질량 농도(천문)

Mass concentration (astronomy)
중요한 마스콘을 포함하는 sunarMare Smytii의 지형(위) 및 해당 중력(아래) 신호.

천문학, 천체물리학, 지구물리학에서 질량집중(mass con)은 행성이나 달의 지각의 큰 양의 중력 이상을 포함하는 영역이다.일반적으로 마스콘(mascon)이라는 단어는 [1]지구상의 하와이 주변에서 볼 수 있는 것과 같이 천체 표면 또는 표면 아래의 과도한 질량 분포를 가리키는 명사로 사용될 수 있다.하지만, 이 용어는 의 "마스콘 분지"와 같이 부정적인 이상을 가지고 있을 것으로 예상될 수 있는 특징과 관련된 양의 중력 이상을 가진 지질 구조를 설명하기 위해 가장 자주 사용된다.

달과 화성의 매스콘

달은 태양계에서 알려진 가장 중력적으로 "운 좋은" 주요 물체이다.그것의 가장 큰 매스콘은 수직에서 약 3분의 1도 떨어져 있는 수직 단차를 매스콘을 가리키게 하고 중력을 0.5퍼센트 [2][3]증가시킨다.

달에 있는 마스콘 분지의 전형적인 로는 임브리움, 세레니타티스, 크리스튬, 오리엔탈 충돌 분지가 있는데, 이 분지들은 모두 상당한 지형적 함몰과 양의 중력 이상을 보인다.화성에 있는 마스콘 분지의 예로는 아르기레, 이시디스, 유토피아 분지가 있다.이론적 고려에 따르면 등정적 평형이 낮은 지형에서는 약간의 음의 중력 이상이 나타날 수 있다.따라서 이러한 충돌 분지와 관련된 양의 중력 이상은 현재 암석권이 지탱하고 있는 지각이나 상부 맨틀 내에 어떤 형태의 양의 밀도 이상이 존재해야 한다는 것을 나타냅니다.한 가지 가능성은 이러한 이상 현상이 달의 두께가 최대 6킬로미터에 이를 수 있는 조밀한 암 현무암 변기 때문이라는 것이다.이 변기들은 관측된 중력 이상에 확실히 기여하지만, 그 크기를 설명하기 위해 지각-망틀 계면의 융기 또한 필요하다.실제로 달에 있는 일부 마스콘 분지는 화산 활동의 징후와 관련이 없는 것으로 보인다.두 경우 모두 이론적으로 볼 때, 모든 달 매스콘은 초정위성이라는 것을 알 수 있다(즉, 등정위치로 지지된다).Oceanus Procellarum과 관련된 거대한 암 현무암 화산 활동은 양의 중력 이상을 가지고 있지 않다.

달마콘의 기원

1968년 달 궤도선 [4]5대의 도플러 추적에 의해 확인된 이후, 달 표면 아래에 있는 매스콘의 기원은 많은 논쟁의 대상이 되어 왔지만, 지금은 후기 중폭격 [5]때 소행성 충돌의 결과로 여겨지고 있다.

달 매스콘이 위성 궤도에 미치는 영향

달 매스콘은 달 주변의 낮은 위성 궤도와 수정되지 않은 위성 궤도가 몇 달 또는 몇 년의 시간 척도로 불안정할 정도로 위성과 주변의 국지적 중력을 충분히 변화시킨다.궤도의 작은 동요가 축적되고 결국 위성이 표면에 충돌할 정도로 궤도가 왜곡된다.

달의 매스콘 때문에 달은 달 위성이 저궤도에 무한정 머물 수 있는 "동결 궤도" 기울기 영역을 4개밖에 없다.아폴로 16호에서 발사된 PFS-21년 반 동안 궤도에 머물 것으로 예상됐지만 달 표면에 충돌하기 전 35일 동안만 지속됐다.2001년에야 매스콘이 지도를 받고 얼어붙은 궤도가 발견되었다.[2]

루나 10호 궤도선은 달 궤도를 선회한 최초의 인공 물체였으며, 달 중력장이 예상한 것보다 더 큰 교란을 일으켰다는 추적 데이터를 반환했는데, 아마도 달 중력장의 "[6]거칠함" 때문이었을 것이다.루나 매스콘은 폴 M에 의해 발견되었다. 멀러와 윌리엄 L.1968년[7] 미국항공우주국(NASA) 제트추진연구소(JPL)의 쇼그렌(Sjogren)은 아폴로 전 달궤도 무인우주선의 정밀항법 데이터에 적용된 새로운 분석법에서 나왔다.이 발견은 매우 큰 양의 중력 이상과 달의 움푹 패인 원형 분지 사이의 일관된 1:1 상관관계를 관찰했다.이러한 사실은 달의 지질학적 발전의 역사를 따라가고 현재의 달 내부 구조를 설명하려는 모델들에게 중요한 한계를 준다.

당시 NASA의 가장 우선순위가 높은 '타이거팀' 프로젝트 중 하나는 아폴로 프로젝트의 정확성을 테스트하기 위해 사용되는 달 궤도선 우주선이 임무 사양의 10배에 달하는 예상 위치(200m가 아닌 2km)에서 오류가 발생하는 이유를 설명하는 것이었다.이는 예측 착륙 지역이 안전상의 이유로 신중하게 정의된 것보다 100배 더 크다는 것을 의미한다.매스콘의 강한 중력 섭동에 의한 달 궤도 효과가 그 원인으로 최종 밝혀졌다.휴스턴에 있는 NASA 유인우주선 센터의 윌리엄 울렌호프트와 에밀 쉬에서는 아폴로 12호에 처음 적용되어 이전에 착륙[11]탐사선 3호 우주선인 아폴로 12호의 163m (535피트) 이내에 착륙할 수 있는 "수정"[8][9][10]을 알아냈다.

