双子の GRAIL 探査機: 月の隠された内部をマッピングする

月の重力を探るツインミッション

使命聖杯によって2011年に発売されました。NASAは、月の重力場の変化を前例のない精度で測定することを目的としていました。 2 つの同一の探査機 Ebb と Flow は、月内部のわずかな密度異常を検出するために、準円形の極軌道に配置されました。 彼らの動作は、ミクロンオーダーの変化に敏感なマイクロ波リンクのおかげで、それらの間の距離の超精密な測定に基づいていました。

示差重量測定の原理

探査機の 1 つが月の密度の高い領域上を飛行すると、わずかに強い重力を受けて加速します。 この相対的な変動により、2 つの衛星間の距離、つまりマイクロ波干渉法によって連続的に測定される距離が変化します。 これらの距離の変化を軌道位置と相関させることにより、科学者たちは月の全球重力図を再構築し、前例のない解像度で内部構造を明らかにしました。 この原理は関係 \(\Delta g = \frac{GM}{r^2}\) に基づいており、\(\Delta g\) は局所重力場の変動を表します。

地球物理学の結果と発見

得られた地図から、34kmから43kmの間の月の地殻の厚さを推定することができましたが、これは予想よりも薄かったです。 彼らはまた、大きな衝突盆地の下にある複雑な亀裂のネットワークを強調し、硬くてひび割れた地殻を証明した。 これらのデータは、マントルの分化と初期の月のマグマの結晶化、さらには衛星の形成以来の熱の進化についての重要な手がかりを提供しました。

主な軌道パラメータの表

ソース ：NASA - GRAIL ミッションの概要。

科学遺産

示差重量測定の原理はこのプロジェクトから直接得られました。グレース、2000 年代初頭に開発されました。バイロン・タプリー（1936-）と彼の協力者。 どちらのミッションも、重力が地震学と同じくらい強力な惑星内部探査ツールになり得ることを実証しました。