Giderek artan sayıda sismolog Dünya'daki sismik dalgaları tespit etmek için fiber optik kablolar kullanıyor; peki bu teknoloji Ay'da nasıl işleyecek ve uzaydaki en yakın komşumuzun derin katmanları hakkında bize ne söyleyecek?
Seismological Research Letters'da Woods Hole Oşinografi Enstitüsü'nden Wenbo Wu ve meslektaşları, Ay'da bir fiber sismik ağ kurma fikrini inceliyor ve üstesinden gelinmesi gereken bazı zorlukları tartışıyor.
Ayrıca bu varsayımsal ağı, Apollo görevleri sırasında Ay yüzeyine yerleştirilen sismometreler tarafından toplanan verilerden oluşturulan yapay sismogramları kullanarak test ediyorlar. Wu ve meslektaşları, elde ettikleri sonuçlara dayanarak, bir fiber sismik ağın, Ay'ın derin çekirdek yapısı hakkında daha fazla bilgi sağlayacak türden sismik dalgaları tanımlayabileceğini söylüyor.
1969-1976 yılları arasında Apollo misyonları tarafından Ay'a yerleştirilen dört sismometre, yedi yıl boyunca Ay'ın yakın tarafında binlerce sismik olay tespit etti. Bu olaylar sığ ve derin ay depremlerinin yanı sıra meteor çarpmalarını da içeriyordu.
Ancak Apollo sismik verileri bazı cevaplanmamış soruları da beraberinde getirmiştir: Ay'ın uzak tarafında tespit edilen ay depremlerinin gizemli eksikliğini ne açıklıyor? Ve Apollo sismometreleri neden yüzeyin 700 ila 1.100 kilometre altında, Dünya'da ısı ve basıncın bir depremin kırılgan kırılması yerine plastik deformasyona yol açacağı bir derinlikte meydana gelen ay depremlerini tespit etti?
Araştırmacılar, bu soruların yanıtlanması için daha fazla sismik olay toplamak üzere zorlu bir ortamda konuşlandırılmış çok daha fazla sismometreye ihtiyaç duyulacağını, bunun da fiber sismik ağların çok uygun olduğu bir görev olduğunu öne sürüyor.
Wu ve meslektaşları, yeni bir ay ağı için Dağıtık Akustik Algılama veya DAS kullanmayı öneriyor. DAS, sismik sensörler olarak uzun bir optik fiberdeki küçük iç kusurları kullanır. Fiberin bir ucundaki sorgulayıcı adı verilen bir cihaz, fiber kusurlarından yansıyan ve cihaza geri dönen lazer darbelerini kablo boyunca gönderir. Fiber sismik aktivite tarafından rahatsız edildiğinde, araştırmacılar ortaya çıkan sismik dalgalar hakkında daha fazla bilgi edinmek için yansıyan darbelerdeki değişiklikleri inceleyebilirler.
Wu, "Bu çok yoğun bir sismik dizi" dedi. "Bir kablo size binlerce ayrı sensör sağlayabilir."
Ay sismolojisi için en büyük zorluklardan biri, ayın yüzeyini kaplayan regolit adı verilen gözenekli ve çatlaklı moloz örtüsüdür. Bir ay depreminden sonra tespit edilen ilk sismik dalgaların bazıları bu tabaka tarafından saçılmakta ve saçılma, ayın derinlikleri hakkında daha fazla bilgi sağlayabilecek daha sonra gelen dalgaları gizlemektedir.
Wu ve meslektaşları, bir DAS dizisindeki binlerce sensör tarafından toplanan verilerin, dizi istifleme adı verilen bir sinyal işleme tekniğiyle karşılaştırılabileceğini gösteriyor. Wu, bu tekniğin "saçılan dalgalarda gizlenmiş derin sinyalleri" ve diğer yabancı sismik gürültü kaynaklarını ayırmaya yardımcı olduğunu açıkladı.
Ekip bu tekniği yapay sismogramlar üzerinde kullandığında, ScS adı verilen ve deprem kaynağından yüzeye yansımadan önce ayın çekirdeğine doğru hareket eden bir kesme veya S dalgası olan bir sismik dalga fazını elde edebildi.
Ay'a gerçek bir fiber dizisi yerleştirmeden önce bu tür deneyler yapmak önemlidir. Bir fırlatmadan önce dalga yayılımının sağlam sayısal simülasyonları yapılmalıdır.
Wu, eğer araştırmacılar Ay'daki fiber sismik ağa güç sağlamanın ve bakım yapmanın yollarını bulabilirlerse, dizinin yıllarca çalışabileceğini belirtti. "Dünya'da eğer güç iyi durumdaysa, on yıllarca çalışır durumda tutabiliriz."
Makalede araştırmacılar, DAS'ı, bir antene bağlanmak için fiber optik kablolara ihtiyaç duyacak bir radyo teleskopun ayın uzak tarafına yerleştirilmesi gibi önerilen diğer ay programlarıyla birleştirmenin mümkün olabileceğini öne sürüyorlar.
Wu, "Maliyetten tasarruf etmek için bu projeleri bir araya getirebilirsek, bu gerçekten gerçekleştirme ve maksimum bilimsel etkiye sahip olma şansını artıracaktır" dedi.
