アポロ月面着陸以来、人類は12,000回の月震を計測してきたが、その後43年間、それ以上の計測を行っていない。

[モバイルソフトウェア：BoKeYuan] アポロ月面着陸計画で、宇宙飛行士が月面のさまざまな場所にいくつかの測定ステーションを設置し、地球上の唯一の天然衛星が地震活動がまったくないわけではないことを予期せず発見して以来、NASAは43年間にわたって月の地震を測定していない。メリーランド州グリーンベルトにあるNASAゴダード宇宙飛行センターの地球物理学者テリー・ハーフォード氏は、アリゾナ州立大学のパートナーと現在開発中の次世代の高度に耐久性のある地震計によって、その願いを叶えた。

NASA がアルテミス計画で月をより詳細に探査するために使用する革新的な新技術とシステムの中には、月面下研究監視実験があります。この実験のデータは、月の表面から核まで月の内部を地図化するだけでなく、宇宙飛行士に月の地震現象 (月震) を警告します。 NASA の月面計測機器開発推進 (DALI) がこの研究活動をサポートしています。アポロ月面着陸以前、科学者たちは月の震動に気づいていなかった。

図: 従来のシステムとは異なり、次世代の地震計は自律的に展開できます。この写真では、アポロ 12 号の宇宙飛行士アラン・ビーンが、アポロ月面実験パッケージを月面の展開場所まで運んでいます。

1969 年から 1977 年にかけて、NASA のアポロ月面探査実験 (ALSEP) の一環として配備された機器は、隕石の衝突や、マグニチュード 3 未満からマグニチュード 5 に及ぶ深発月震および浅発月震を含む 12,000 件の月震を記録しました。しかし、1977年にNASAはALSEPアレイを停止し、科学者たちは今でもALSEPデータの収集を行っているものの、月の内部についての理解はまだ初期段階で限られています。したがって、月の内部構造についてさらに詳しく知り、宇宙飛行士に早期警報システムを提供することが重要です。

重要な機器の 1 つは地震計であり、具体的には、簡単に設置でき、頑丈で、比較的安価に構築でき、その性能基準は可能な限り最高水準であることが期待されるものです。研究チームは、地震ネットワークを確立するという長期的な目標を掲げ、地形やミッション期間に関係なく、NASA や商用の着陸機や探査機システムによって配備できるように、このような機器を特別に設計しています。 DALI は、NASA の過去の技術開発プロジェクトやゴダード宇宙飛行センターの内部研究開発 (IRAD) プログラムからの投資により、すでに比較的成熟しており、3 年後に資金提供が終了すると、ほぼ配備の準備が整うと予想されています。

システムの改善

ゴダードの専門家を含む 5 つの追加チームが、追加機器の開発を進めるために DALI から資金提供を受け、NASA の次の探査時代におけるセンターの役割を確実にしました。 Suplime は他のシステムよりも優れたパフォーマンスを提供します。アポロ月面ネットワークが完全に展開された後、惑星地震計を構築するためのいくつかの取り組みがありました。 NASA は最終的に、火星バイキング計画、金星 13 号および 14 号計画、そして現在は火星の地表下探査に特化した NASA 初の計画である火星インサイト計画にそれらを搭載して送り込んだ。

図: 火星探査機「マーズ・インサイト」の地震計はこれまでで最高のもの。ただし、展開アームで配置する必要があります。

アポロ時代の機器は傾きに敏感だったため、宇宙飛行士は機器の向きを調整する必要がありました。火星探査機インサイトはこれまでで最も優れた惑星地震計ですが、そのセンサーシステムは非常に大きく、機器を展開するには複雑なロボットアームが必要です。 Suplime は分子電子センサー (MET) をベースにしており、アリゾナ州立大学がこの取り組みに貢献している技術です。 MET は地上の地震学で使用され、地震の加速度に反応する流体に依存します。

流体は、測定可能な電流を生成するセンシング要素を通過し、非常に正確な地盤運動データを提供します。 MET テクノロジーの優れた点は、堅牢で導入が簡単なことです。このユニットは、機器ハウジング内で異なる方向を向いた 3 つのセンサーで構成されます。たとえば、荷物が転倒して横向きになったとしても、SUPRIME がデータを収集し、地震活動の発生源を特定する能力は、その向きによって損なわれることはありません。言い換えれば、計器パッケージは、その機能を果たすために正確な位置決めを必要とせず、可動部品がなく、製造が容易です。

NASA ゴダード宇宙飛行センターの技術者は、追加のシールやセンサーの取り付け方法の改善など、センサーの設計改善に貢献しましたが、最も重要な貢献は、機器の質量と電力要件を最小限に抑える高度な耐放射線性特定用途向け集積回路 (ASIC) を備えた読み出し電子機器でした。

ボー・ケ・ユアン研究/出典: NASA ゴダード宇宙飛行センター

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