische paraatheid van de sensor te verhogen, zodat deze vol vertrouwen kan worden voorgesteld om te vliegen.

Maar de belangrijkste bijdrage van het centrum is de uitleeselektronica, die beschikken over een geavanceerde, stralingsgehard toepassingsspecifiek geïntegreerd circuit, of ASIC, dat de massa- en stroomvereisten van het instrument minimaliseert. Ontwikkeld door technoloog Gerard Quilligan onder meerdere IRAD-awards, de ASIC biedt alle huishoudelijke functies en zet de door de MET-sensor gedetecteerde stroom om in een spanningsmeting en digitaliseert deze vervolgens.

IRAD-geschiedenis

"Die chip heeft veel geschiedenis in eerdere IRAD-awards, "Zei Hurford. "De sensor is van vitaal belang, maar het is geen instrument totdat je het allemaal samenvoegt."

Als een seismometer van de eerste generatie, SUBLIME zal waarschijnlijk in eerste instantie worden gebruikt bij implementaties van korte duur. Maar het is ontwerp, die vanwege zijn robuustheid en gevoeligheid kan worden aangepast voor gebruik op andere planeten en manen, maakt langdurige implementaties mogelijk die nodig zijn om een ​​netwerk van meetstations te creëren.

"Op een dag, Ik wil seismische activiteit op Europa detecteren, en SUBLIEME is de eerste kleine stap in de richting van dat doel, ' zei Hurford.