Im Zeitraum vom 4. bis 6. Juli 2019 ereignete sich im Bundesstaat Kalifornien eine Serie starker Erdbeben, die in kurzer Zeit mehr als 10 Nachbeben verursachten. Forscher des Jet Propulsion Laboratory der NASA und des Cal Institute of Technology sahen eine Gelegenheit und starteten Instrumente, die an Ballons in großer Höhe über der Region befestigt waren, in der Hoffnung, die erste ballonbasierte Erkennung eines natürlichen Erdbebens zu ermöglichen. Ihr Ziel war es, die Technologie für den zukünftigen Einsatz auf der Venus zu testen, wo mit wissenschaftlichen Instrumenten ausgestattete Ballons über die extrem unwirtliche Oberfläche des Planeten schweben könnten.
Und es gelang ihnen. Am 22. Juli zeichneten hochempfindliche Barometer an einem der Ballons niederfrequente Schallwellen auf, die durch einen unterirdischen Schock verursacht wurden. In einer neuen Studie beschreibt das Ballonteam, wie eine ähnliche Methode helfen könnte, die Geheimnisse der Venus zu lüften, wo die Oberflächentemperaturen hoch genug sind, um Blei zu schmelzen.
Das Jet Propulsion Laboratory und das Cal Institute of Technology entwickeln seit 2016 ein seismologisches Verfahren auf Basis von Ballons. Da seismische Wellen Schallwellen erzeugen, werden Informationen vom Untergrund an die Atmosphäre übertragen. Wertvolle wissenschaftliche Daten können dann gesammelt werden, indem man Schallwellen aus der Luft untersucht, so wie Seismologen seismische Wellen von der Erde untersuchen. Wenn dies auf der Venus erreicht werden kann, werden Wissenschaftler einen Weg finden, das mysteriöse Innere des Planeten zu untersuchen, ohne Geräte auf seiner äußersten Oberfläche platzieren zu müssen.
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Während der Nachbeben nach dem Ridgecrest-Erdbeben von 2019 leiteten Attila Komyati und Kollegen vom JPL die Kampagne, indem sie zwei Heliotrop-Ballons losließen. Dem Projekt zufolge steigen die Ballons bei Erwärmung durch die Sonne auf eine Höhe von etwa 18 bis 24 km und kehren in der Abenddämmerung zur Erde zurück. Während die Ballons trieben, maßen die Barometer, die sie trugen, Änderungen des Luftdrucks über der Region, während sich die schwachen akustischen Vibrationen der Nachbeben durch die Luft ausbreiteten.
Bei Vorversuchen entdeckten die Forscher akustische Signale von seismischen Wellen, die vom seismischen Hammer erzeugt wurden, sowie Sprengstoffe, die unter Fesselballons auf dem Boden detonierten. Aber können Forscher dasselbe mit Ballons tun, die über einem Erdbeben fliegen? Das Hauptproblem war unter anderem, dass es keine Garantie dafür gab, dass ein Erdbeben eintritt, selbst wenn die Ballons in der Luft waren.
Am 22. Juli hatten sie Glück: Bodenseismometer registrierten in rund 4,2 km Entfernung von ihnen ein Nachbeben der Stärke 80. Nach etwa 32 Sekunden registrierte ein Ballon eine niederfrequente akustische Vibration – eine Art Schallwelle unterhalb der menschlichen Hörschwelle, Infraschall genannt – die ihn überspülte, als er in eine Höhe von fast 4,8 Meilen aufstieg. Durch Analyse und Vergleich mit Computermodellen und Simulatoren bestätigten die Forscher, dass sie zum ersten Mal ein natürliches Erdbeben mit einem auf einem Ballon montierten Gerät entdeckt hatten.
Die Forscher werden weiterhin Ballons über seismisch aktiven Regionen starten, um die mit diesen Ereignissen verbundenen Infraschallsignaturen besser zu verstehen. Indem sie mehrere Barometer an demselben Ballon anbringen und mehrere Ballons gleichzeitig steuern, hoffen sie, den Ort eines Erdbebens zu lokalisieren, ohne eine Bestätigung von Bodenstationen zu benötigen.
Während das Venus-Ballonteam diese Möglichkeiten weiter erforscht, werden seine NASA-Kollegen mit zwei Missionen vorankommen die Agentur hat sich kürzlich entschieden für einen Flug zur Venus zwischen 2028 und 2030: VERITAS wird die Oberfläche und das Innere des Planeten untersuchen, und DAVINCI+ wird seine Atmosphäre untersuchen. Auch die Europäische Weltraumorganisation hat eine eigene Mission angekündigt Vorstellen zur Venus Diese Missionen werden neue Hinweise darauf liefern, warum der einst erdähnliche Planet so unwirtlich geworden ist.
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