InSightは地震計の上に風防を置くだけです

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NASAのInSight着陸船は2018年11月26日に火星に到着しました。それ以来、着陸地点の調査と注意深く機器を配置することに時間を費やしています。地震計のテストと調整に数週間を費やしましたが、今度はドーム型の保護シールドを機器の上に配置しました。

SEIS(内部構造用地震計)機器は、InSightミッションのミッションクリティカルな機器です。表面上の位置から、それは火星の奥深くで振動を感知します。火星からの地震活動と隕石の衝突による振動を測定します。また、風や地滑りからの地震波を感知することができます。

SEISは非常に敏感です。 NASAは、水素原子と同じくらい小さい振戦を検出できると言います。しかし、それは簡単な仕事ではありません。

そのすべての感度と機能は、絶妙な電子システムを意味します。しかし、地震波は物理的な現象であるため、SEISは惑星への機械的な接続を必要とします。そして、それが機能するためには、機器を熱変化と風から可能な限り隔離する必要があります。それがドーム型シールドの目的です。

風および熱シールドは、通過する風がデータに不要なノイズを追加するのを防ぎます。火星の地震波を測定するために、SEISはそれらの波が惑星の内部を通過するときに熱心に耳を傾けます。波が通過する材料の種類ごとに波が変化します。 SEISは、これらの小さな変化を理解し、それらを使用して火星の内部の絵を描くように設計されています。望ましくない風の影響は、そのプロセスを妨害します。

シールドの空気力学的な形状は、風が当たったときにSEISを表面に押し付けるように設計されています。それはまたそれがひっくり返ったり、シフトするのを防ぎます。また、底にはチェーンメイルとサーマルブランケットで作られたスカートがあります。

シールドは熱シールドでもあります。火星の表面の温度は摂氏94度(華氏170度)も変化する可能性があるため、SEISがそれから保護されていることが重要です。温度の変化により、機器の金属スプリングが膨張および収縮し、機器の感度が低下する可能性があります。

「一般的には、温度をできるだけ一定に保つ必要があります。」

Bruce Banerdt、NASA JPL。

地球上の地震計は、温度変化を中和するのに十分なほど深く埋め込まれています。しかし、明らかに、それはSEISでは不可能です。 NASAは別の方法を考え出す必要がありました。https://en.wikipedia.org/wiki/地震計

カリフォルニア州パサデナにあるNASAのジェット推進研究所のInSightの主任研究員であるブルースバナート氏は、「温度は私たちの最大のバガブーの1つです。 JPLはInSightの使命を先導し、風および熱シールドを構築しました。 「あなたの食卓に居心地の良いものをテーブルの上に置くようなシールドを考えてください。これは、日中のSEISの暖まりすぎや夜の冷えすぎを防ぎます。一般的には、温度をできるだけ一定に保ちたいと考えています。」

風および熱シールドは、SEISの最初の防御線にすぎません。 SEIS自体の設計は、温度変化の影響に対する防御の第2ラインのようなものです。一部のパーツが伸縮すると、他のパーツが反対方向に伸縮するように構築されています。これにより、いくつかの温度変化が互いに相殺することができます。

SEISは、チタン製の球体で作られた真空チャンバー内にも密閉されています。 SEISの中心は、地震波によって動かされる3つの振り子です。 SEISは非常に敏感な装置であり、真空球の内部にあるそのホームは、ブラウン運動、振り子にぶつかってデータを歪ませる可能性のある粒子の揺れからさえもそれをシールドします。

しかし、保護はこれで終わりではありません。また、SEISは別の断熱コンテナ、つまり、展開中に見える銅色の六角形のボックスの内側にも収納されています。箱の壁は、空気を閉じ込めるように設計された蜂の巣の細胞でできています。火星の空気は、SEISの追加の断熱層として機能します。その薄い二酸化炭素の雰囲気は非常にゆっくりと熱を伝えます。

これらすべての保護手段では不十分だったため、InSightには気象センサーも備わっています。これらのセンサーは、風と気温の変化を検出し、科学者がそれらをデータから除外するのに役立ちます。

InSightの次のステップは、Heat Flow and Physical Properties Probe(HP3)を導入することです。惑星の内部から表面に流れる熱量を測定し、SEISデータと組み合わせて火星の内部の画像を作成します。

HP2は来週展開される予定です。

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