매핑

2013년 5월, NASA의 연구는 지구의 [12]달에서 질량 농도를 매핑한 쌍둥이 GRAIL 탐사선의 결과와 함께 발표되었습니다.

중국의 창어 5T1 임무도 문씨의 마스콘을 지도화했다.[13]

지구의 매스콘

지구상의 매스콘은 종종 GRACE [14][15]위성과 같은 위성 중량계로 측정됩니다.매스콘은 종종 표면 질량 밀도 재분포를 [16][17]물의 밀도로 나눈 "등가 물 두께" 또는 "물 등가 높이"라고 불리는 파생된 물리적 양으로 보고된다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ Richard Allen. "Gravitational Constraints (Lecture 17)" (PDF). Berkeley course: Physics of the Earth and Planetary Interiors. p. 9. Archived from the original (PDF) on 2018-12-28. Retrieved 2009-12-25.
  2. ^ a b "Bizarre Lunar Orbits". NASA Science: Science News. NASA. 2006-11-06. Retrieved 2012-12-09.
  3. ^ Konopliv, A. S.; Asmar, S. W.; Carranza, E.; Sjogren, W. L.; Yuan, D. N. (2001-03-01). "Recent Gravity Models as a Result of the Lunar Prospector Mission". Icarus. 150 (1): 1–18. Bibcode:2001Icar..150....1K. doi:10.1006/icar.2000.6573. ISSN 0019-1035.
  4. ^ P. M. Muller, W. L. Sjogren (1968). "Mascons: Lunar Mass Concentrations". Science. 161 (3842): 680–684. Bibcode:1968Sci...161..680M. doi:10.1126/science.161.3842.680. PMID 17801458.
  5. ^ "Team solves the origin of the Moon's 'mascons' mystery". phys.org.
  6. ^ "Luna 10 (NASA)". Archived from the original on 2012-02-18.
  7. ^ Paul Muller & William Sjogren (1968). "Mascons: lunar mass concentrations". Science. 161 (3842): 680–684. Bibcode:1968Sci...161..680M. doi:10.1126/science.161.3842.680. PMID 17801458.
  8. ^ Jennifer Ross-Nazzal (2 November 2006). "NASA JOHNSON SPACE CENTER ORAL HISTORY PROJECT Oral History Transcript" (PDF). NASA Johnson Space Center. Retrieved 12 November 2015. Bill [Wilbur R.] Wollenhaupt from JPL joined my group. He and I and Bill [William] Boyce and some others traveled to Langley, and met with the Langley people over the weekend, we spent the whole time reprocessing Langley Lunar Orbiter data day and night.
  9. ^ Jennifer Ross-Nazzal (7 December 2006). "NASA JOHNSON SPACE CENTER ORAL HISTORY PROJECT Oral History 2 Transcript" (PDF). NASA Johnson Space Center. Retrieved 12 November 2015. Somewhere about this time Wilbur R. Wollenhaupt, who went by Bill, joined our group. He had extensive background in ground-based navigation at JPL. He was pretty familiar with the JPL Deep Space Network (DSN) Trackers after which the Apollo trackers were patterned.
  10. ^ Malcolm Johnston; Howard Tindall (31 May 1996). "Tindallgrams" (PDF). Collect Space.com. Retrieved 12 November 2015. If this determination, using the LM data, disagrees substantially with the other data sources, we must consider the possibility that it's due to gravity anomalies. The sort of differences we are willing to tolerate is 0.3° in longitude, which is more or less equivalent to 0.3° pitch misalignment in the platform. True alignment errors in excess of that could present ascent guidance problems. Since 0.3° is equivalent of about five miles, you'd expect the crew's estimate of position could probably be useful in determining the true situation. All they'd have to do is tell us they are short or over-shot the target point a great deal.
  11. ^ "Encyclopedia Astronautica : Apollo 12". Archived from the original on 2004-01-04.
  12. ^ Chow, Denise. "Mystery of Moon's Lumpy Gravity Explained". SPACE.com. Retrieved 31 May 2013.
  13. ^ Yan, Jianguo; Liu, Shanhong; Xiao, Chi; Ye, Mao; Cao, Jianfeng; Harada, Yuji; Li, Fei; Li, Xie; Barriot, Jean-Pierre (2020). "A degree-100 lunar gravity model from the Chang'e 5T1 mission". Astronomy & Astrophysics. EDP Sciences. 636: A45. doi:10.1051/0004-6361/201936802. ISSN 0004-6361.
  14. ^ "Monthly Mass Grids - Global mascons (JPL RL06_v02)". GRACE Tellus. 2002-03-17. Retrieved 2021-04-06.
  15. ^ Croteau, Michael J. (2012-08-05). "What are "Mascons"?". Mascons Visualization Tool. Colorado Center for Astrodynamics Research - University of Colorado Boulder. Retrieved 2022-05-16.
  16. ^ Wahr, John; Molenaar, Mery; Bryan, Frank (1998-12-10). "Time variability of the Earth's gravity field: Hydrological and oceanic effects and their possible detection using GRACE". Journal of Geophysical Research: Solid Earth. American Geophysical Union (AGU). 103 (B12): 30205–30229. doi:10.1029/98jb02844. ISSN 0148-0227.
  17. ^ Chao, B. F. (2016-05-07). "Caveats on the equivalent water thickness and surface mascon solutions derived from the GRACE satellite-observed time-variable gravity". Journal of Geodesy. Springer Science and Business Media LLC. 90 (9): 807–813. doi:10.1007/s00190-016-0912-y. ISSN 0949-7714.

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