科學資料也要修復,阿波羅月震數據新檔案誕生

作者 | 發布日期 2022 年 11 月 02 日 7:45 | 分類 天文 , 尖端科技 , 自然科學 line share follow us in feedly line share
科學資料也要修復,阿波羅月震數據新檔案誕生


行星科學家重新整理阿波羅時代的月震數據,確保這些寶貴的測量能延續到新世代。

五十多年前,阿波羅登月計畫時,太空人返回地球前留在月球上的不僅只是腳印。為了長遠的科學研究,他們在月球上放置地震儀設備,測量月球內部地震波所造成地面的微小位移。儀器放置點彼此互有距離,以當時的技術,依舊運作良好。經過耐心等待,五個月球地震儀(由阿波羅11號、12號、14號、15號和16號任務架設),都記錄了無數次的月震和流星撞擊,經分析表示月球地表下的地質岩塊易斷裂且排列雜亂無章。

想成功從地震儀獲取數據得之不易,因為這不只仰賴在太空中的設備,在地球端的後勤設備分析同等重要。地震儀無法儲存數據,當它們偵測到地震波時會即時發出無線電訊號傳輸,被NASA的深空網路(Deep Space Network,DSN)接收並記錄到測距磁帶,再複製到工作磁帶上才能將數據數位化

多層的轉換,出錯的機會相對提高。其一,地震儀的測量速度不穩定,表示儀器對月球表面的溫度十分敏感,測量時有疏密分布不均的現象。其二,工作磁帶上的時間參數, 是以地球收到資料的時間為記,但深空網路的接收天線數量多寡會影響資料傳輸,回傳給地球時,有時會延遲、重複記錄或遺失。在這幾十年間,每次複製磁帶時,總有一小部分的數據損毀。後來這批地震儀資料在數位化後,發現多有漏洞、重複、和細微偏差的時間紀錄。雖然它可運用在科學分析,卻無法匯入到現代的地震數據分析軟體。相關人員還需要對當時任務的相關知識十分熟稔,才知曉如何運用這些數據, 但這對大部分的行星科學家所熟悉的操作並不相同。

Dr. Ceri Nunn(NASA JPL)和合作團隊,進行了這回科學資料的修復,並擔起重新儲存的重責大任。從磁帶中修復時間紀錄的問題,並轉換成現代的數據格式檔案。希望新式的數據檔案,能讓新生代的青年地震學家,更容易使用這些資料來瞭解月球的結構。修復的細節紀錄已由第一作者Nunn博士發表在《行星科學期刊》,並公開阿波羅時代月震新修復的資料

▲ 淺層月震的地震剖面。X軸為時間(秒) ,Y為地表垂直方向的位移(公尺)。記錄在阿波羅12號所部署的儀器。(Source:IOPscience,下同)

▲ 同筆地震紀錄之修復前後比對。(上)整理前;(下)經作者團隊修復。

(本文由 台北天文館 授權轉載;首圖為太空人在月球放置地震儀,來源:NASA