En smart användning av icke-vetenskaplig ingenjörsdata från NASA:s Mars-rover Curiosity har låtit ett team av forskare, inklusive en doktorand vid Arizona State University, mäta tätheten av stenlager i 96 mil bred Gale Crater.

Resultaten, publiceras 1 februari, 2019, i journalen Vetenskap , visar att lagren är mer porösa än forskarna hade misstänkt. Upptäckten ger också forskare en ny teknik att använda i framtiden när rovern fortsätter sin vandring över kratern och uppför Mount Sharp, ett tre mil högt berg i dess centrum.

"Vad vi kunde göra är att mäta bulkdensiteten av materialet i Gale Crater, säger Travis Gabriel, en doktorand vid ASU:s School of Earth and Space Exploration. Han arbetade med att beräkna vad korndensiteten borde vara för de stenar och gamla sjöbottensediment som roveren har kört över.

"Att arbeta utifrån stenarnas mineralförekomster som bestämts av instrumentet kemi och mineralogi, vi uppskattade en korndensitet på 2810 kg per kubikmeter, " säger han. "Men bulkdensiteten som kom ut från vår studie är mycket mindre - 1680 kilo per kubikmeter."

Den mycket lägre siffran visar att bergarterna har en minskad densitet som troligen beror på att stenarna är mer porösa. Det betyder att stenarna har komprimerats mindre än vad forskare har trott.

Som en smartphone, men bättre

De tekniska sensorerna som användes i studien var accelerometrar och gyroskop, ungefär som de som finns i alla smartphones. I en telefon, dessa bestämmer dess orientering och rörelse. Curiositys sensorer gör samma sak, men med mycket större precision, hjälper ingenjörer och uppdragskontrollanter att navigera med rover över Mars-ytan.

Men medan rovern står stilla, accelerometrarna mäter också den lokala tyngdkraften på den platsen på Mars.

Teamet tog ingenjörsdata från de första fem åren av uppdraget – Curiosity landade 2012 – och använde dem för att mäta gravitationsdraget från Mars vid mer än 700 punkter längs roverns spår. När Curiosity har tagit sig upp på Mount Sharp, berget började rycka i det, likaså – men inte så mycket som forskarna förväntade sig.

"De lägre nivåerna av Mount Sharp är förvånansvärt porösa, " säger huvudförfattaren Kevin Lewis vid Johns Hopkins University. "Vi vet att bergets bottenskikt begravdes med tiden. Det komprimerar dem, gör dem tätare. Men detta fynd tyder på att de inte begravdes av så mycket material som vi trodde."

Att göra Mount Sharp

Planetforskare har länge diskuterat ursprunget till Mount Sharp. Mars-kratrar lika stora som Gale har centrala toppar som höjts av chocken från nedslaget som gjorde kratern. Detta skulle svara för en del av högens höjd. Men de övre lagren av högen verkar vara gjorda av vindborrade sediment som lättare eroderas än sten.

Fyllde dessa sediment en gång hela skålen med Gale Crater? Om så är fallet, de kan ha vägt tungt på materialen vid basen, komprimera dem.

Men de nya fynden tyder på att Mount Sharps lägre lager har komprimerats av endast en halv mil till en mil (1 till 2 kilometer) material - mycket mindre än om kratern hade fyllts helt.

"Det finns fortfarande många frågor om hur Mount Sharp utvecklades, men detta papper lägger till en viktig bit till pusslet, " sa Ashwin Vasavada, Curiositys projektforskare vid NASA:s Jet Propulsion Laboratory i Pasadena, Kalifornien, som sköter uppdraget. "Jag är stolt över att kreativa forskare och ingenjörer fortfarande hittar innovativa sätt att göra nya vetenskapliga upptäckter med rover."

Gabriel tillägger, "Detta är ett bevis på nyttan av att ha en mångsidig uppsättning tekniker med Curiosity-rover, och vi är spännande att se vad de övre lagren av Mount Sharp har i beredskap."