Hvad er et gradiometer?
Et gradiometer måler ændringshastigheden, der forekommer i en kendt mængde, som kan involvere alt fra temperatur til tryk til et magnetisk eller gravimetrisk felt.Gradiometre har adskillige, udbredte anvendelser inden for videnskab.De bruges i alt fra arkæologi til kortlægning af jordoverfladen og klimaet.
Et tyngdekraftsgradiometer kan bruges til at måle densiteten af jordens lag under overfladen for petroleum og mineraludforskning.Miniaturiserede versioner af dem udvikles til at detektere oceaner under jorden, såsom Saturns Moon Enceladus kan have.Radio Gradiometers er blevet sat på ubemandede luftkøretøjer (UAV'er), som det amerikanske militær bruger til at detektere de ledende ledninger af improviserede eksplosionsanordninger (IED'er) under veje i Irak, og de er også ansat til at detektere tunneler under jorden over Mexico-to-USgrænser til, at narkotikasmuglere bruger.Da et gradiometer også er en type hældningsmåler, kan de også bruges til at måle vinkler i forhold til horisonten til konstruktions- og landmålingsudstyr, flyflyvestier og langrends-cyklister.Forskellige accelerationsakser, der afhænger af, hvor mange uafhængige måle -gradiometer- eller accelerometerenheder, der er inkorporeret i en enhed.Alle gradiometre tager imidlertid de producerede data og sammenligner dem med en standardmængde for at bestemme hastigheden for ændring eller gradienthældning, der findes.Gravity Gradiometer-teknologi er allerede i brug i rummet inden for Gravity Field and Steady-State Ocean Circulation Explorer (GOCE), som blev lanceret af Det Europæiske Rum Agency (ESA) til Low-Earth Orbit i 2009.
Goce Craft Orbits iDen ydre atmosfære i en højde af 162 miles (260 kilometer) for at øge opløsningen af gradiometre om bord, hvor den studerer havstrømme og vulkansk aktivitet.Fra 2009 designer forskere ved University of Twente i Holland en miniatyrversion af Gradiometer baseret på lignende principper, som ville veje kun 35 ounces (et kilogram) og kunne tilføjes til rumprober, der sendes for at udforske solsystemet.To fjederbelastede masser, der er suspenderet af fjedre, ville måle sammenlignelige variationer i tyngdekrafttræk til picometerskalaen eller en billion af en meter.Disse gradiometre kunne løse måne under jordenfunktioner 124 miles (200 kilometer) i diameter eller mindre.
Radio Wave Gradiometers, oprindeligt brugt i minesektoren som håndholdte enheder, blev tilpasset i 2004 til at flyve på UAV -fly omkring 61 meter over jorden.De udsendte en radiobølge og registrerer refleksioner af bølgen tilbage, der ændres af tilstedeværelsen af metalledere under overfladen eller hule strukturer.Den originale radiobølge filtreres ud som en slags støj fra detektorerne, hvilket gør det muligt at se de meget svagere variationer i bølgen på grund af gradientforskelle under jorden.Den amerikanske regering har fortsat med at sponsorere brugen og udviklingen af sådanne radiokroduktionssystemer med løbende feltforsøg fra 2007 og 2008.
En anden type gradiometer er det magnetiske gradiometer, der bruges i arkæologi og beslægtede områder.Det demonstrerer en evne til ikke at blive påvirket af udsving i jordmagnetfeltet forårsaget af magnetiske storme og bruges til at lokalisere meget små afvigelser nær overfladen, hvilket kan indikere fossiler eller andre aflejringer fra gamle civilisationer.Fluxgate Gradiometer og Cesiumdampsensordesign bruges sammen til at måle det magnetiske felt, som jorden overfører nedgravede vægge, fyrede rester af genstande og så videre over tid.Disse aflæsninger sammenlignes derefter med Jordens baggrundsmagnetfelt for at finde arkæologiske træk på lavvandede dybder.