Деякі дуже розумні люди придумали, як використовувати навігаційні датчики MSL Curiosity для вимірювання сили тяжіння марсіанської гори. Те, що вони знайшли, суперечить попереднім уявленням про Aeolis Mons, відомий як гора Шарп. Aeolis Mons — це гора в центрі кратера Гейла, місця висадки Curiosity в 2012 році.
Кратер Гейла — це величезний ударний кратер діаметром 154 км (96 миль) і віком близько 3,5 мільярдів років. У центрі знаходиться гора Aeolis Mons, висотою близько 5,5 км (18 000 футів). Протягом приблизно 2 мільярдів років відкладення відкладалися водою, вітром або тим і іншим, створюючи гору. Подальша ерозія привела гору до її нинішнього вигляду.
Тепер а новий папір опубліковані в Science, засновані на вимірюваннях гравітації від Curiosity, показують, що ґрунтові шари Aeolis Mons не такі щільні, як колись вважалося.
Вимірювання гравітації Curiosity нагадують попередні дні дослідження Сонячної системи, коли Аполлон 16 астронавти використовували свій місячний баггі, або місячний транспортний засіб, для вимірювання сили тяжіння Місяця. Це було в далекому 1972 році. У наш час його роботи замість астронавтів ступають у далекі світи, але дух дослідження та науки той самий.
На зображеннях поруч зображено марсохід NASA Curiosity (ліворуч) і місячний баггі під час місії Аполлон-16. Автор зображення: NASA/JPL-Caltech
Нове дослідження засноване на гравіметрії, вимірюванні дуже малих змін в гравітаційних полях. Це можна зробити лише на землі, а не великомасштабну гравіметрію з орбітального космічного корабля. Щоб провести ці вимірювання, дослідницька група переосмислила Curiosity акселерометри , прилади на борту марсохода, які використовуються для навігації.
У поєднанні з гіроскопами акселерометри повідомляють марсоходу, де він знаходиться на Марсі і в який бік він звернений. У смартфонах вони також є, і вони використовуються додатками, які дозволяють направляти телефон на небо і читати назви зірок. Звичайно, гіроскопи та акселерометри Curiosity набагато точніші, ніж будь-що всередині смартфона.
«Я в захваті від того, що креативні вчені та інженери все ще знаходять інноваційні способи зробити нові наукові відкриття за допомогою марсохода».
Співавтор дослідження Ешвін Васавада, науковець проекту Curiosity, Лабораторія реактивного руху NASA, Пасадена, Каліфорнія.
MSL Curiosity зробив це зображення зі свого місця приземлення в кратері Гейла. Подалі гора Шарп, або Еоліс Монс, кінцева мета Curiosity. Авторство зображення: NASA/JPL-Caltech.
Команда виміряла зміну гравітаційного поля Гора Шарп як марсохід піднявся на нього. Гравітація слабшає з висотою, і прилади Curiosity були повторно відкалібровані, щоб виміряти ці крихітні зміни. З цих змін була зроблена висновок про щільність підстилаючої породи.
Гравіметричні вимірювання показали, що скеля під горою менш щільна, ніж вважалося, тобто вона відносно пориста. Це суперечить попереднім дослідженням, які показують, що дно кратера раніше було поховано під скелею на кілька кілометрів.
«Нижні рівні гори Шарп напрочуд пористі», — сказав провідний автор Кевін Льюїс з Університету Джона Хопкінса. «Ми знаємо, що нижні шари гори були поховані з часом. Це ущільнює їх, роблячи більш щільними. Але ця знахідка свідчить про те, що вони не були поховані такою кількістю матеріалу, як ми думали».
У своїй роботі дослідники показують, що їхні вимірювання включають основну породу на глибину до кількох сотень метрів, а не просто поверхневу породу. Вони виміряли середню щільність 1680 ± 180 кг м -3. Він набагато менш щільний, ніж типові осадові породи. Оскільки осадові породи набувають щільності за рахунок ущільнення під більшим скупченням порід, їх низька щільність говорить про те, що вони не були поховані так глибоко.
Це зображення було зроблено апаратом NASA Mars Reconnaissance Orbiter. Він показує частину шляху Curiosity, повз дюни Багнолд у кратері Гейл, через утворення Мюррей біля підніжжя гори Шарп і вгору по нижньому схилу гори Шарп. Автор зображення: NASA/JPL-Caltech.
У певному сенсі ці знахідки лише додають таємниці формування, структури та ерозії гори Шарп. Наприклад, ми досі не знаємо, чи був колись кратер Гейла повністю заповнений осадом, і цей осад був розмив до сучасної форми гори Шарп. Можливо, лише частина кратера коли-небудь була заповнена осадом.
З іншого боку, вершина гори Шарп вища за край кратера. Виходячи з цього, інші дослідження припускають, що кратер Гейла був повністю заповнений опадами, і що гора Шарп є залишком набагато вищої гори, ніж ми бачимо зараз. Але якщо це так, то ці нові відкриття суперечать цьому. Якби ці породи в нижній течії гори Шарп були закопані так глибоко, їх вимірювана щільність була б набагато вищою.
Композиційне зображення кратера Гейла та гори Шарп, або Еоліс Монс. Зображення отримано з трьох орбітальних апаратів: Mars Express Orbiter ESA, Mars Reconnaissance Orbiter NASA і Viking Orbiter. Слаба зелена точка на передньому плані гори є місцем посадки Curiosity. Автор зображення: NASA/JPL-Caltech/ESA/DLR/FU Berlin/MSSS.
Інша лінія міркувань спирається на еолове осадження. Еоловий означає, що рухається вітром. Згідно з цією гіпотезою, вітер переносив осад у кратер, відкладаючи його на гору Шарп і набуваючи більш-менш форму, яку він набуває зараз. У цьому випадку скелі, виміряні Curiosity, ніколи б не були ущільнені. Це пояснює їх низьку щільність у порівнянні з іншими похованими осадовими породами.
«Є ще багато питань щодо того, як розвивалася гора Шарп, але ця стаття додає важливу частину головоломки», – сказав співавтор дослідження Ешвін Васавада, науковець проекту Curiosity в Лабораторії реактивного руху NASA в Пасадені, Каліфорнія. «Я в захваті від того, що креативні вчені та інженери все ще знаходять інноваційні способи зробити нові наукові відкриття за допомогою марсохода», — додав він.
Це дослідження не вирішить дискусію щодо кратера Гейла та гори Шарп, але воно внесе певну ясність. Він також показує корисність гравіметричних вимірювань на основі марсохода для розуміння історії Марса.
Крім того, це просто дуже круто.
Джерела:
- Прес-реліз: «Марс Баггі» Curiosity вимірює силу тяжіння гори
- Науково-дослідна робота: Поверхнева гравітаційна траверса на Марсі вказує на низьку щільність породи в кратері Гейла
- Запис у Вікіпедії: Кратер Гейла
- Запис у Вікіпедії: Гора Шарп