Noen veldig flinke mennesker har funnet ut hvordan de kan bruke MSL Curiositys navigasjonssensorer for å måle tyngdekraften til et Marsberg. Det de har funnet er i strid med tidligere tanker om Aeolis Mons, også kjent som Mt. Skarp. Aeolis Mons er et fjell i sentrum av Gale Crater, Curiositys landingssted i 2012.
Gale Crater er et enormt nedslagskrater som er 154 km (96 mi) i diameter og omtrent 3,5 milliarder år gamle. I sentrum ligger Aeolis Mons, et fjell som er omtrent 5,5 km høyt. I løpet av en periode på omtrent 2 milliarder år ble sedimenter deponert enten av vann, vind eller begge deler for å skape fjellet. Påfølgende erosjon reduserte fjellet til sin nåværende form.
Nå viser en ny artikkel publisert i Science, basert på tyngdekraftsmålinger fra Curiosity, at Aeolis Mons berggrunnslag ikke er så tette som en gang trodde.
Curiositys tyngdekraftsmålinger husker tidligere dager i utforskning av solsystemet, da Apollo 16-astronauter brukte Månevogna, eller Lunar Roving Vehicle, for å måle Månens tyngdekraft. Det var langt tilbake i 1972. I vår tid er dens roboter i stedet for astronauter som setter foten på fjerne verdener, men undersøkelsesånden og vitenskapen er den samme.
Den nye studien er basert på gravimetri, måling av svært små endringer i gravitasjonsfelt. Det kan bare gjøres på bakken, kontra storstilt gravimetri gjort fra et kretsende romfartøy. For å ta disse målingene, forskydde forskerteamet Curiositys akselerometre, instrumenter ombord i roveren som brukes til navigasjon.
Når det kombineres med gyroskop, forteller akselerometre roveren hvor den er på Mars og hvilken vei den vender. Smarttelefoner har dem også, og de brukes av apper som lar deg rette telefonen mot himmelen og lese stjernenavn. Selvfølgelig er Curiositys gyroskop og akselerometre langt mer nøyaktige enn noe annet i en smart telefon.
"Jeg er begeistret for at kreative forskere og ingeniører fremdeles finner innovative måter å gjøre nye vitenskapelige funn med rover."
Studer medforfatter Ashwin Vasavada, prosjektforsker fra Curiosity, NASAs Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, California.
Teamet målte endringen i gravitasjonsfeltet til Mt. Skarp mens rover klatret opp. Tyngdekraften svekkes med høyden, og Curiositys instrumenter ble kalibrert for å måle disse ørsmå endringene. Fra disse endringene ble tettheten til den underliggende bergarten utledet.
De gravimetriske målingene viste at berget under fjellet er mindre tett enn antatt, noe som betyr at den er relativt porøs. Dette motsetter tidligere forskning som viste at kraterbunnen tidligere ble begravet under flere kilometer med stein.
"De lavere nivåene av Mount Sharp er overraskende," sa hovedforfatter Kevin Lewis fra Johns Hopkins University. “Bekjentgjør at bunnlagene på fjellet ble begravet over tid. Den kompakte stemningen, noe som gjør dem tettere. Men dette funnet antyder at de ikke ble begravet av så mye materiale som vi trodde. "
I papiret viser forskerne at målingene deres inkluderer berggrunnen til flere hundre meters dyp, ikke bare overflatefjell. De målte en gjennomsnittlig tetthet på 1680 ± 180 kg m -3. Det er mye mindre tett enn typiske sedimentære bergarter. Siden sedimentære bergarter får tetthet ved å bli komprimert under en større ansamling av berg, antyder deres lave tetthet at de ikke ble begravet så dypt.
På en måte legger disse funnene bare til Mt. Sharps dannelse, struktur og erosjon. For eksempel vet vi fortsatt ikke om Gale Crater en gang var fullstendig fylt med sediment, og at sedimentet ble erodert til den moderne formen til Mt. Det kan være at bare en del av krateret noensinne var fylt med sediment.
På den annen side toppen av Mt. Skarp er høyere enn kanten av krateret. Basert på det har annen forskning antydet at Gale Crater var fullstendig fylt med sediment, og at Mt. Sharp er restene av et mye høyere fjell enn vi ser nå. Men hvis det er tilfelle, er disse nye funnene i strid med det. Hvis disse bergartene i nedre rekkevidde av Mt. Skarpe ble begravet så dypt, at deres målte tetthet ville være mye høyere.
En annen begrunnelseslinje er avhengig av eolisk sedimentasjon. Eolisk betyr vindstyrt. I denne hypotesen bar vinden sediment inn i krateret, og avsatte den på Mt. Skarp og bygg den opp til mer eller mindre formen den tar nå. I så fall ville bergartene målt av Curiosity aldri blitt komprimert. Dette vil forklare deres lave tetthet sammenlignet med andre nedgravde, sedimentære bergarter.
"Det er fortsatt mange spørsmål om hvordan Mount Sharp utviklet seg, men denne artikkelen tilfører et viktig stykke til puslespillet," sa studiens medforfatter Ashwin Vasavada, Curiositys prosjektforsker ved NASAs Jet Propulsion Laboratory i Pasadena, California. "Jeg er begeistret for at kreative forskere og ingeniører fremdeles finner innovative måter å gjøre nye vitenskapelige funn med rover," la han til.
Denne studien løser ikke debatten om Gale Crater og Mt. Skarp, men det gir en viss klarhet. Det viser også nytten av rover-baserte gravimetriske målinger for å forstå Mars 'historie.
I tillegg er det bare kult.
Kilder:
- Pressemelding: ‘Mars Buggy’ nysgjerrighet måler et fjellets tyngdekraft
- Forskningsoppgave: En overflatetyngdekraft på Mars indikerer lav berggrunnstetthet ved Gale-krateret
- Wikipedia-inngang: Gale Crater
- Wikipedia-inngang: Mount Sharp
