好奇号火星探测器首次在这颗红色星球上进行重力测量

好奇号火星探测器首次在这颗红色星球上进行重力测量

美国国家航空航天局(NASA)火星探测车“好奇号”(Curiosity)的非科学工程数据得到了巧妙利用，包括亚利桑那州立大学(Arizona State University)一名研究生在内的一个研究团队得以测量96英里宽的盖尔陨石坑(Gale Crater)岩层的密度。研究结果显示，这些岩层的渗透性超出了科学家的预期。这一发现也为科学家们提供了一种新的技术，可以在未来当漫游者继续穿越火山口并登上位于其中心的三英里高的夏普山时使用。

“我们所能做的就是测量盖尔陨坑内物质的体积密度，”亚利桑那州立大学地球与太空探索学院的研究生特拉维斯·加布里埃尔(Travis Gabriel)说。他致力于计算漫游者所经过的岩石和古代湖床沉积物的颗粒密度。“根据化学和矿物学仪器测定的岩石矿物丰度，我们估计其颗粒密度为每立方米2810公斤，”他说。“然而，我们研究得出的体积密度要小得多——每立方米1680公斤。”低得多的图显示，岩石的密度降低很可能是由于岩石更多孔。这意味着这些岩石受到的挤压比科学家们想象的要少。

研究中使用的工程传感器是加速度计和陀螺仪，与每一部智能手机中的传感器非常相似。在手机中，这些决定了它的方向和运动。好奇号的传感器也能做到这一点，但精度要高得多，帮助工程师和任务控制人员在火星表面导航。

但是，当探测车静止不动时，加速度计也会测量火星上那个点的局部引力。该团队从“好奇号”于2012年登陆火星的前五年收集了工程数据，并利用这些数据测量了火星在探测器轨道上超过700个点的引力拖曳力。随着“好奇号”登上夏普山，这座山也开始吸引它——但没有科学家预期的那么多。

研究报告的主要撰写人、约翰霍普金斯大学的凯文刘易斯说:“夏普火山较低的地层令人惊讶地具有渗透性。”“我们知道，随着时间的推移，这座山的底层已经被掩埋。这使得它们更紧密。但这一发现表明，它们被埋藏的物质并不像我们想象的那么多。

行星科学家长期以来一直在争论夏普山的起源。火星上盖尔大小的陨石坑，其中心山峰因撞击而隆起。这可以解释土墩高度的一部分。但土堆的上层似乎是由风冲刷的沉积物构成的，这些沉积物比岩石更容易被侵蚀。这些沉淀物曾经填满了盖尔陨石坑的整个碗吗?如果是这样的话，它们可能已经在底部的材料上加重了重量，使它们变得更紧实。

但是新的发现表明，夏普山的下层只压缩了半英里到一英里(1到2公里)的物质——比火山口完全填满的时候要少得多。“好奇号”的项目科学家阿什温·瓦萨瓦达(Ashwin Vasavada)说，“关于夏普山是如何发展起来的，还有很多问题，但这篇论文为这个谜题增加了一个重要部分。”“我很高兴，有创造力的科学家和工程师们仍在寻找创新的方法，利用漫游者进行新的科学发现。”

加布里埃尔补充说:“这证明了‘好奇号’漫游者拥有多种技术的实用性，我们很高兴看到夏普火山上层蕴藏着什么。”