Nogle meget kloge mennesker har fundet ud af, hvordan man bruger MSL Curiositys navigationssensorer til at måle tyngdekraften på et Marsbjerg. Hvad de har fundet, er i modstrid med tidligere tanker om Aeolis Mons, også kaldet Mt. Skarp. Aeolis Mons er et bjerg i centrum af Gale Crater, Curiositys landingssted i 2012.
Gale Crater er et enormt nedslagskrater, der er 154 km (96 mi) i diameter og omkring 3,5 milliarder år gammel. I centrum er Aeolis Mons, et bjerg, der er ca. 5,5 km høj. I løbet af en periode på cirka 2 milliarder år blev sedimenter deponeret enten ved vand, vind eller begge dele, hvilket skabte bjerget. Efterfølgende erosion reducerede bjerget til sin nuværende form.
Nu viser en ny artikel, der er offentliggjort i Science, baseret på tyngdekraftsmålinger fra nysgerrighed, at Aeolis Mons 'berggrundslag ikke er så tæt som man engang troede.
Curiositys tyngdekraftsmålinger husker de tidligere dage i udforskning af solsystemet, da Apollo 16-astronauter brugte deres Månevogn, eller Lunar Roving Vehicle, til at måle Månens tyngdekraft. Det var langt tilbage i 1972. I vores tid er dets robotter i stedet for astronauter, der sætter foden på fjerne verdener, men efterforskningsånden og videnskaben er den samme.
Den nye undersøgelse er baseret på gravimetri, måling af meget små ændringer i tyngdefelt. Det kan kun udføres på jorden mod storskala gravimetri udført fra et kredsløb rumfartøj. For at foretage disse målinger omformulerede forskerteamet Curiosity's accelerometre, instrumenter ombord på roveren, der bruges til navigation.
Når det kombineres med gyroskoper, fortæller accelerometre roveren, hvor den er på Mars, og hvilken vej den vender mod. Smarttelefoner har dem også, og de bruges af apps, der giver dig mulighed for at rette din telefon mod himlen og læse stjernerne. Naturligvis er Curiositys gyroskop og accelerometre langt mere nøjagtige end noget andet inden i en smart telefon.
"Jeg er begejstret for, at kreative forskere og ingeniører stadig finder innovative måder at gøre nye videnskabelige opdagelser med rover."
Undersøg medforfatter Ashwin Vasavada, Curiosity's projektforsker, NASAs Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Californien.
Holdet målte ændringen i Mt. Skarp, mens roveren besteg den. Tyngdekraften svækkes med højden, og Curiositys instrumenter blev omkalibreret for at måle disse små ændringer. Fra disse ændringer blev der udledt densitet for den underliggende klippe.
De gravimetriske målinger viste, at klippen under bjerget er mindre tæt end antaget, hvilket betyder, at den er relativt porøs. Dette modsætter sig tidligere forskning, der viser, at kraterbundet plejede at blive begravet under flere kilometer sten.
”De lavere niveauer af Mount Sharp er overraskende store,” sagde hovedforfatter Kevin Lewis fra Johns Hopkins University. ”Efterhånden blev de nederste lag af bjerget begravet over tid. Det kompakte, hvilket gør dem tættere. Men denne konstatering antyder, at de ikke blev begravet af så meget materiale, som vi troede. ”
I deres papir viser forskerne, at deres målinger inkluderer grundfjeld til en dybde på flere hundrede meter, ikke blot overfladeberg. De målte en gennemsnitlig massefylde på 1680 ± 180 kg m -3. Det er meget mindre tæt end typiske sedimentære klipper. Da sedimentære klipper får densitet ved at blive komprimeret under en større ophobning af klippe, antyder deres lave densitet, at de ikke blev begravet så dybt.
På en måde føjer disse fund kun til Mt. Sharps dannelse, struktur og erosion. For eksempel ved vi stadig ikke, om Gale Crater engang var fuldstændig fyldt med sediment, og at sedimentet eroderet til den moderne form af Mt. Det kan være, at kun en del af krateret nogensinde var fyldt med sediment.
På den anden side topmødet i Mt. Skarp er højere end kanten af krateret. Baseret på dette har anden forskning foreslået, at Gale Crater var fuldt ud fyldt med sediment, og at Mt. Skarp er resterne af et meget højere bjerg, end vi ser nu. Men hvis det er tilfældet, er disse nye fund i modstrid med det. Hvis disse klipper ved Mt. Skarpe blev begravet så dybt, at deres målte tæthed ville være meget højere.
En anden ræsonnement bygger på æolisk sedimentation. Æolisk betyder vindstyret. I denne hypotese førte vinden sediment ind i krateret og afsatte den på Mt. Skarp og opbyg den til mere eller mindre den form, den tager nu. I dette tilfælde ville klipperne målt af nysgerrighed aldrig have været komprimeret. Det ville forklare deres lave tæthed sammenlignet med andre nedgravede sedimentære klipper.
”Der er stadig mange spørgsmål om, hvordan Mount Sharp udviklede sig, men dette papir tilføjer et vigtigt stykke til puslespillet,” sagde studiemedforfatter Ashwin Vasavada, Curiositys projektforsker ved NASAs Jet Propulsion Laboratory i Pasadena, Californien. ”Jeg er begejstret for, at kreative forskere og ingeniører stadig finder innovative måder at gøre nye videnskabelige opdagelser med rover,” tilføjede han.
Denne undersøgelse løser ikke debatten om Gale Crater og Mt. Skarp, men det tilføjer en vis klarhed. Det viser også nytten af roverbaserede gravimetriske målinger til forståelse af Mars 'historie.
Plus, det er bare rigtig cool.
Kilder:
- Pressemeddelelse: 'Mars Buggy' nysgerrighed måler et bjergens tyngdekraft
- Forskningspapir: En overfladetyngdekraft på Mars indikerer lav bjergtæthed ved Gale-krateret
- Wikipediaindgang: Gale Crater
- Wikipedia-indgang: Mount Sharp
