作者:吕小羽 来源:中国科学报 发布时间:2019/2/26 10:47:19
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好奇号进行第一次火星重力测量

在2019年1月中旬拍摄的自拍中,火星探测器好奇号正准备进入盖尔火山口的夏普山。科学家们希望利用一种新的重力测量技术揭示这座山的历史。

一组研究人员巧妙运用美国宇航局火星探测器好奇号的非科学工程数据,测量了96英里宽的大风陨石坑中岩层的密度。

这项研究结果于2019年2月1日发表在《科学》杂志上。结果表明,这些岩层的多孔性超过了科学家们的猜测。

“我们能做的就是测量盖尔陨石坑中物质的体积密度。”特拉维斯·加布里埃尔说,他是美国亚利桑那州立大学地球与空间探索学院的研究生。他致力于计算月球车驶过的那些岩石和古老的湖床沉积物的颗粒密度。

“根据化学和矿物学仪器确定的岩石矿物丰度,我们估计每立方米的颗粒密度为2810千克。”他说,“然而,我们研究得出的体积密度要低得多——每立方米1680千克。”低得多的数字表明岩石密度较低,很可能是由于岩石更具多孔性。这意味着岩石的压缩比科学家们想象的要小。

研究中使用的工程传感器是加速度计和陀螺仪,就像每个智能手机上的一样。在手机中,这些传感器决定了它的方向和运动。好奇号的传感器也能做到这一点,但精度更高,帮助工程师和任务控制人员在火星表面导航。

但是当漫游车静止不动时,加速度计还会测量火星上那个位置的局部重力。

该小组从好奇号着陆任务的头五年中获取了工程数据,并用它测量了火星在月球车轨道上700多个点的引力牵引。

论文主要作者、约翰·霍普金斯大学的凯文·刘易斯说:“我们知道,山的底层随着时间的推移被掩埋了,这使其变得致密。但这一发现表明,山的底层并不像我们想象的那样被大量的物质掩埋。”

事实上,行星科学家们一直在争论夏普山的起源。有的科学家认为它是由造成陨石坑的撞击产生的。这可以解释山峰的部分高度。但山的上层似乎是由风冲刷的沉积物构成,比岩石更容易被侵蚀。风带来的沉积物曾经填满了整个盖尔陨石坑吗?如果是这样的话,它们可能会沉重地压在底层的材料上,把它们压实。

但新的发现表明,夏普山的下层仅被压缩了1至2公里,远低于火山口被完全填满的情况。

美国宇航局的科学家阿什温·瓦萨瓦达说:“关于夏普山的形成方式,仍然存在很多问题,但是这篇文章对这个问题的解决起了重要作用。我很高兴有创造力的科学家和工程师仍然在寻找创新的方法来进行新的科学发现。”(吕小羽编译)

相关论文信息:DOI: 10.1126/science.aat0738

《中国科学报》 (2019-02-26 第8版 探索发现)
 
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