Землетрясение впервые удалось зафиксировать с воздушного шара. Эта технология пригодится венерианским зондам
Инженеры Лаборатории реактивного движения NASA разработали и опробовали способ регистрации подземных толчков с помощью приборов на воздушных шарах. Подобным же образом могут изучать недра Венеры перспективные исследовательские аппараты, которые расположатся в сравнительно безопасных верхних слоях ее атмосферы. А разместить долговременные сейсмометры на поверхности этой планеты пока не представляется возможным.
Серию экспериментов специалисты JPL провели еще в 2019 году, но обработка их результатов заняла продолжительное время. Научную работу с описанием метода и анализом полученных данных они недавно опубликовали в журнале Geophysical Research Letters.
Подземные толчки вызывают колебания окружающего воздуха, которые могут улавливать приборы на летательных аппаратах. Но это в теории, а на практике эту концепцию до недавнего времени полноценно ни разу не проверяли. И если на Земле у человечества есть отличная возможность расположить множество чувствительных сейсмометров по всей поверхности планеты, то на других небесных телах такая роскошь может быть недоступна.
Американская Лаборатория реактивного движения (JPL) создала сравнительно простой аппарат для экспериментального подтверждения возможности регистрации землетрясений таким способом. Он представляет собой небольшой блок аппаратуры с высокочувствительным барометром. Проходя мимо него, акустические волны вызывают небольшой скачок давления воздуха, который и регистрирует прибор.
Проверить свою разработку в реальных условиях инженеры JPL решили в июле 2019 года. Тогда между четвертым и шестым числом около города Риджкрест в штате Калифорния произошла серия мощных землетрясений. За ними последовали порядка десяти тысяч афтершоков (повторных, более слабых толчков) на протяжении полутора месяцев. Блоки аппаратуры с барометрами разместили на четырех воздушных шарах типа «гелитроп».
Такие воздушные шары запускаются на рассвете и набирают высоту за счет нагрева наполняющего их газа солнцем. К вечеру, когда температура баллона падает, он снижается с 18-24 километров обратно на землю. Удача улыбнулась ученым 22 июля: афтершок магнитудой 4,2 зафиксировали приборы двух шаров. Правда, на одном соотношение сигнал-шум оказалось слишком плохим, так что его данные пришлось признать нерепрезентативными.
Зато второй барометр отчетливо уловил волну инфразвука, которая пришла к нему через 32 секунды, после того, как на расстоянии около 80 километров от него произошло землетрясение. Шар в этот момент находился на высоте порядка 4,8 километра. Этот момент стал первым случаем в истории, когда подземные толчки удалось зафиксировать с аэростата. Хотя, конечно, для понимания своего триумфа ученым пришлось несколько месяцев анализировать данные с барометра и сопоставлять их с показаниями наземных сейсмометров при помощи разнообразного ПО.
Тем не менее на основе этих результатов специалисты NASA смогут разработать новые продвинутые модели. А уже они, в свою очередь, позволят создать приборы воздушного базирования для регистрации сейсмических колебаний. Как на Земле, так и на других планетах с плотной атмосферой.
Важность сейсмометров
Большая часть информации об устройстве нашей планеты получена учеными при помощи тщательного анализа данных с сейсмометров. По тому, как волны распространяются в недрах небесного тела, можно составить картину их устройства. Причем человечество успело провести подобные эксперименты не только на Земле, но и на других небесных телах — Луне и Марсе. Сравнивая строение разных планет и их спутников, ученые получают более полное представление об эволюции подобных объектов и устройстве мира в целом.
С Венерой, однако, есть проблема: на ее поверхности температура превышает 460 градусов Цельсия (плавится свинец), а давление в 92 раза выше, чем на Земле (ветер передвигает небольшие камни и отесывает их в гальку, как вода). В таких условиях еще ни один венерианский исследовательский зонд не смог проработать существенно дольше двух часов. А для полноценных сейсмических наблюдений датчик должен функционировать несколько месяцев, а лучше — лет.
