Navigationsdaten des Curiosity-Rovers liefern Informationen über Aufbau des Gale-Kraters
Das Gestein im Inneren der Kraters Gale auf dem Mars ist überraschend porös. Das zeigen Gravimetrie-Messungen, die ein US-amerikanisches Forscherteam durch geschickte Nutzung des Navigationssystems des Rover Curiosity durchführen konnten. Die Porosität des Untergrunds bis in eine Tiefe von etwa 300 Metern beträgt demnach etwa 40 Prozent – was typisch für Sedimente ist. Die Analyse zeige, dass der Krater nicht, wie vielfach angenommen, über einen langen Zeitraum verschüttet und durch Erosion freigelegt worden sein kann, so die Wissenschaftler im Fachblatt „Science“.
„Mithilfe der Gravimetrie, der präzisen Messung des Gravitationsfelds, können wir Informationen über die innere Struktur von Himmelskörpern gewinnen“, erläutern Kevin Lewis von der Johns Hopkins University in den USA. Zumeist wird dazu die Umlaufbahn von Raumsonden genau gemessen, um aus Änderungen des Gravitationsfelds auf die Massenverteilung im Inneren des Himmelskörpers zu schließen. Aber auch empfindliche Sensoren auf der Oberfläche eines Planeten können Informationen über Verdichtungen oder Hohlräume liefern.
Der Rover Curiosity ist zwar nicht mit einem solchen Gravimeter ausgestattet. Doch Lewis und seine Kollegen nutzen ein trickreiches Analyseverfahren, um aus den Daten des Navigationssystems gravimetrische Informationen zu gewinnen. Dieses System besteht aus einer ganzen Reihe von Gyroskopen und mikroelektronischen Beschleunigungsmessern, um Bewegung, Orientierung und Position des Rovers zu bestimmen. Dem Team gelang es, daraus Informationen über die Schwerebeschleunigung entlang der Route des Marsfahrzeugs zu extrahieren.
Curiosity ist 2012 im Inneren des Kraters Gale gelandet. Im Zentrum des Kraters befindet sich ein mit fünf Kilometern ungewöhnlich hoher Zentralberg, dessen Entstehung bislang umstritten ist. Viele Wissenschaftler vertreten die These, es handele sich bei dieser Mount Sharp genannten Erhebung um Überreste von Ablagerungen, die einst den gesamten Krater bedeckten. Curiosity hat seit seiner Landung insgesamt 18 Kilometer zurückgelegt und dabei auch eine Höhe von 350 Metern auf dem Abhang des Zentralbergs erklommen.
Die Analyse von Lewis und seinen Kollegen zeigt nun, dass das Material des Berghangs eine Dichte von 1680 Kilogramm pro Kubikmeter besitzt – ein unerwartet geringer Wert. Aus dem Vergleich mit Dichtemessungen des Gesteins durch Curiosity ergibt sich daraus eine Porosität von 40 Prozent. Das ist typisch für Sedimente, spricht aber dagegen, dass diese Sedimente längere Zeit unter kilometerdicken Ablagerungen gelegen haben – denn dann hätte der Druck der darüber liegenden Schichten die Sedimente stark verdichtet. Mount Sharp müsse also, so folgern die Forscher, so entstanden sein, wie wir ihn heute sehen – als frei stehender Zentralberg.
Bildquelle: K. Lewis