De door NASA gefinancierde Seismometer voor onderzoek naar ijs- en oceaanstructuur (SIIOS) presteerde goed in seismische experimenten die werden uitgevoerd in de besneeuwde zomer van Groenland, volgens een nieuwe studie van het SIIOS-team onder leiding van de Universiteit van Arizona, deze week gepubliceerd in Seismologische onderzoeksbrieven .

SIIOS zou een onderdeel kunnen zijn van voorgestelde NASA-ruimtevaartuigmissies naar het oppervlak van Europa of Enceladus. Deze manen van Jupiter en Saturnus zijn bedekt met een ijzige schil boven ondergrondse vloeibare oceanen, en seismische gegevens zouden kunnen worden gebruikt om de dikte en diepte van deze lagen beter te definiëren. Andere seismische aandachtspunten op deze werelden zijn ijsvulkanen, drainagegebeurtenissen onder de ijsschelp en mogelijk zelfs een tijdige glimp van de weerkaatsingen van een meteorietinslag.

Om missieomstandigheden beter na te bootsen, het SIIOS-team bevestigde vluchtkandidaat-seismometers aan het platform en de poten van een begraven en met aluminium afgeschermde nep-ruimtevaartuiglander op de Groenlandse ijskap. Angela Marusiak van NASA's Jet Propulsion Laboratory en collega's ontdekten dat de opnames van de lander van seismische golven van passieve en actieve seismische bronnen vergelijkbaar waren met opnames gemaakt door andere grondseismometers en geofoons tot op een kilometer afstand.

Hoewel de bijgevoegde seismometers een deel van het schudden van de lander zelf oppikten, Marusiak zei dat de lander en de op de grond gebaseerde seismometers "zeer vergelijkbaar met elkaar presteerden, wat zeker veelbelovend is, " bij het detecteren van aardbevingen en ijsscheuren.

De experimentele array werd boven een subglaciaal meer geplaatst (een nieuw kenmerk in Groenland dat nog niet was bestudeerd met seismische benaderingen) en de aan de lander gekoppelde seismometers waren ook in staat om het ijs-watergrensvlak te detecteren, wat een van de belangrijkste taken van het instrument zou zijn op de ijzige oceaanwerelden.

De wetenschappers begroeven de lander en nabijgelegen seismometers een meter diep in korrelige sneeuw, en bedekte de lander met een aluminium doos, om de effecten van wind- en temperatuurvariatie op de instrumenten te verminderen. Dit bracht het experiment dichter bij de atmosferische omstandigheden die zouden kunnen worden verwacht op een luchtloze maan als Europa. Tijdens een ijzige oceaanwereldmissie, echter, de seismometer zou waarschijnlijk alleen aan de oppervlakte worden ingezet en mag niet worden begraven.

"Waar we op hopen is als we naar Europa of Enceladus kunnen gaan of een van deze ijzige werelden die geen enorme temperatuurschommelingen of een zeer dikke atmosfeer hebben en we dat windgeruis wegnemen, in wezen neem je weg wat veel trillingen van de lander zal veroorzaken, " legde Marusiak uit, die het onderzoek uitvoerde terwijl ze een Ph.D. student aan de Universiteit van Maryland.

En anders dan op aarde, onderzoekers voor deze missies zouden niet in staat zijn om een ​​groot aantal seismometers in te zetten en maandenlang gegevens te verzamelen om een ​​beeld van het binnenste van de maan te maken. De beschikbare zonne-energie om de apparaten van stroom te voorzien zou 25 keer minder zijn dan die op aarde, en verwoestende straling zou de instrumenten waarschijnlijk binnen een paar weken vernietigen op een maan als Europa, ze zei.

Na een helikoptervlucht van Air Greenland naar de locatie in de zomer van 2018, het SIIOS-implementatieteam zette de experimentele lander en array op de ijskap ongeveer 80 kilometer ten noorden van Qaanaaq op. Voor het actieve bronexperiment, de instrumenten registreerden seismische signalen die werden gecreëerd door de teamleden die met een voorhamer op aluminiumplaten sloegen op locaties tot 100 meter van het midden van de array.

De array maakte vervolgens passieve opnamen van lokale en regionale seismische gebeurtenissen en de krakende en krakende geluiden van de ijskap gedurende ongeveer 12 dagen, totdat een ongewone zomersneeuw de zonnepanelen begroef die de array van stroom voorzien.

Marusiak was er trots op lid te zijn van een volledig vrouwelijk demobilisatieteam, en door de warme ontvangst die de wetenschappers kregen op de Thule AFB. Het werk zou niet mogelijk zijn geweest zonder de logistieke steun van de National Science Foundation, Polaire velddiensten, en lokale gidsen.

Het team is van plan om deze zomer terug te keren naar Groenland om een ​​prototype seismometer te testen die is ontworpen om rekening te houden met meer missieklare stralingsomstandigheden. vacuüm en lanceringstrilling, ze zei.