NASA создает гравитационную карту высокого разрешения для всей Земли

«Мы могли бы определить массу Гималаев, регистрируя движение атомов в квантовом датчике», — говорит Джейсон Хайон, главный технолог по наукам о Земле в JPL и директор Центра квантовых космических инноваций JPL. Хайон и его коллеги изложили концепцию своего прибора Quantum Gravity Gradiometer Pathfinder (QGGPf) в журнале EPJ Quantum Technology.

Гравитационные градиометры отслеживают как и отслеживают изменения ускорения свободного падения. Они регистрируют насколько быстрее (или медленнее) падает объект в одном месте по сравнению с объектом, падающим на небольшом расстоянии от него. Разница в ускорении между этими двумя свободно падающими объектами, так называемыми пробными массами, соответствует разнице в силе гравитации. Там где тестовые массы падают быстрее, — гравитация сильнее.

Датчик QGGPf будет использовать два облака ультрахолодных атомов рубидия в качестве тестовых масс. Охлажденные до температуры, близкой к абсолютному нулю, частицы в этих облаках ведут себя как волны. Квантовый гравитационный градиентометр будет измерять разницу в ускорении между этими волнами материи для обнаружения гравитационных аномалий.

Использование облаков ультрахолодных атомов в качестве тестовых масс идеально подходит для обеспечения точности космических гравитационных измерений в течение длительных периодов времени, объясняют ученые. Использование атомов в качестве тестовых масс позволяет измерять гравитацию с помощью компактного прибора на борту одного космического корабля. QGGPf будет иметь объем около 0,25 куб. м и весить всего около 125 килограммов, что меньше и легче традиционных космических гравитационных приборов.

Основной целью новой миссии станет проверка технологии, запуск которой запланирован на конец десятилетия. Ученые считают, что инновации, достигнутые в ходе этой миссии расширят наши возможности изучения Земли, понимания далеких планет и роли гравитации в формировании космоса.