好奇號進行第一次火星重力測量
2020-11-22 科學網 
在2019年1月中旬拍攝的自拍中，火星探測器好奇號正準備進入蓋爾火山口的夏普山。科學家們希望利用一種新的重力測量技術揭示這座山的歷史。
一組研究人員巧妙運用美國宇航局火星探測器好奇號的非科學工程數據，測量了96英裡寬的大風隕石坑中巖層的密度。
這項研究結果於2019年2月1日發表在《科學》雜誌上。結果表明，這些巖層的多孔性超過了科學家們的猜測。
「我們能做的就是測量蓋爾隕石坑中物質的體積密度。」特拉維斯·加布裡埃爾說，他是美國亞利桑那州立大學地球與空間探索學院的研究生。他致力於計算月球車駛過的那些巖石和古老的湖床沉積物的顆粒密度。
「根據化學和礦物學儀器確定的巖石礦物豐度，我們估計每立方米的顆粒密度為2810千克。」他說，「然而，我們研究得出的體積密度要低得多——每立方米1680千克。」低得多的數字表明巖石密度較低，很可能是由於巖石更具多孔性。這意味著巖石的壓縮比科學家們想像的要小。
研究中使用的工程傳感器是加速度計和陀螺儀，就像每個智慧型手機上的一樣。在手機中，這些傳感器決定了它的方向和運動。好奇號的傳感器也能做到這一點，但精度更高，幫助工程師和任務控制人員在火星表面導航。
但是當漫遊車靜止不動時，加速度計還會測量火星上那個位置的局部重力。
該小組從好奇號著陸任務的頭五年中獲取了工程數據，並用它測量了火星在月球車軌道上700多個點的引力牽引。
論文主要作者、約翰·霍普金斯大學的凱文·劉易斯說：「我們知道，山的底層隨著時間的推移被掩埋了，這使其變得緻密。但這一發現表明，山的底層並不像我們想像的那樣被大量的物質掩埋。」
事實上，行星科學家們一直在爭論夏普山的起源。有的科學家認為它是由造成隕石坑的撞擊產生的。這可以解釋山峰的部分高度。但山的上層似乎是由風衝刷的沉積物構成，比巖石更容易被侵蝕。風帶來的沉積物曾經填滿了整個蓋爾隕石坑嗎？如果是這樣的話，它們可能會沉重地壓在底層的材料上，把它們壓實。
但新的發現表明，夏普山的下層僅被壓縮了1至2公裡，遠低於火山口被完全填滿的情況。
美國宇航局的科學家阿什溫·瓦薩瓦達說：「關於夏普山的形成方式，仍然存在很多問題，但是這篇文章對這個問題的解決起了重要作用。我很高興有創造力的科學家和工程師仍然在尋找創新的方法來進行新的科學發現。」（呂小羽編譯）
相關論文信息：DOI: 10.1126/science.aat0738
《中國科學報》 (2019-02-26 第8版 探索發現)
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