Лунотрясения

[Девушка]

Самая верхняя часть разреза Земли — осадочная оболочка — имеет сильно меняющиеся физические свойства: скорость, плотность и мощность, а па кристаллических щитах и вовсе отсутствует. На Луне поверхность не подвержена водной и ветровой эрозии и весьма однородна.

Вид земных сейсмограмм кардинально отличается от лунных. Вместо долгого монотонного лунного «сейсмозвона» здесь отмечаются отдельные всплески вступлений в течение нескольких минут. Поразмыслив, следует порадоваться мудрости природы, изящно приспособившей Землю для сейсмических исследований.

[Девушка]

Первая сложность — разнообразие сейсмогеологических ситуаций: условий установки приборов (море, горы, тайга, ледники, пустыни), их защиты от климатических агентов (ветер, дождь, снег). На Луне условия однороднее — каменистая пустыня, ровная в «морях» и гористая на «континентах». Зато здесь своя специфика: в 6 раз меньший вес, глубокий вакуум, контрасты между температурой поверхности днем и ночью, необходимость защиты приборов от ударов метеоритов.

Справившись с установкой сейсмических станций на Земле, воображаемые селенофизики оказались бы перед новыми сюрпризами: записи на приборах, предназначенных для Луны, были бы на Земле напрочь забиты микросейсмами. Тектоническая пассивность Луны, отсутствие на ней атмосферы и гидросферы позволяют реализовать здесь сверхчувствительность аппаратуры. Средний же шум земных помех (океана, ветра, промышленных установок) в 100—1000 раз больше, а чувствительность станций соответственно меньше и приближается к лунной лишь в уникальных районах платформ, удаленных от океана.

[Девушка]

Потребляемая электрическая мощность станции невелика (4,3—7,4 Вт). Конструкция выполнена из бериллия. Вес каждого сейсмометра 750 г, размеры без термостата 23Х Х29 см, общий вес станции 11,5 кг. Данные передаются на Землю со скоростью 1060 бит/с. Аппаратура управляется с Земли пятнадцатью командами. Они задают усиление, калибровку, скорость и направление движения электромоторов, устанавливающих азимут и положение вертикальных сейсмометров с точностью ±5° (рис. 3).

Характерные особенности конструкции лунных сейсмических станций связаны со спецификой селенофизических условий. Если вообразить, что сейсмология зародилась на Луне, то селенофизики, попав на Землю, были бы поражены сложностью и трудностью сейсмических наблюдений на нашей планете.

[Девушка]

Электронный модуль станции включает усилитель, фильтры, командно-контрольную схему, аналого-цифровой преобразователь. Аппаратура помещена в термостат, обеспечивающий нормальную температуру с точностью ±1 С.

<img src="../luna/image012.jpg" width="356" height="138" class=""/>

Схема лунного сейсмометра

а - блок-схема, б—частотные характеристики; 1 — солнечный компас, 2 — датчик уровня, 3 — короткопериодный сейсмометр (КЛ); 4 — длинно-периодный сейсмометр (ДП); 5 — термостат. На графике по вертикали — условное увеличение, на горизонтали — период колебаний в секундах.

[Девушка]

Каждая станция снабжена сейсмометрами двух видов и электронным модулем. Трехкомпонентная установка длиннопериодных сейсмометров емкостного типа может настраиваться по команде с Земли на период 15 или 2,2 с (большую часть времени сейсмометры ведут регистрацию на второй частоте).

Вертикальный и два горизонтальных прибора, ориентированных по странам света, позволяют определить траекторию движения грунта и направление подхода сейсмической волны. Частотный диапазон аппаратуры (1—10 с) похож на региональные сейсмические станции Земли. Максимальное увеличение (более 106) позволяет фиксировать ничтожные перемещения грунта, соизмеримые с размерами атома [(0,5—3) • 10-3 см]. Динамический диапазон станций высокий — 90 дБ. Благодаря этому одновременно записываются сигналы, отличающиеся по амплитуде в 30 тыс. раз.

Кроме длиннопериодных на каждой станции имеется короткопериодный сейсмометр электродинамического типа. Его собственная частота 1 Гц, полоса пропускания 1— 30 Гц, чувствительность 10-8 см, динамический диапазон 90 дБ.

[Девушка]

Станции расположены по вершинам большого треугольника со стороной около 1 тыс. км. В его юго-западном углу находятся две сейсмические станции «Аполлон-12 и - 14», расстояние между ними 180 км.

Лунные станции снабжены изотопными энергетическими установками, питающими аппаратуру днем и ночью. Они рассчитаны приблизительно на 10 лет. Координаты и даты начала работы станций сведены в табл. 3, их расположение показано па рис. 1.

Таблица 3

Даты начала работы и координаты сейсмических станций

<img src="../luna/image010.jpg" width="379" height="161" class=""/>

[Девушка]

Первые сигналы, переданные на Землю и расшифрованные взволнованными сейсмологами, отнесены к источникам различного типа: шаги астронавтов, аппаратурные помехи, деформация грунта под весом лунной кабины, удары газовой струи при ее взлете, падение метеоритов, лунотрясения и др. К сожалению, из-за неисправности управления сейсмическая станция «Аполлон-11» вышла из строя.

Непрерывные сейсмические наблюдения на Луне начались 19 ноября 1969 г., когда в Море Познанном юго-восточной части Океана Бурь прилунилась станция «Апол-лон-12». Затем в течение двух с половиной лет на видимой стороне Луны были установлены еще три сейсмические станции: «Аполлон-14, - 15 и - 16». Таким образом была построена сеть стандартных региональных станций для так называемого пассивного прослушивания Луны.

[Девушка]

Ученый, поставивший сейсмограф в новом месте, подобен врачу, принимающему нового больного. Та же неизвестность и ожидание — о чем расскажет биение пульса пациента? Стетоскоп — сейсмограф, электрокардиограмма — сейсмограмма. Но пациент сейсмолога необычный — планета. Да еще какая — нетронутая, неизвестная.

День рождения лунной сейсмологии —21 июля 1969 г. Первые «лунные» сейсмологи Н. Армстронг и Э. Олдрин из экипажа «Аполлона-11» установили в этот день автоматическую сейсмическую станцию на каменной равнине Моря Спокойствия в точке с координатами 0,7° с. ш., 23,5° в. д. Аппаратура весом 48 кг (земных) была поставлена в 168 м от опоры лунного модуля. Она питалась током от солнечных батарей и проработала с 21 июля по 27 августа с перерывом на лунную ночь с 3 по 18 августа.