El Experimento Sísmico para la Estructura Interior ( SEIS ) es un sismómetro y el principal instrumento científico a bordo del módulo de aterrizaje InSight Mars lanzado el 5 de mayo de 2018 para un aterrizaje el 26 de noviembre de 2018; el instrumento se desplegó en la superficie de Marte el 19 de diciembre. Se espera que SEIS proporcione mediciones sísmicas de terremotos marcianos , lo que permitirá a los investigadores desarrollar mapas de estructura 3D del interior profundo. Una mejor comprensión de la estructura interna de Marte conducirá a una mejor comprensión de la Tierra, la Luna y los cuerpos planetarios rocosos en general.
SEIS detectó marsismos en Cerberus Fossae en 2019.
El 24 de diciembre de 2021, el sismómetro de la misión InSight en Marte detectó un gran sismo con una firma distintiva. El evento fue causado por el impacto de un meteorito en la superficie de Marte, que fue confirmado por observaciones satelitales de un cráter recién formado de 150 metros. [3] Hasta el 21 de diciembre de 2022, que marca el final oficial de la misión InSight , SEIS ha detectado un total de 1319 terremotos en Marte. [4]
Desde la década de 1960 se han realizado sobrevuelos y aterrizajes en Marte para recopilar datos científicos, pero en el siglo XXI aún no se han realizado estudios sismológicos de calidad que proporcionarían información detallada sobre el interior de Marte.
Sólo dos cuerpos astronómicos –la Tierra y la Luna– han sido estudiados de esta manera, y se espera que el aprendizaje sobre Marte contribuya a la comprensión de la geología de todos los cuerpos planetarios rocosos.
Otros instrumentos a bordo que trabajan en sinergia con SEIS son el módulo de Temperatura y Vientos para InSight , el Paquete de Flujo de Calor y Propiedades Físicas , y el Experimento de Rotación y Estructura Interior .
Si bien se instalaron dos sismómetros en Marte durante las misiones Viking en 1976, los resultados fueron limitados. [5] Los sismómetros de ambas naves espaciales Viking estaban montados en el módulo de aterrizaje, lo que significaba que también captaban vibraciones de varias operaciones del módulo de aterrizaje y causadas por el viento. [6] Además, el sismómetro del módulo de aterrizaje Viking 1 no se desplegó correctamente. [7]
Las lecturas del sismómetro se utilizaron para estimar un espesor de corteza geológica marciana de entre 14 y 18 km (8,7 y 11,2 mi) en el sitio de aterrizaje de Viking 2. [8] Inesperadamente, el sismómetro también detectó presión de los vientos de Marte, complementando los resultados meteorológicos. [8] [9] Se registró un único candidato posible para un terremoto en Marte , aunque no se confirmó debido a las limitaciones del diseño y la interferencia de otras fuentes de vibración como el viento. A pesar de estas limitaciones, estaba claro que no se detectaron terremotos generalizados y de gran magnitud. [10]
SEIS es el instrumento principal de la misión InSight , y fue diseñado y producido por la Agencia Espacial Francesa ( CNES ), con la participación del Institut de Physique du Globe de Paris ( IPGP ), el Instituto Federal Suizo de Tecnología ( ETH ), el Instituto Max Planck para la Investigación del Sistema Solar ( MPS ), el Imperial College , el Institut supérieur de l'aéronautique et de l'espace ( ISAE ) y el JPL. [11] [12] El investigador principal es Philippe Lognonné del Instituto de Física de la Tierra de París ( Institut de Physique du Globe de Paris ), en la UE [2]
Su diseño consiste en un sismómetro de banda muy ancha de tres ejes (encerrado en un recinto térmico de vacío) y un instrumento de período corto de tres ejes. [5] Se espera que Marte tenga una actividad sísmica menor que la de la Tierra, por lo que la minimización de las vibraciones del viento es fundamental. Todo el conjunto está colocado bajo un fuerte escudo térmico y contra el viento diseñado para minimizar los contrastes térmicos y ofrecer cierta protección contra las ráfagas de viento.
El sismómetro, montado sobre un trípode, tomará medidas precisas de los terremotos y otras actividades internas de Marte para comprender mejor la historia y la estructura interna del planeta. También investigará cómo la corteza y el manto marcianos responden a los efectos de los impactos de meteoritos , lo que proporciona pistas sobre la estructura interna del planeta. [13] [14] [15] El sismómetro también detectará fuentes que incluyen ondas atmosféricas y señales gravimétricas ( fuerzas de marea ) de la luna de Marte , Fobos , hasta ondas sísmicas de alta frecuencia a 50 Hz. [16] [17]
El instrumento SEIS se despliega mediante el Instrument Deployment System, un brazo robótico que puede posicionar el sensor directamente sobre la superficie. [18] El instrumento está respaldado por un conjunto de sensores meteorológicos ( TWINS ) para caracterizar las perturbaciones atmosféricas que podrían afectar las mediciones. Estos incluyen un magnetómetro vectorial proporcionado por UCLA que medirá perturbaciones magnéticas como las causadas por la ionosfera marciana; un conjunto de sensores de temperatura del aire, velocidad del viento y dirección del viento basados en la Estación de Monitoreo Ambiental del Rover hispano/finlandés ; y un barómetro del JPL. [19] [20]
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Durante la integración final del SEIS, se detectaron varias pequeñas fugas en el recinto térmico de vacío. Esto obligó a posponer el lanzamiento de InSight de 2016 a 2018 y al rediseño de un nuevo recinto bajo la supervisión del JPL. [5] [21] El costo de la demora se estimó en 150 millones de dólares . [22]
Las operaciones rutinarias se dividirán en dos servicios, el Servicio de Estructura de Marte (MSS) y el Servicio de Terremotos de Marte (MQS), que serán responsables, respectivamente, de definir los modelos de estructura y la actividad sísmica. [16] La combinación de datos con los resultados de la radiociencia de InSight y las observaciones orbitales permitirá restringir la estructura más profunda.
Las posibles observaciones incluyen:
Durante el desarrollo, se observó el poder de múltiples sitios, pero un sitio ofrece una tremenda perspectiva del interior. Con un solo sitio, la ubicación de un terremoto en Marte se puede limitar a la superficie de una esfera, midiendo lo que se conoce como ondas P y ondas S. [24]
Existe una variedad de técnicas de sismología de un solo sitio que pueden proporcionar datos, por ejemplo, la detección de un impacto en la superficie por un meteorito para el cual se ha identificado la ubicación. [24] Si Marte tiene grandes terremotos, estos pueden permitir determinar el interior profundo. A medida que las vibraciones pasan a través del planeta, se ven afectadas por las propiedades de los materiales y su configuración. [24]
Por ejemplo, el efecto de las fuerzas de marea sobre Marte por parte de Fobos , que debería ser de unos 10 mm, se vería notablemente afectado por un núcleo marciano líquido. Incluso sin ningún terremoto, debería ser posible después de unos seis meses de observación utilizar este método para aumentar o disminuir la probabilidad de que Marte tenga un núcleo líquido. [24]
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El 19 de diciembre de 2018, el instrumento SEIS fue desplegado en la superficie de Marte junto al módulo de aterrizaje mediante su brazo robótico. [26]
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