Плавающие сейсмометры помогут заглянуть в ядро Венеры

Сейсмология была повсеместно распространена на Земле в течение десятилетий, и такие миссии, как InSight, недавно предоставили те же данные о внутренней части Марса. Понимание внутренней работы планеты является ключом к пониманию ее геологии и климата. Однако внутреннее устройство Венеры, возможно, нашей ближайшей родственной планеты, осталось загадкой. Облако серной кислоты и палящая температура поверхности, вероятно, не помогают. Но Сиддхарт Кришнамурти из Лаборатории реактивного движения НАСА и Дэниел Боуман из Национальной лаборатории Сандия считают, что у них есть решение — использовать сейсмометры, подвешенные к воздушным шарам.

Стоит отметить, что данная идея уже витает в воздухе некоторое время. Однако это может показаться нелогичным — разве сейсмометры обычно не должны сидеть на земле, чтобы что-то обнаружить? Да, обычные сейсмометры. Однако другой тип сейсмометра только сейчас получает все большее распространение. Инфразвуковой сейсмометр отслеживает инфразвуковые волны давления, создаваемые сейсмической активностью и передаваемые через среду, отличную от земли, например, через атмосферу.

У Венеры много атмосферы, поэтому она кажется идеальным местом для использования этой технологии. Более того, высоко в его облачном слое находится одно из мест в Солнечной системе, наиболее похожее на окружающую среду на Земле, поэтому было много идей для создания «облачных городов» на Венере. 

Нет необходимости строить целый город только для того, чтобы разместить несколько датчиков, собирающих инфразвуковые данные, поэтому высотный воздушный шар отлично подойдет для этой цели. Это решает одну из самых сложных задач исследования Венеры — разработку материалов, которые могут выжить на ее поверхности. НАСА потратило миллионы долларов на разработку радиационно-стойких датчиков, способных выдерживать необычайное давление и температуру на поверхности. Но даже они относительно просты, поэтому датчик, удерживаемый в воздухе при разумной температуре и давлении, не потребует никаких дополнительных усилий по разработке для этого конкретного случая использования.

Возникает очевидный вопрос — как сигнал попадет с земли на датчики, плавающие в атмосфере? Землетрясения (или венеротрясения, как в данном случае) вызывают оглушающие звуки, которые затем передаются через атмосферу на низких частотах. Чувствительные микрофоны, вроде тех, что на воздушном шаре, могли считывать эти сигналы.

Такой эксперимент недавно был проведен на Земле, где инфразвуковой микрофон смог уловить сигналы двух землетрясений магнитудой 7,3 и 7,5, несмотря на то, что он находился на расстоянии 3000 км от эпицентра землетрясений в стратосфере. Используя этот эксперимент в качестве шаблона, исследователи могли бы разработать аналогичную систему для использования на Венере с соответствующими изменениями, необходимыми для окружающей среды этой конкретной планеты. Кроме того, это было намного дальше, чем предыдущие эксперименты, проведенные с инфразвуковыми сеймометрами, и намного ближе к фактическому расстоянию, на котором любой такой датчик находился бы от эпицентра венерианского землетрясения.

Однако есть еще много проблем. Во-первых, мы вообще не смогли успешно запустить миссию на воздушном шаре к Венере, не говоря уже о миссии с чувствительными сейсмометрами. Во-вторых, в случае с земным экспериментом у нас была «наземная правда», т. е. исследователи знали из других источников, что произошло землетрясение, когда они получили сигнал. Поскольку на Венере нет других датчиков, способных обеспечить такую проверку, исследователям, вероятно, придется размышлять о том, что вызвало определенную закономерность в данных — это могло быть землетрясение на Венере или, возможно, воздушный шар был определенным образом толкнут.

Кроме того, землетрясения с магнитудой выше семи считаются здесь, на Земле, сильными, и неясно, смогут ли сейсмометры уловить более мелкие землетрясения даже здесь, на нашей родной планете. Венера может иметь тот же диапазон результирующей сейсмической активности, или она может быть даже более активной, но с меньшей интенсивностью, что делает обнаружение менее мощных землетрясений приоритетом. Команда JPL зафиксировала афтершоки магнитудой 4,2, однако воздушный шар в этой точке находился намного ближе, чем в нескольких тысячах километров.

Использование технологий, разработанных на Земле, для исследования космоса всегда является хорошей идеей, и это кажется новым способом использования этих сейсмометров по-новому. Однако на данный момент планов по использованию этих функций нет, несмотря на почти дюжину запланированных миссий на Венеру в ближайшем будущем. На данный момент с пониманием внутренней работы нашей ближайшей родственной планеты придется подождать.