Einige sehr kluge Leute haben herausgefunden, wie man mit den Navigationssensoren von MSL Curiosity die Schwerkraft eines Marsberges misst. Was sie gefunden haben, widerspricht früheren Überlegungen zu Aeolis Mons, auch bekannt als Mt. Scharf. Aeolis Mons ist ein Berg im Zentrum des Gale Crater, dem Landeplatz von Curiosity im Jahr 2012.
Der Gale Crater ist ein riesiger Einschlagkrater mit einem Durchmesser von 154 km und einem Alter von etwa 3,5 Milliarden Jahren. Im Zentrum befindet sich Aeolis Mons, ein etwa 5,5 km hoher Berg. Über einen Zeitraum von ungefähr 2 Milliarden Jahren wurden Sedimente entweder durch Wasser, Wind oder beides abgelagert, wodurch der Berg entstand. Die anschließende Erosion reduzierte den Berg auf seine heutige Form.
Jetzt zeigt ein neues in Science veröffentlichtes Papier, das auf Schwerkraftmessungen von Curiosity basiert, dass die Grundgesteinsschichten von Aeolis Mons nicht so dicht sind, wie man einst dachte.
Die Schwerkraftmessungen von Curiosity erinnern an frühere Tage in der Erforschung des Sonnensystems, als Apollo 16-Astronauten ihren Mondbuggy oder Lunar Roving Vehicle verwendeten, um die Schwerkraft des Mondes zu messen. Das war vor langer Zeit im Jahr 1972. In unserer Zeit sind seine Roboter anstelle von Astronauten, die ferne Welten betreten, aber der Geist der Erforschung und der Wissenschaft ist der gleiche.
Die neue Studie basiert auf der Gravimetrie, der Messung sehr kleiner Änderungen in Gravitationsfeldern. Es kann nur am Boden durchgeführt werden, im Gegensatz zur Gravimetrie in großem Maßstab, die von einem umlaufenden Raumschiff aus durchgeführt wird. Um diese Messungen durchzuführen, hat das Forscherteam die Beschleunigungsmesser von Curiosity, Instrumente an Bord des Rovers, die für die Navigation verwendet werden, neu ausgerichtet.
In Verbindung mit Gyroskopen zeigen Beschleunigungsmesser dem Rover an, wo er sich auf dem Mars befindet und in welche Richtung er zeigt. Smartphones haben sie auch und sie werden von Apps verwendet, mit denen Sie Ihr Telefon in den Himmel richten und die Namen der Sterne lesen können. Natürlich sind die Gyroskope und Beschleunigungsmesser von Curiosity weitaus genauer als alles in einem Smartphone.
"Ich bin begeistert, dass kreative Wissenschaftler und Ingenieure immer noch innovative Wege finden, um mit dem Rover neue wissenschaftliche Entdeckungen zu machen."
Der Co-Autor der Studie, Ashwin Vasavada, Projektwissenschaftler von Curiosity, Jet Propulsion Laboratory der NASA, Pasadena, Kalifornien.
Das Team maß die Änderung des Gravitationsfeldes des Berges. Scharf, als der Rover darauf kletterte. Die Schwerkraft nimmt mit der Höhe ab und die Instrumente von Curiosity wurden neu kalibriert, um diese winzigen Veränderungen zu messen. Aus diesen Änderungen wurde die Dichte des darunter liegenden Gesteins abgeleitet.
Die gravimetrischen Messungen zeigten, dass das Gestein unter dem Berg weniger dicht ist als gedacht, was bedeutet, dass es relativ porös ist. Dies steht im Widerspruch zu früheren Untersuchungen, die zeigten, dass der Kraterboden früher unter mehreren Kilometern Fels vergraben war.
"Die unteren Ebenen des Mount Sharp sind überraschend porös", sagte der Hauptautor Kevin Lewis von der Johns Hopkins University. „Wir wussten, dass die unteren Schichten des Berges im Laufe der Zeit begraben wurden. Das kompakte, was sie dichter macht. Aber dieser Befund legt nahe, dass sie nicht durch so viel Material begraben wurden, wie wir dachten. "
In ihrer Arbeit zeigen die Forscher, dass ihre Messungen Grundgestein bis zu einer Tiefe von mehreren hundert Metern umfassen, nicht nur Oberflächengestein. Sie maßen eine durchschnittliche Dichte von 1680 ± 180 kg m -3. Das ist viel weniger dicht als typische Sedimentgesteine. Da Sedimentgesteine an Dichte gewinnen, indem sie unter einer größeren Ansammlung von Gestein verdichtet werden, deutet ihre geringe Dichte darauf hin, dass sie nicht so tief eingegraben wurden.
In gewisser Weise tragen diese Erkenntnisse nur zum Geheimnis des Berges bei. Bildung, Struktur und Erosion von Sharp. Zum Beispiel wissen wir immer noch nicht, ob der Gale Crater einmal vollständig mit Sedimenten gefüllt war und dieses Sediment in die moderne Form des Berges erodiert wurde. Es kann sein, dass nur ein Teil des Kraters jemals mit Sedimenten gefüllt war.
Auf der anderen Seite ist der Gipfel des Berges. Scharf ist höher als der Rand des Kraters. Auf dieser Grundlage haben andere Forschungen vorgeschlagen, dass der Gale Crater vollständig mit Sedimenten gefüllt war und dass der Mt. Sharp ist der Rest eines viel höheren Berges als wir jetzt sehen. Wenn dies jedoch der Fall ist, widersprechen diese neuen Erkenntnisse dem. Wenn diese Felsen am Unterlauf des Berges. Scharfe wurden so tief vergraben, dass ihre gemessene Dichte viel höher wäre.
Eine andere Argumentation beruht auf der äolischen Sedimentation. Äolisch bedeutet windgetrieben. In dieser Hypothese trug der Wind Sedimente in den Krater und lagerte sie auf dem Berg ab. Scharf und in mehr oder weniger der Form aufgebaut, die es jetzt annimmt. In diesem Fall wären die von Curiosity gemessenen Gesteine niemals verdichtet worden. Das würde ihre geringe Dichte im Vergleich zu anderen vergrabenen Sedimentgesteinen erklären.
"Es gibt noch viele Fragen zur Entwicklung von Mount Sharp, aber dieses Papier fügt dem Puzzle ein wichtiges Stück hinzu", sagte der Co-Autor der Studie, Ashwin Vasavada, Curiositys Projektwissenschaftler am Jet Propulsion Laboratory der NASA in Pasadena, Kalifornien. "Ich bin begeistert, dass kreative Wissenschaftler und Ingenieure immer noch innovative Wege finden, um mit dem Rover neue wissenschaftliche Entdeckungen zu machen", fügte er hinzu.
Diese Studie wird die Debatte über den Gale Crater und den Mt. Scharf, aber es fügt etwas Klarheit hinzu. Es zeigt auch die Nützlichkeit von gravimetrischen Messungen auf Rover-Basis für das Verständnis der Geschichte des Mars.
Außerdem ist es einfach cool.
Quellen:
- Pressemitteilung: "Mars Buggy" Neugier misst die Schwerkraft eines Berges
- Forschungsbericht: Eine Oberflächengravitationstraverse auf dem Mars weist auf eine geringe Grundgesteinsdichte am Gale-Krater hin
- Wikipedia-Eintrag: Gale Crater
- Wikipedia-Eintrag: Mount Sharp
