Rover meet de zwaartekracht van Mars

Marsrover voert de eerste zwaartekrachtmeting uit op een vreemde planeet

Marsrover Curiosity heeft de eerste zwaartekrachtmeting uitgevoerd op het oppervlak van een buitenaardse planeet. © NASA / JPL-Caltech / MSSS
voorlezen

Een rover als gravimeter: De Mars rover Curiosity heeft de eerste zwaartekrachtmetingen uitgevoerd op een buitenaardse planeet - en zo "door de ondergrond" schijnen. NASA-onderzoekers hebben de gegevens van de versnellingssensoren van het Mars-voertuig misbruikt. Het verrassende resultaat: de ondergrond in de Gale-krater is veel poreuzer dan gedacht, zoals de wetenschappers in het tijdschrift "Science" melden.

De Curiosity Mars rover is een ervaren pionier: sinds augustus 2012 onderzoekt het rollend chemielaboratorium de Gale Crater en het landschap rond Mount Sharp - en heeft het al enkele spannende ontdekkingen gedaan. Zo heeft Curiosity organische moleculen in de ondergrondse Mars ontdekt en mogelijk bewijs gevonden van een continentale Mars-korst. Bovendien leverden zijn analyses bewijs op dat er ooit een levenvriendelijk zoetwatermeer was in de Gale Crater.

Traagheidssensoren omgezet in zwaartekrachtmessen

Nu heeft de Mars-rover opnieuw een baanbrekende prestatie verricht: voor het eerst heeft hij een zwaartekrachtmeting uitgevoerd op het oppervlak van Mars - de eerste op een vreemde planeet. Om deze gegevens te krijgen, moesten de onderzoekers rond Kevin Lewis van Johns Hopkins University creatief zijn: "Nieuwsgierigheid heeft onder zijn instrumenten geen die veranderingen in de zwaartekracht kan meten, " verklaren de onderzoekers.

Maar de Rover heeft verschillende traagheidsmeters, die hij gebruikt voor positiebepaling en navigatie tijdens het rijden. Net als de versnellingssensoren in een smartphone registreren ze veranderingen in snelheid en positie. Wanneer de Mars-rover echter stilstaat, werkt de zwaartekracht van Mars op deze sensoren. Het zijn precies deze gegevens die Lewis en zijn team hebben gebruikt om zwaartekrachtveldmetingen af ​​te leiden door herkalibratie en analyse.

Eerste zwaartekracht doorkruisen op een vreemde planeet

Uit 700 metingen in de afgelopen vijf jaar reconstrueerden de onderzoekers een zwaartekrachtprofiel van de lagere hellingen van Mount Sharp - het terrein dat Curiosity destijds onderzocht. "Dit vertegenwoordigt de eerste zwaartekracht doorgang en meting van de rotsdichtheid op Mars", zegt co-auteur Nicholas Schmerr van de Universiteit van Maryland. Nooit eerder is een dergelijke meting gedaan op het oppervlak van een buitenaardse planeet. tonen

"Hiermee kunnen we volledig nieuwe informatie krijgen over de rots onder het oppervlak van Mars", zegt Lewis. Hoewel sommige orbitale sondes het zwaartekrachtsveld van de rode planeet al hebben gemeten. Omdat ze zich echter zo ver van het oppervlak bevinden, is hun resolutie laag. De hele Gale Crater met zijn diameter van 150 kilometer is weinig meer dan een scheutje kleur in deze kaarten. De Curiosity-meetgegevens bieden echter een bijna meter-nauwkeurige resolutie.

De metingen tonen een afname van de zwaartekracht met toenemende hellingshoogte op Mount Sharp. Lewis Kevin Lewis

Kraterrots is verrassend poreus

Het verrassende resultaat: "De dichtheid van het sedimentair gesteente is 1.680 kilogram per kubieke meter, " melden de onderzoekers. "Dat is veel minder dan verwacht." Eerder waren de dichtheidsmetingen van afzonderlijke minerale monsters bijna verdubbeld met 2.810 kilogram per kubieke meter. De wetenschappers concluderen dat de dichte mineralen in het gesteente worden afgewisseld met vele holtes. "De lagere hellingen van Mount Sharp zijn daarom verrassend poreus", zegt Lewis.

Dit werpt een nieuw licht op het ontstaan ​​van deze Mars-kraterberg. Eerder werd aangenomen dat de krater ooit volledig was gevuld met sediment. Alleen de erosie liet vervolgens de ongeveer drie kilometer hoge berg weer los. Maar de nieuwe gegevens zijn in tegenspraak met dit scenario. "De lage dichtheid in de rotsen van de Gale-krater suggereert dat ze nooit diep begraven zijn", zegt Schmerr. "In plaats daarvan had Mount Sharp kunnen worden gecreëerd door windafzetting en soortgelijke processen."

Handig voor andere missies

Volgens de wetenschappers tonen deze resultaten aan hoe waardevol gravimetrische experimenten kunnen zijn met behulp van mobiele sondes. Rover-metingen kunnen de zwaartekrachtgegevens uit de baan aanvullen en verrassende inzichten opleveren. (Wetenschap, 2019; doi: 10.1126 / science.aat0738)

Bron: Universiteit van Maryland

- Nadja Podbregar