Curiosity mierzy pole grawitacyjne u podstaw Aeolis Mons

Sprytne wykorzystanie nienaukowych danych inżynieryjnych zbieranych przez marsjański łazik Curiosity pozwoliło zespołowi badaczy, w tym także studentowi z Arizona State University, na zmierzenie gęstości warstw skalnych w 150-kilometrowym kraterze Gale.

Wyniki pomiarów, które zostaną opublikowane dzisiaj w periodyku Science wskazują, że warstwy skalne są bardziej porowate niż naukowcy podejrzewali. Odkrycie to dostarcza naukowcom także nową technikę do wykorzystania w przyszłości gdy łazik będzie przemierzał krater wspinając się na Górę Sharpa (Aeolis Mons) wznoszącą się na pięć kilometrów w centrum krateru.

“Udało nam się zmierzyć nasypową gęstość materii w Kraterze Gale” mówi Travis Gabriel, student w ASU, który zajmował się obliczaniem gęstości ziaren skał oraz osadów, po których przemieszcza się Curiosity.

“Bazując na obfitości minerałów skalnych ustalonej za pomocą instrumentu Chemistry and Mineralogy, oszacowaliśmy gęstość ziaren na 2810 kilogramów na metr sześcienny. Jednak gęstość nasypowa obliczona w naszych badaniach jest dużo niższa – 1680 kilogramów na metr sześcienny”.

Dużo niższa wartość wskazuje, że skały charakteryzują się niższą gęstością, co może wskazywać na to, że są one bardziej porowate niż wcześniej uważano.

Do obliczeń wykorzystano akcelerometry i żyroskopy łazika, przypominające te, które znamy ze swoich smartfonów. W telefonie, służą one do określania orientacji i monitorowania ruchu telefonu. W przypadku łazika instrumenty te robią dokładnie to samo, ale znacznie precyzyjniej i służą do wspomagania inżynierów i kontrolerów misji w nawigowaniu łazikiem po powierzchni Czerwonej Planety.

Gdy łazik stoi w miejscu, jego akcelerometry mierzą także lokalne pole grawitacyjne.

Pomiary z wykorzystaniem akcelerometrów łazika Curiosity (szary) wskazują spadek grawitacji wraz ze wzrostem wysokości. Stopień spadku modelowanego sygnału grawitacyjnego (czarny) pozwolił autorom badania zmierzyć gęstość skał tworzących Aeolis Mons. Źródło: Kevin Lewis

Badacze uwzględnili w swoich badaniach dane inżynieryjne zebrane przez łazik w ciągu pięciu pierwszych lat misji – łazik Curiosity wylądował na Marsie w 2012 roku – i wykorzystali je do zmierzenia przyciągania grawitacyjnego Marsa w ponad 700 punktach dotychczasowej ścieżki, po której poruszał się łazik. Gdy Curiosity zaczął wspinać się na zbocze Góry Sharpa, owa góra także zaczęła przyciągać łazika, aczkolwiek nie tak bardzo jak oczekiwali naukowcy.

“Niższe poziomy Aeolis Mons są zaskakująco porowate” mówi Kevin Lewis z Johns Hopkins University, główny autor artykułu. Wiemy, że te niższe warstwy góry znajdowały się kiedyś pod powierzchnią, a więc były bardziej zbite, a tym samym są gęstsze. Jednak nasze wyniki wskazują, że nie były one przykryte tak dużą warstwą materii jak sądziliśmy”.

Planetolodzy od dawna zastanawiają się nad pochodzeniem Aeolis Mons. Kratery marsjańskie rozmiarów Krateru Gale mają w swoich środkach wzniesienia centralne powstałe w trakcie uderzenia, które doprowadziło do powstania krateru. Wyższe warstwy wzniesienia wydają się złożone ze zerodowanych przez wiatr osadów.

Czy te osady kiedyś wypełniały całą nieckę Krateru Gale? Jeżeli tak, mogły one mocno dociskać materię znajdującą się na dnie krateru, tym samym intensywnie ją ubijając.

Jednak nowe badania wskazują, że niższe warstwy Aeolis Mons zostały ubite przez jedynie 1-2 kilometry materii – dużo mniej niż gdyby krater był całkowicie wypełniony.

“Wciąż pozostaje wiele pytań dotyczących tego jak powstał Aeolis Mons, ale ten artykuł stanowi kolejny element układanki” mówi Ashwin Vasavada, naukowiec projektu Curiosity z Jet Propulsion Laboratory. “Niezmiernie cieszy mnie, że kreatywny naukowcy i inżynierowie wciąż odkrywają nowe sposoby wykorzystywania danych zbieranych przez łazik do poznawania Czerwonej Planety”.

Źródło: Arizona State University

Artykuł naukowy: http://science.sciencemag.org/lookup/doi/10.1126/science.aat0738

Author: Radek Kosarzycki

Niedoszły astronom. Prawie filolog. Aspołeczny popularyzator nauki. Kulturalny cham.