Как сообщает пресс-служба NASA, сотрудники агентства создали новую детальную гравитационную карту Марса, которая позволяет заглянуть в недра планеты, понять образование некоторых загадочных регионов. Карта поможет и будущим исследователям космоса, поскольку хорошее знание гравитации улучшит позиционирование аппаратов на орбите. Подробности о работе опубликованы в журнале Icarus.
Новую гравитационную карту Марса создали на основе данных, собранных Сетью глубокого космоса (Deep Space Network), куда входят три орбитальные станции, летающие вокруг Марса — это Mars Global Surveyor (MGS), Mars Odyssey (ODY) и Mars Reconnaissance Orbiter (MRO). Подобно другим планетам, Марс не идеально круглый и гладкий шар, так что возникает гравитационное напряжение, которое улавливают детекторы орбитальных станций. К примеру, напряжение гравитационного поля будет сильнее над горами и слабее над каньонами.
Даже малые изменения гравитации Марса влияют на траекторию орбитальных аппаратов, что фиксируется Deep Space Network. Эти мелкие флуктуации орбитальных данных использовали, чтобы построить карту марсианского гравитационного поля. За 16 лет наблюдений за гравитацией с орбиты Марса накопилось столько данных, что ученым понадобилось два года на их анализ, удаление шумов и построение моделей.
Орбитальные флуктуации гравитации очень слабые, и их забивают другие физические силы, влияющие на движение спутника по орбите планеты. К примеру, давление солнечного света на солнечные панели спутника и притяжение от плотных верхних слоев атмосферы.
По словам соавтора работы Антонио Генова (Antonio Genova) из Массачусетского технологического института (США), которого цитирует пресс-служба, на новой карте видны гравитационные аномалии размером около 100 км. С ее помощью ученые определили толщину марсианской коры, она составила 120 км. Поскольку разрешение карты улучшилось, ученые смогли лучше объяснить изменения марсианской коры за геологическую историю во многих регионах Марса.
Например, область слабой гравитации между Ацидалийской равниной и Землей Темпе раньше объясняли системой захороненных каналов, по которым миллиарды лет назад, — когда климат был влажнее, чем сейчас, — текли вода и грязь из южных взгорий Марса на северные низины. На новой карте видно, что слабая гравитационная аномалия на деле шире и повторяет границу между взгорьями и низинами. Ученые сделали вывод, что одни только захороненные каналы не могли дать такую картину гравитационного поля, потому что некоторые места выше, чем окружающие равнины. А некоторые элементы перпендикулярны топографии склонов.
Кроме того, новая гравитационная карта подтвердила догадки ученых о том, что Марс имеет жидкое внутреннее ядро из расплавленных горных пород. Также выяснилось, что гравитация Марса меняется со временем из-за полярных ледяных шапок. Когда на одном из полушарий наступает зима, то на его полюсе замерзает примерно 3-4 триллиона тонн диоксида углерода, взятого из атмосферы. Это 12-16 процентов массы всей атмосферы Красной планеты.
Детальные карты гравитационного поля Земли разрабатывают в Потсдамском исследовательском центре наук о Земле. Подробнее см. в нашей заметке «Как выглядит "потсдамский картофель" — гравитационное поле Земли».
