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On‐Deck Seismology: Lessons from InSight for Future Planetary Seismology
Journal of Geophysical Research: Planets ( IF 4.8 ) Pub Date : 2020-04-18 , DOI: 10.1029/2019je006353
M. P. Panning 1 , W. T. Pike 2 , P. Lognonné 3 , W. B. Banerdt 1 , N. Murdoch 4 , D. Banfield 5 , C. Charalambous 2 , S. Kedar 1 , R. D. Lorenz 6 , A. G. Marusiak 7 , J. B. McClean 2, 8 , C. Nunn 1 , S. C. Stähler 9 , A. E. Stott 2 , T. Warren 10
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Before deploying to the surface of Mars, the short‐period (SP) seismometer of the InSight mission operated on deck for a total of 48 hr. This data set can be used to understand how deck‐mounted seismometers can be used in future landed missions to Mars, Europa, and other planetary bodies. While operating on deck, the SP seismometer showed signals comparable to the Viking‐2 seismometer near 3 Hz where the sensitivity of the Viking instrument peaked. Wind sensitivity showed similar patterns to the Viking instrument, although amplitudes on InSight were ∼80% larger for a given wind velocity. However, during the low‐wind evening hours, the instrument noise levels at frequencies between 0.1 and 1 Hz were comparable to quiet stations on Earth, although deployment to the surface below the Wind and Thermal Shield lowered installation noise by roughly 40 dB in acceleration power. With the observed noise levels and estimated seismicity rates for Mars, detection probability for quakes for a deck‐mounted instrument is low enough that up to years of on‐deck recordings may be necessary to observe an event. Because the noise is dominated by wind acting on the lander, though, deck‐mounted seismometers may be more practical for deployment on airless bodies, and it is important to evaluate the seismicity of the target body and the specific design of the lander. Detection probabilities for operation on Europa reach over 99% for some proposed seismicity models for a similar duration of operation if noise levels are comparable to low‐wind time periods on Mars.

中文翻译:

甲板上地震学:InSight提供的有关未来行星地震学的经验教训

在部署到火星表面之前,InSight任务的短周期(SP)地震仪在甲板上运行了48小时。该数据集可用于了解如何在未来的登陆火星,欧罗巴和其他行星体的着陆任务中使用甲板安装式地震仪。在甲板上操作时,SP地震仪在3 Hz附近显示的信号与Viking-2地震仪相当,Viking仪器的灵敏度达到峰值。尽管在给定风速下,InSight上的振幅大了约80%,但风敏度显示了与Viking仪器类似的模式。但是,在低风夜间,仪器噪音水平在0.1到1 Hz之间,与地球上的安静电台相当,尽管将其部署到防风罩和隔热罩下面的地面,可将安装噪音降低约40 dB的加速功率。根据火星观测到的噪声水平和估计的地震活动率,甲板安装式仪器的地震检测概率很低,以至于可能需要长达数年的甲板上记录才能观察到某个事件。但是,由于噪声是由作用在着陆器上的风控制的,因此,甲板安装式地震仪可能更适合在无空气物体上部署,因此评估目标物体的抗震性和着陆器的特定设计很重要。如果噪声水平与火星上的低风时段相当,那么对于某些拟议的地震学模型,在类似的运行时间内,欧罗巴运行的探测概率将达到99%以上。根据火星观测到的噪声水平和估计的地震活动率,甲板安装式仪器的地震检测概率很低,以至于可能需要长达数年的甲板上记录才能观察到某个事件。但是,由于噪声主要受到作用在着陆器上的风的影响,因此甲板安装式地震仪对于在无空气物体上进行部署可能更为实用,因此评估目标物体的抗震性和着陆器的特定设计非常重要。如果噪声水平可与火星上的低风时段相媲美,则对于某些拟议的地震模型,在类似的运行时间内,欧罗巴运行的探测概率将达到99%以上。根据火星观测到的噪声水平和估计的地震活动率,甲板安装式仪器的地震检测概率很低,以至于可能需要长达数年的甲板上记录才能观察到某个事件。但是,由于噪声是由作用在着陆器上的风控制的,因此,甲板安装式地震仪可能更适合在无空气物体上部署,因此评估目标物体的抗震性和着陆器的特定设计很重要。如果噪声水平与火星上的低风时段相当,那么对于某些拟议的地震学模型,在类似的运行时间内,欧罗巴运行的探测概率将达到99%以上。甲板上安装的仪器发生地震的概率很低,以至于可能需要长达数年的甲板上记录才能观察到某个事件。但是,由于噪声是由作用在着陆器上的风控制的,因此,甲板安装式地震仪可能更适合在无空气物体上部署,因此评估目标物体的抗震性和着陆器的特定设计很重要。如果噪声水平与火星上的低风时段相当,那么对于某些拟议的地震学模型,在类似的运行时间内,欧罗巴运行的探测概率将达到99%以上。甲板上安装的仪器发生地震的概率很低,以至于可能需要长达数年的甲板上记录才能观察到某个事件。但是,由于噪声是由作用在着陆器上的风控制的,因此,甲板安装式地震仪可能更适合在无空气物体上部署,因此评估目标物体的抗震性和着陆器的特定设计很重要。如果噪声水平与火星上的低风时段相当,那么对于某些拟议的地震学模型,在类似的运行时间内,欧罗巴运行的探测概率将达到99%以上。因此,评估目标机体的抗震性和着陆器的具体设计非常重要。如果噪声水平与火星上的低风时段相当,那么对于某些拟议的地震学模型,在类似的运行时间内,欧罗巴运行的探测概率将达到99%以上。因此,评估目标机体的抗震性和着陆器的具体设计非常重要。如果噪声水平与火星上的低风时段相当,那么对于某些拟议的地震学模型,在类似的运行时间内,欧罗巴运行的探测概率将达到99%以上。
更新日期:2020-04-22
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