好奇號火星探測器首次在這顆紅色星球上進行重力測量

美國國家航空航天局(NASA)火星探測車“好奇號”(Curiosity)的非科學(xué)工程數(shù)據(jù)得到了巧妙利用，包括亞利桑那州立大學(xué)(Arizona State University)一名研究生在內(nèi)的一個研究團隊得以測量96英里寬的蓋爾隕石坑(Gale Crater)巖層的密度。研究結(jié)果顯示，這些巖層的滲透性超出了科學(xué)家的預(yù)期。這一發(fā)現(xiàn)也為科學(xué)家們提供了一種新的技術(shù)，可以在未來當(dāng)漫游者繼續(xù)穿越火山口并登上位于其中心的三英里高的夏普山時使用。

“我們所能做的就是測量蓋爾隕坑內(nèi)物質(zhì)的體積密度，”亞利桑那州立大學(xué)地球與太空探索學(xué)院的研究生特拉維斯·加布里埃爾(Travis Gabriel)說。他致力于計算漫游者所經(jīng)過的巖石和古代湖床沉積物的顆粒密度?！案鶕?jù)化學(xué)和礦物學(xué)儀器測定的巖石礦物豐度，我們估計其顆粒密度為每立方米2810公斤，”他說?！叭欢?，我們研究得出的體積密度要小得多——每立方米1680公斤。”低得多的圖顯示，巖石的密度降低很可能是由于巖石更多孔。這意味著這些巖石受到的擠壓比科學(xué)家們想象的要少。

研究中使用的工程傳感器是加速度計和陀螺儀，與每一部智能手機中的傳感器非常相似。在手機中，這些決定了它的方向和運動。好奇號的傳感器也能做到這一點，但精度要高得多，幫助工程師和任務(wù)控制人員在火星表面導(dǎo)航。

但是，當(dāng)探測車靜止不動時，加速度計也會測量火星上那個點的局部引力。該團隊從“好奇號”于2012年登陸火星的前五年收集了工程數(shù)據(jù)，并利用這些數(shù)據(jù)測量了火星在探測器軌道上超過700個點的引力拖曳力。隨著“好奇號”登上夏普山，這座山也開始吸引它——但沒有科學(xué)家預(yù)期的那么多。

研究報告的主要撰寫人、約翰霍普金斯大學(xué)的凱文劉易斯說:“夏普火山較低的地層令人驚訝地具有滲透性。”“我們知道，隨著時間的推移，這座山的底層已經(jīng)被掩埋。這使得它們更緊密。但這一發(fā)現(xiàn)表明，它們被埋藏的物質(zhì)并不像我們想象的那么多。

行星科學(xué)家長期以來一直在爭論夏普山的起源。火星上蓋爾大小的隕石坑，其中心山峰因撞擊而隆起。這可以解釋土墩高度的一部分。但土堆的上層似乎是由風(fēng)沖刷的沉積物構(gòu)成的，這些沉積物比巖石更容易被侵蝕。這些沉淀物曾經(jīng)填滿了蓋爾隕石坑的整個碗嗎?如果是這樣的話，它們可能已經(jīng)在底部的材料上加重了重量，使它們變得更緊實。

但是新的發(fā)現(xiàn)表明，夏普山的下層只壓縮了半英里到一英里(1到2公里)的物質(zhì)——比火山口完全填滿的時候要少得多。“好奇號”的項目科學(xué)家阿什溫·瓦薩瓦達(Ashwin Vasavada)說，“關(guān)于夏普山是如何發(fā)展起來的，還有很多問題，但這篇論文為這個謎題增加了一個重要部分。”“我很高興，有創(chuàng)造力的科學(xué)家和工程師們?nèi)栽趯ふ覄?chuàng)新的方法，利用漫游者進行新的科學(xué)發(fā)現(xiàn)?！?/p>

加布里埃爾補充說:“這證明了‘好奇號’漫游者擁有多種技術(shù)的實用性，我們很高興看到夏普火山上層蘊藏著什么。”