美国国家航空航天局航天器地图火星上的重力，在火星内留下最佳视图

科学家们使用了轻微的轨道波动来映射火星的重力领域，提供新的洞察力，进入其在杆子的地壳厚度，深层内部和季节性变化。新的重力图也将有助于将来的航天器更准确地进入轨道，确保火星舰队继续返回大规模的数据。

用三个美国国家航空航天局宇宙飞船制造的火星的重力是最详细的迄今为止，提供了一个曝光的红色星球隐藏的内部。

“重力图允许我们在一个星球内看到，就像医生使用X射线就在患者内看到，”马萨诸塞州理工学院（麻省理工学院），剑桥，马萨诸塞州的剑桥，剑桥。“新的重力图对未来的火星探索有所帮助，因为更好地了解地球的重力异常，帮助使命控制器将航天器更精确地插入轨道上的轨道。此外，我们的重力图的改进分辨率将有助于我们理解地球特定区域的静态神秘形成。“与MIT有关的Genova，但位于马里兰州Greenbelt的NASA的戈达德太空飞行中心，是在伊卡斯杂志杂志上发表的这项研究的牵头领先作者。

科学家们在三个美国宇航局航天器的轨道上使用了小波动来映射火星的重力场。学分：NASA / GSFC / Scientific Visualization Studio

新的重力图的改进解决方案表明，在边界中形成的一些特征的新解释，这些功能遍布大型烟草南部高地的相对光滑的北部低地。此外，该团队证实，火星通过分析由阳光引力和火星的两个卫星引起的火星地壳和地幔中的潮汐和地幔具有熔岩的液体外核。最后，通过观察火星的重力超过11年 - 太阳能活动的整个周期的时期 - 该团队推断出在冬季冻结到火星冰盖上的大气层的大量二氧化碳。他们还观察到这种质量在南极和北极之间如何随着每个半球的季节变化而移动。

俯视北极（中心）的火星重力地图。白色和红色是重力的领域;蓝色表示重力较低的区域。

使用多普勒和NASA的深空网络从马斯轨道轨道上的三个NASA航天器收集的Doppler和范围跟踪数据导出。火星全球测量师（MGS），Mars Odyssey（ODY）和火星侦察轨道（MRO）。像所有的行星一样，火星是笨拙的，这导致绕过它在它周围的轨道上的航天器感觉到的引力。例如，拉动将在山上有点强壮，并且在峡谷上略微弱。

火星重力的轻微差异改变了NASA航天器轨道的轨迹，这改变了从航天器发送到深空网的信号。这些小波动在轨道数据中用于构建火星重力场的地图。

俯视南极（中心）的火星重力地图。白色和红色是重力的领域;蓝色表示重力较低的区域。

使用大约16年的数据恢复重力场，这些数据在火星周围的轨道中连续收集。然而，从不均匀的重力变化是微小的，并且其他能够扰乱航天器运动的其他力量必须仔细考虑，例如阳光在太空船的太阳能电池板上的力量，并从红色星球的薄大大气中拖动。花了两年的分析和计算机建模以消除不受重力引起的运动。

“通过这张新地图，我们已经能够看到大约100公里（约62英里）的重力异常，我们已经确定了火星的地壳厚度，分辨率约为120公里（近75英里） ，“Genova说。“新地图的更好分辨率有助于解释这个地球的外壳在许多地区的火星历史上变化。”

例如，在Aderalia Planitia和Tempe Terra之间的重力较低的区域被解释为埋入渠道的系统，该系统将Mars'Hiblands的水和沉积物从马斯的南部的高地送入北部低地的多年前，当火星气候潮湿时今天。新地图显示，这种低重力异常绝对更大，并遵循高地和低地之间的边界。这种重心槽的系统不太可能仅是由于埋地的通道，因为在地方的地方升高到周围的平原上方。新的重力图表明，这些特征中的一些垂直于当地地形坡度跑，与水的自然下坡流量垂直。

替代说明是这种异常可能是岩石圈的弯曲或弯曲的结果 - 由于雷头斯区域的形成，地球的强，最外层。Tharsis是一个火山高原，在马斯千里，太阳系中最大的火山。随着Tharsis Varcanoes的增长，周围的岩石圈在其巨大的体重下弯曲。

新的重力领域还允许团队确认以前的重力解决方案中的指示，火星具有熔岩的液体外核。新的重力解决方案改善了火星潮汐的测量，这将由地球物理学家使用，以改善火星内部的模型。

以前使用MGS和Ontody任务来测量Martian重力的变化以监测极性冰盖。这是第一次使用MRO数据继续监控其质量。该团队已经确定，当一个半球经历冬季时，分别将大约3万亿吨到4万亿吨的二氧化碳冻结在北部和南极帽的大气中。这是整个火星氛围的大量的12％至16％。美国宇航局的维京任务首先观察到这种大规模的季节性降水二氧化碳。新观察证实了MARS全球参考大气模型的数值预测 - 2010年。

该研究由NASA的火星侦察轨道特派团和美国航空航天局的火星数据分析计划提供资金。

出版物：Antonio Genova等，“MGS的MAG季节性和静态重力场，火星Odyssey和MRO无线电科学”，Icarus，2016年7月1日第272卷，第228-245页; DOI：10.1016 / J.ICarus.2016.02.050