Как ровер НАСА взвесил гору на Марсе часть № 2

2 February 2019

Мозговой штурм пришел от Кевина В. Льюиса, профессора наук о Земле и планетах в Университете Джона Хопкинса и члена миссии. Он понял, что современные устройства, такие как смартфоны, имеют чипы, которые измеряют силы ускорения. Вот как iPhone знает, как поворачивать экран в зависимости от того, держите ли вы его вертикально или горизонтально.

Этот тип датчика, известный как акселерометр, может измерять изменения силы тяжести. На Земле геологи используют вариации гравитации для поиска подземных объектов, таких как разломы землетрясений и рудные отложения. «Разве не было бы дико, если бы у нас было что-то подобное на Марсе?» - сказал доктор Льюис, ведущий автор научной статьи.

Затем он понял, что на Марсе действительно есть акселерометры. Ровер Curiosity использовал такие устройства для отслеживания наклона автомобиля, когда он двигался по поверхности.

Эти измерения обеспечили запись силы тяжести на Curiosity. «К счастью, инженеры уже брали идеальный набор данных, в основном с самого первого дня», - сказал он.

Поскольку датчики не предназначались для целей доктора Льюиса, данные были «довольно шумными», сказал он. «Эти данные будут довольно сильно распространяться изо дня в день».

После калибровки измерений и усреднения вариаций, исследователи обнаружили, что гравитация действительно немного уменьшилась, когда Curiosity поднялся на высоту около 1000 футов . Но это было меньше, чем было бы измерено, если бы Любопытство было поднято на 1000 футов в воздух. Это из-за дополнительного гравитационного притяжения от массы горы.

Изменение силы было небольшим. Для человека, который весит 150 фунтов на Земле (и всего 57 фунтов на Марсе из-за более слабой гравитации), подъем на 1000 футов вверх по горе Шарп может пролить около одной десятой унции.

Исследователи подсчитали, что порода в Curiosity имела плотность около 100 фунтов на кубический фут. Тем не менее, минералы, которые составляют камни, были примерно на 70 процентов более плотными, чем это. Это привело доктора Льюиса и его коллег к выводу, что камни должны быть пористыми.

Джон П. Гротцингер, профессор геологии в Калифорнийском технологическом институте, который работал в качестве исследователя проектов в течение первых трех лет работы Curiosity на Марсе, сказал, что идея доктора Льюиса использовать технические данные была «отличным примером настоящего научного творчества».

Но он был менее уверен в выводах.

Любопытное исследование пород на поверхности предполагает, что зерна осадка плотно сцементированы, а не пористы. Доктор Гротцингер также отметил значительные колебания в гравитационных измерениях, даже когда Curiosity двигался на примерно ровной поверхности. Это означает, что материал под горой Шарп может быть не таким однородным, как предполагалось в расчетах доктора Льюиса и его коллег. Данные гравитации могут отражать геологические структуры низкой плотности, находящиеся глубоко под землей, а не свойства скал горы Шарп .

«Вам просто нужно как-то придумать геологически вероятный сценарий», - сказал доктор Гротцингер. «Для меня это оставляет некоторое пространство для маневра».