Альтернатива, разрабатываемая Лабораторией реактивного движения, выглядит заманчиво. Аэростаты на Венере уже испытывали в советских миссиях аппаратов серии «Вега». Каждый из них на этапе спуска через атмосферу выпускал два зонда, представлявших собой воздушные шары с набором научного оборудования под ними. Эти аэростаты на протяжении 46 часов дрейфовали в венерианской атмосфере на высоте около 54 километров.
В этом регионе условия довольно близки к земным: давление около половины атмосферы, а температура колеблется между 27 и 43 градусами. То есть при желании на этой высоте можно разместить долгоживущий исследовательский зонд, удерживающийся на аэростате. Первый подобный аппарат на Венеру NASA планирует запустить в 2030 году, в рамках миссии DAVINCI+. Пока не уточняется, будут ли на него установлены барометры.
Но с точки зрения удобства регистрации землетрясений приборами атмосферного базирования Венера гораздо удобнее Земли. Расчеты инженеров JPL показывают, что на второй планете от Солнца инфразвуковые волны будут распространяться не менее чем в 60 раз эффективнее, чем в земном воздухе. Значит, даже у аппарата, находящегося на высоте порядка 50-60 километров, будет шанс зафиксировать сейсмические колебания. А это уже позволит ученым лучше понять загадочную внутреннюю структуру Венеры, о которой у человечества до сих пор катастрофически мало данных.
Telegram 
Дзен 
VK Инфекции, такие как коронавирус, наносят серьезный удар организму, из-за чего даже после выздоровления он продолжительное время остается уязвимым. Сегодня для оценки иммунитета врачи смотрят в первую очередь на уровень антител в крови, однако такой подход не отражает реального состояния здоровья человека. Это не позволяет врачам точно прогнозировать, как будет протекать болезнь и насколько быстро пациент выздоровеет. Ученые Пермского Политеха и ПГАТУ впервые выяснили, как именно восстановление иммунитета зависит от пола человека и кто наиболее подвержен осложнениям после коронавирусной инфекции. Результаты исследования помогут правильно учитывать гендерные особенности пациента при лечении и реабилитации, что повысит точность прогнозов и эффективность терапии.
Плавящийся асфальт в США, многие тысячи погибших в Западной Европе, своеобразное лето в России — все это списывают на вредоносный феномен рекордного Эль-Ниньо. И конечно же, на него спихивают и ожидаемый рост цен на кофе и основные сельхозтовары. Правда, есть в этой картине и белые пятна: в прошлые Эль-Ниньо мировые урожаи росли. Что скорее всего случится в 2026 году и отчего роль этого события может быть куда больше, чем мы думаем?
Ученые МИЭМ ВШЭ предложили математическую модель, которая позволяет понять, как взаимодействие между сообществами влияет на их устойчивость. Работа основана на классической теории эволюционных игр и демонстрирует неожиданный эффект: даже небольшое информационное воздействие одного сообщества на другое может привести к тому, что одно из них сохранит внешнюю стабильность, а в другом начнутся хаотические изменения на уровне отдельных участников.
Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
Инфекции, такие как коронавирус, наносят серьезный удар организму, из-за чего даже после выздоровления он продолжительное время остается уязвимым. Сегодня для оценки иммунитета врачи смотрят в первую очередь на уровень антител в крови, однако такой подход не отражает реального состояния здоровья человека. Это не позволяет врачам точно прогнозировать, как будет протекать болезнь и насколько быстро пациент выздоровеет. Ученые Пермского Политеха и ПГАТУ впервые выяснили, как именно восстановление иммунитета зависит от пола человека и кто наиболее подвержен осложнениям после коронавирусной инфекции. Результаты исследования помогут правильно учитывать гендерные особенности пациента при лечении и реабилитации, что повысит точность прогнозов и эффективность терапии.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии