Drie ruimtevaartuigen in een baan om Mars hebben een zwaartekracht gemaakt van de rode planeet. Dankzij deze kaart leren wetenschappers hoe Mars er van binnen uitziet.

“Net zoals een dokter een röntgenfoto gebruikt om het lichaam van een patiënt te inspecteren, gebruiken astronomen zwaartekrachtkaarten om de binnenkant van een planeet te ontleden”, vertelt onderzoeker Antonio Genova van het MIT. “Dankzij deze kaart kunnen we ruimtevaartuigen nog beter in een baan om Mars plaatsen, omdat we weten op welke plekken de zwaartekracht afwijkt. Ook begrijpen we nu beter hoe mysterieuze gebieden op deze planeet ontstaan.”

De nieuwe zwaartekrachtkaart verklaart hoe sommige landschapskenmerken zijn ontstaan op de grens tussen de relatief vlakke noordelijke laaglanden en de bekraterde zuidelijke hooglanden. De onderzoekers bevestigen daarnaast dat de buitenkern van Mars uit vloeibaar gesteente bestaat. Dit leidden zij af uit de bewegingen van de korst en de mantel van Mars. De twee manen om Mars – Phobos en Deimos – trekken namelijk voortdurend aan de korst en de mantel van de rode planeet, net zoals de maan verantwoordelijk is voor getijden op aarde.

Nieuwe zwaartekrachtkaart van Mars. Zoals je ziet is het zwaartekrachtsveld het sterkst (wit/rood) boven bergen en vulkanen, zoals de Olympus Mons.

Nieuwe zwaartekrachtkaart van Mars. Zoals je ziet is het zwaartekrachtsveld het sterkst (wit/rood) boven bergen en vulkanen, zoals de Olympus Mons.

Zwaartekrachtkaart van het noordelijk halfrond.

Zwaartekrachtkaart van het noordelijk halfrond.

En van het zuidelijk halfrond.

En van het zuidelijk halfrond.

De drie ruimtevaartuigen die de gegevens verzamelden waren de Mars Global Surveyor, Mars Odyssey en de Mars Reconnaissance Orbiter. Hoewel Mars op foto’s er perfect rond uitziet, is de planeet bobbelig. Een ruimtevaartuig in een baan om Mars voelt dit. Zo is de aantrekkingskracht boven een berg sterker dan boven een ravijn. Deze veranderingen dwingen ruimtevaartuigen om kleine baancorrecties uit te voeren. Deze fluctuaties zijn zestien jaar lang bijgehouden, waardoor wetenschappers een kaart hebben kunnen maken van het zwaartekrachtsveld van de rode planeet.

Overigens lijkt het makkelijker dan het is. Er zijn ook andere krachten actief, die de banen van ruimtevaartuigen beïnvloeden. Denk bijvoorbeeld aan de kracht van zonlicht dat op de zonnepanelen van de ruimtevaartuigen valt of het afremmende effect van de atmosfeer van de rode planeet. Wetenschappers zijn twee jaar bezig geweest om deze krachten te filteren, zodat alleen de eigen zwaartekracht van Mars overbleef.

Het zwaartekrachtsveld van Mars verandert voortdurend door het veranderen van de seizoenen. Als het op een halfrond van de rode planeet winter is, dan vriest drie tot vier biljoen ton koolstofdioxide uit de atmosfeer vast op het oppervlak, waardoor er een flinke poolkap ontstaat. Dat is ongeveer 12 tot 16 procent van het totale gewicht van de volledige Martiaanse atmosfeer.