Марсоход как гравиметр: Марсоход Curiosity провел первые гравитационные измерения на чужой планете - и таким образом как бы "осветил" недра. Для этой цели исследователи НАСА использовали данные датчиков ускорения марсианского корабля. Удивительный результат: подземелье кратера Гейла гораздо более пористое, чем ожидалось, как сообщают ученые в журнале «Science».
Марсоход Curiosity давно служит пионером: мобильная химическая лаборатория исследует кратер Гейла и ландшафт вокруг горы Шарп с августа 2012 года и уже сделала несколько захватывающих открытий. Curiosity обнаружил органические молекулы в недрах Марса и нашел возможные доказательства существования континентальной марсианской коры. Кроме того, его анализ предоставил доказательства того, что в кратере Гейла когда-то существовало пригодное для жизни пресноводное озеро.
Перепрофилирование инерциальных датчиков в гравиметры
Марсоход совершил еще один новаторский подвиг: он впервые провел измерение гравитации на поверхности Марса - впервые на чужой планете. Чтобы получить эти данные, исследователям во главе с Кевином Льюисом из Университета Джона Хопкинса сначала пришлось проявить творческий подход: «У Curiosity нет инструментов, которые могли бы измерять изменения гравитации», - объясняют исследователи..
Но у вездехода есть несколько инерциальных измерительных устройств, которые он использует для определения местоположения и навигации во время движения. Подобно датчикам ускорения в смартфоне, они регистрируют изменения скорости и положения. Однако, когда марсоход неподвижен, на эти датчики действует марсианская гравитация. Именно эти данные Льюис и его команда теперь использовали для получения измерений гравитационного поля посредством повторной калибровки и анализа.
Первый гравитационный траверс на чужой планете
Из 700 данных измерений за последние пять лет исследователи реконструировали гравитационный профиль нижних склонов горы Шарп - области, которую Curiosity исследовал в это время. «Это первый гравитационный траверс и измерение плотности горных пород на Марсе», - говорит соавтор Николас Шмерр из Университета Мэриленда. Никогда прежде такие измерения не проводились на поверхности чужой планеты.
«Это позволяет нам получить совершенно новую информацию о горных породах под поверхностью Марса», - говорит Льюис. Некоторые орбитальные зонды уже измерили гравитационное поле красной планеты. Однако из-за того, что они находятся так далеко от поверхности, их разрешение низкое. Весь кратер Гейла, 150 километров в поперечнике, на этих картах представляет собой не более чем всплеск цвета. С другой стороны, данные измерений Curiosity обеспечивают разрешение почти с точностью до метра.
Скала кратера на удивление пористая
Удивительный результат: «Плотность осадочной породы составляет 1680 кг на кубический метр», - сообщают исследователи. «Это значительно меньше, чем ожидалось». Ученые пришли к выводу, что плотные минералы в породе перемежаются множеством полостей. «Поэтому нижние склоны горы Шарп на удивление пористые, - говорит Льюис.
Это проливает новый свет на историю формирования этой марсианской кратерной горы. До сих пор предполагалось, что кратер когда-то был полностью заполнен осадком. Затем эрозия обнажила гору высотой примерно три километра. Однако новые данные противоречат этому сценарию. «Низкая плотность горных пород кратера Гейла предполагает, что они никогда не были глубоко погребены», - говорит Шмерр. «Вместо этого гора Шарп могла образоваться в результате осаждения ветром и подобных процессов».
Полезно и для других миссий
По словам ученых, эти результаты демонстрируют, насколько ценными могут быть гравиметрические эксперименты с использованием мобильных спускаемых аппаратов. Потому что измерения марсохода могут дополнить гравитационные данные с орбиты и принести неожиданные результаты.