Заглянути під поверхню Марса та інших планет, щоб відкрити приховану під верхньою оболонкою структуру - вкрай складне і захоплююче завдання. Втім, вона може стати набагато легшою за допомогою нового інструменту, а менш захоплюючою - не стане.
Цей пристрій - градіометр сили тяжкості, який дозволяє з високою точністю фіксувати зміни гравітаційного поля планети над різними її ділянками. Ідея проста: беремо пару тіл, закріплених на пружинах і починаємо обліт планети. Зрозуміло, що одне з тіл виявляється трохи ближче до неї і відчуває, відповідно, трохи сильніше тяжіння, злегка сильніше натягуючи пружинний підвіс. Різниця між натягненням пружин у обох тіл, як не мала, може бути вимірена і дозволяє скласти детальну карту гравітаційного поля планети.
Такий прилад встановлено на борту європейського зонда GOCE, який був запущений нещодавно і вже веде роботу з вивчення нашої планети та уточнення її форми (читайте: «Некругла Земля»). Однак цей градіометр - інструмент зовсім не компактний, важить він не один центнер, і навіть на орбіту доставити його було завданням складним і вкрай дорогим. Ну а про відправку до інших планет і мови бути не може.
Однак несподіване рішення проблеми прийшло з боку нідерландських вчених на чолі з Яапом Флокстра (Jaap Flokstra), які зуміли розробити градіометр сили тяжкості, що важить всього близько кілограма. Замість важких тіл у ньому використовують тонкі кремнієві пластини, оброблені за допомогою технологій, які використовують у мікроелектроніці.
Пластини в цьому приладі розташовані на відстані всього в пару сантиметрів (біля градіометра на борту GOCE дві важких маси розділяє близько півметра), та й їхні власні розміри роблять різницю між гравітаційним впливом на них планети нікчемною. Однак розробники знайшли засоби фіксувати і цю різницю, підвісивши пластини на надчутливих пружинах, причому зміна у відстані між пластинами ведеться з точністю до 1 пікометра (0,001 нм): ця зміна злегка змінює ємність конденсатора, який являє собою система з пари пластин і розділяє їх матеріалу. Зміна ємності заміряти можна з куди більш високою точністю.
Звичайно, до рівня GOCE такому приладу далеко - але його все-таки можна використовувати для більш далеких місій, а стандартний важкий градіометр для цього не підійде. За оцінкою вчених, якщо розмістити подібний пристрій на супутнику і відправити його до сусідньої планети, він цілком здатний розрізнити геологічні структури розмірами від 200 км, включаючи гори, що йдуть глибоко під верхній шар кори або, скажімо, приховані під поверхнею океани, які, як давно підозрюють вчені, є на супутнику Сатурна Енцеладе (читайте про них: «Внутрішні сили малюка»).
Публікація New Scientist Space