Niektórzy bardzo sprytni ludzie wymyślili, jak używać czujników nawigacyjnych MSL Curiosity do mierzenia grawitacji marsjańskiej góry. To, co znaleźli, zaprzecza wcześniejszemu myśleniu o Aeolis Mons, czyli Mt. Ostry. Aeolis Mons to góra w centrum Gale Crater, miejsca lądowania Curiosity w 2012 roku.
Krater Gale to ogromny krater uderzeniowy o średnicy 154 km (96 mil) i około 3,5 miliarda lat. W centrum znajduje się Aeolis Mons, góra o wysokości około 5,5 km (18 000 stóp). W ciągu około 2 miliardów lat osady były osadzane przez wodę, wiatr lub oba, tworząc górę. Późniejsza erozja sprowadziła górę do jej obecnej formy.
Teraz nowy artykuł opublikowany w Science, oparty na pomiarach grawitacji z Curiosity, pokazuje, że warstwy podłoża Aeolis Mons nie są tak gęste, jak kiedyś sądzono.
Pomiary grawitacji przypominają wcześniejsze dni w eksploracji Układu Słonecznego, kiedy astronauci Apollo 16 używali swojego buggy Księżyca lub Księżycowego Wędrującego Pojazdu do pomiaru grawitacji Księżyca. Tak było w 1972 roku. W naszych czasach roboty zamiast astronautów stawiają stopy na odległych światach, ale duch eksploracji i nauki są takie same.
Nowe badanie opiera się na grawimetrii, pomiarze bardzo małych zmian w polach grawitacyjnych. Można to zrobić tylko na ziemi, w porównaniu z grawimetrią na dużą skalę wykonaną z orbitującego statku kosmicznego. Aby wykonać te pomiary, zespół badawczy ponownie zaprojektował akcelerometry Curiosity, przyrządy na pokładzie łazika używane do nawigacji.
W połączeniu z żyroskopami akcelerometry wskazują łazikowi, gdzie jest na Marsie i w którą stronę jest skierowany. Smartfony też je mają i są używane przez aplikacje, które pozwalają skierować telefon w niebo i odczytać nazwy gwiazd. Oczywiście żyroskopy i akcelerometry Curiosity są znacznie dokładniejsze niż cokolwiek w smartfonie.
„Cieszę się, że kreatywni naukowcy i inżynierowie wciąż znajdują innowacyjne sposoby dokonywania nowych odkryć naukowych za pomocą łazika”.
Współautor badania, Ashwin Vasavada, naukowiec projektu Curiosity, NASA Jet Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Kalifornia.
Zespół zmierzył zmianę pola grawitacyjnego Mt. Ostry, gdy łazik wspiął się po nim. Grawitacja słabnie wraz z wysokością, a przyrządy Curiosity zostały ponownie skalibrowane w celu zmierzenia tych drobnych zmian. Na podstawie tych zmian wywnioskowano gęstość leżącej poniżej skały.
Pomiary grawimetryczne wykazały, że skała pod górą jest mniej gęsta niż się wydaje, co oznacza, że jest stosunkowo porowata. Jest to sprzeczne z poprzednimi badaniami pokazującymi, że dno krateru było zakopane pod kilkoma kilometrami skały.
„Niższe poziomy Mount Sharp są zaskakująco porowate”, powiedział główny autor Kevin Lewis z Johns Hopkins University. „Wiedz, że dolne warstwy góry zostały z czasem pochowane. To kompaktowe, co czyni je gęstszymi. Ale to odkrycie sugeruje, że nie zostały one pochowane tak dużą ilością materiału, jak myśleliśmy ”.
W swojej pracy naukowcy pokazują, że ich pomiary obejmują podłoże skalne na głębokości kilkuset metrów, a nie zwykłą skałę powierzchniową. Mierzyli średnią gęstość 1680 ± 180 kg m-3. To jest znacznie mniej gęste niż typowe skały osadowe. Ponieważ skały osadowe zyskują gęstość poprzez zagęszczenie pod większą akumulacją skał, ich niska gęstość sugeruje, że nie zostały one tak głęboko pochowane.
W pewnym sensie odkrycia te tylko dodają tajemnicy Mt. Formacja, struktura i erozja Sharpa. Na przykład nadal nie wiemy, czy Krater wichury był kiedyś całkowicie wypełniony osadami, a osad ten został erodowany do nowoczesnego kształtu Mt. Możliwe, że tylko część krateru była kiedykolwiek wypełniona osadami.
Z drugiej strony szczyt Mt. Sharp jest wyższy niż krawędź krateru. Na tej podstawie inne badania sugerują, że Krater wichury był całkowicie wypełniony osadami, a Mt. Sharp jest pozostałością o wiele wyższej góry niż obecnie. Ale jeśli tak jest, to nowe odkrycia są sprzeczne z tym. Jeśli te skały w dolnym biegu Mt. Sharp zostali pochowani tak głęboko, że ich zmierzona gęstość byłaby znacznie wyższa.
Kolejny tok rozumowania opiera się na sedymentacji eolicznej. Eolowy oznacza napędzany wiatrem. W tej hipotezie wiatr przenosił osad do krateru, osadzając go na Mt. Ostry i budujący go w mniej więcej takiej formie, jaką przybiera teraz. W takim przypadku skały mierzone przez Ciekawość nigdy nie zostałyby zagęszczone. To tłumaczyłoby ich małą gęstość w porównaniu z innymi zakopanymi skałami osadowymi.
„Wciąż jest wiele pytań dotyczących rozwoju Mount Sharp, ale ten artykuł stanowi ważny element układanki” - powiedział współautor badania Ashwin Vasavada, naukowiec projektu Curiosity w NASA Jet Jet Propulsion Laboratory w Pasadenie w Kalifornii. „Cieszę się, że kreatywni naukowcy i inżynierowie wciąż znajdują innowacyjne sposoby dokonywania nowych odkryć naukowych za pomocą łazika” - dodał.
To badanie nie rozwiąże debaty o Gale Crater i Mt. Ostry, ale dodaje pewności. Pokazuje także przydatność pomiarów grawimetrycznych opartych na łazikach w zrozumieniu historii Marsa.
Plus, to po prostu naprawdę fajne.
Źródła:
- Informacja prasowa: Ciekawość „Mars Buggy” mierzy grawitację góry
- Artykuł badawczy: Obrót grawitacyjny powierzchni na Marsie wskazuje na małą gęstość podłoża skalnego w kraterze Gale
- Wpis w Wikipedii: Gale Crater
- Wpis w Wikipedii: Mount Sharp
