月球的深層秘密:光纖能解開它們嗎?

Mondo 科學 更新 2024-03-01

大地在我們腳下隆隆作響,但月亮的無聲搖晃呢? 科學家們越來越依賴光纖電纜來感知活動,但這項尖端技術是否適用於我們的天體鄰居?

一項新的研究表明,它可能會徹底改變我們對月球神秘深度的理解。

伍茲霍爾海洋研究所的研究人員及其同事正在探索在月球上部署光纖網路,並討論一些需要克服的挑戰,這些挑戰發表在《研究快報》上。

阿波羅任務在1970年代在月球表面留下了一架望遠鏡。 阿波羅的實驗是開創性的,但留下了令人費解的遺產。 月震聚集在近側,表明月球內部存在一些未知的不對稱性。 令人震驚的是,儘管集中在近側,但他們探測到了高達1,100公里的月震,而地球的強烈條件阻止了此類事件的發生。 月球的核心會與地球完全不同嗎?

吳文波和他的團隊在月球上部署了乙個龐大的光纖感測器網路。 他們的目標是使用先進的“分布式聲學感測”(DAS)將光纜中的微小缺陷轉化為數千個微小的感測器。

在光纖的一端是乙個稱為詢問器的儀器。 它沿著電纜傳送雷射脈衝,該脈衝被光纖缺陷反射,然後**返回儀器。 每當活動對光纖造成干擾時,研究人員就可以檢查反射脈衝的變化,以深入了解產生的波。

月球光纖**網路的概念。 基站是DAS解調儀、資料處理單元和。

電信系統。 電纜(黃帶)可以由月球車部署。 **研究快報。

這就像月球本身被連線起來以檢測它的心跳。 電纜的缺陷就像成千上萬的**波麥克風。 它既靈敏又堅固,在惡劣的月球表面可以持續數十年。

這是乙個非常密集的陣列,“吳說。 “一根電纜可以為您提供數千個單獨的感測器。 ”

他們還使用根據阿波羅任務收集的資料在月球表面收集的資料建立的人工地圖測試了這個假設的網路。 根據他們的研究結果,Wu及其同事表示,光纖網路可以識別波的型別,從而提供有關月球深層核心結構的更多資訊。

月球科學面臨著最重大的挑戰之一。 它以風化層的形式出現,風化層是一種覆蓋月球表面的多孔和破裂的瓦礫地毯。

當月震發生時,最初的**波被該層散射。 這使得探測稍後到達的波浪成為一項挑戰,這些波浪可以揭示有關月球深度的重要資訊。

然而,陣列堆疊技術涉及比較 DAS 陣列中數千個感測器收集的資料,這可以將隱藏在散射波中的深層訊號與外來雜訊分開。

研究人員已經成功地證明了這種技術。 它幫助他們從人工圖中檢索稱為 SCS 的波相。 SCS 是一種 S 波,在月震期間從月球核心反射。

根據吳的說法,在月球上發射光纖陣列之前進行此類實驗至關重要。 “在發射之前,我們需要對波傳播進行穩健的數值模擬,”他解釋道。 “我們做了基礎工作,以確定我們是否可以獲得資料以及我們可以用它做什麼。

Wu指出,如果研究人員能夠找到一種方法為月球的光纖網路提供電力和維護,那麼該陣列可以執行多年。 “在地球上,如果電力穩定,我們可以讓它執行幾十年。

研究人員建議將DAS與其他月球計畫相結合,例如在月球背面放置射電望遠鏡,這已經需要光纖電纜連線到天線。 “如果我們能夠將這些專案結合起來降低成本,將大大增加實現這一目標的機會,並最大限度地發揮其科學影響,”吳在文章中說。

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