Tekniken bakom de två seismometrarna som utgör NASA:s Farside Seismic Suite användes för att upptäcka mer än tusen Red Planet-skalv.
Det känsligaste instrumentet som någonsin byggts för att mäta skalv och meteorangrepp på andra världar närmar sig sin resa till den mystiska bortre sidan av månen. Det är en av två seismometrar anpassade för månens yta från instrument som ursprungligen designades för NASA:s InSight Mars-landare, som registrerade mer än 1 300 marsbävningar innan uppdraget avslutades 2022.
En del av en nyttolast som kallas Farside Seismic Suite (FSS) som nyligen monterades vid NASA:s Jet Propulsion Laboratory i södra Kalifornien, förväntas de två seismometrarna anlända 2026 till Schrödingerbassängen, en bred nedslagskrater cirka 500 miles (500 kilometer) från månens sydpol. Den självförsörjande, soldrivna sviten har sin egen dator- och kommunikationsutrustning, plus förmågan att skydda sig mot den extrema hettan på månens dagtid och nattens kyliga förhållanden.
Efter att ha levererats till ytan av en månlandare under NASA:s CLPS (Commercial Lunar Payload Services) initiativ, kommer sviten att returnera byråns första seismiska data från månen sedan de senaste Apollo-programseismometrarna var i drift för nästan 50 år sedan. Inte bara det, utan det kommer också att ge de första seismiska mätningarna någonsin från månens bortre sida.
Upp till 30 gånger känsligare än sina Apollo-föregångare, kommer sviten att spela in månens seismiska "bakgrunds" vibration, som drivs av mikrometeoriter storleken på små stenar som kastar ytan. Detta kommer att hjälpa NASA att bättre förstå den nuvarande miljön när byrån förbereder sig för att skicka Artemis-astronauter för att utforska månens yta.
Planetforskare är ivriga att se vad FSS säger till dem om månens inre aktivitet och struktur. Det de lär sig kommer att ge insikter om hur månen – såväl som steniga planeter som Mars och jorden – bildades och utvecklades.
Det kommer också att besvara en kvardröjande fråga om månbävningar:Varför upptäckte Apollo-instrumenten på månens närsida lite seismisk aktivitet på fjärrsidan? En möjlig förklaring är att något i månens djupa struktur i huvudsak absorberar skalv från andra sidan, vilket gör dem svårare för Apollos seismometrar att ha känt av. En annan är att det finns färre skalv på den bortre sidan, som på ytan ser väldigt annorlunda ut från sidan som vetter mot jorden.
"FSS kommer att erbjuda svar på frågor vi har ställt om månen i decennier", säger Mark Panning, FSS:s huvudutredare vid JPL och projektforskare för InSight. "Vi kan inte vänta med att börja få tillbaka denna data."
Mars-till-måne-vetenskap
Farside Seismic Suites två kompletterande instrument anpassades från InSight-design för att fungera i månens gravitation – mindre än hälften av Mars, som i sin tur är ungefär en tredjedel av jordens. De är förpackade tillsammans med ett batteri, datorn och elektronik i en kubstruktur som är omgiven av isolering och en yttre skyddskub. Uppflugen på landern kommer sviten att samla in data kontinuerligt i minst 4½ månad och arbeta under de långa, kalla månnätterna.
Very Broadband-seismometern, eller VBB, är den mest känsliga seismometern som någonsin byggts för användning i rymdutforskning:Den kan upptäcka markrörelser som är mindre än storleken på en enskild väteatom. En fet cylinder som är cirka 5 tum (14 centimeter) i diameter, den mäter rörelser upp och ner med hjälp av en pendel som hålls på plats av en fjäder. Det konstruerades ursprungligen som ett nödhjälpsinstrument (ett "flygreserv") för InSight av den franska rymdorganisationen CNES (Centre National d'Études Spatiales).
Philippe Lognonné från Institut de Physique du Globe de Paris, huvudutredare för InSights seismometer, är en FSS-medutredare och VBB-instrumentledare. "Vi lärde oss så mycket om Mars från det här instrumentet, och nu är vi stolta över möjligheten att vända den upplevelsen mot månens mysterier," sa han.
Svitens mindre seismometer, kallad Short Period sensor, eller SP, byggdes av Kinemetrics i Pasadena, Kalifornien, i samarbete med University of Oxford och Imperial College, London. Den puckformade enheten mäter rörelse i tre riktningar med hjälp av sensorer etsade i en trio av fyrkantiga kiselchips vardera cirka 1 tum (25 millimeter) breda.
Sammansatt och testad
FSS-nyttolasten samlades på JPL under det senaste året. Under de senaste veckorna har den överlevt rigorösa miljötester i vakuum och extrema temperaturer som simulerar rymden, tillsammans med kraftiga skakningar som efterliknar raketens rörelse under uppskjutningen.
"JPL-teamet har varit exalterade från början över att vi åker till månen med våra franska kollegor", säger JPL:s Ed Miller, FSS-projektledare och, liksom Panning och Lognonné, en veteran från InSight-uppdraget. "Vi åkte till Mars tillsammans, och nu kommer vi att kunna titta upp på månen och veta att vi byggde något där uppe. Det kommer att göra oss så stolta."
Tillhandahålls av NASA
