Cos'è un gradiometro?
Un gradiometro misura il tasso di variazione che si verifica in una quantità nota, che può comportare qualsiasi cosa, dalla temperatura alla pressione a un campo magnetico o gravimetrico. I gradiometri hanno numerose applicazioni diffuse nella scienza. Sono usati in tutto, dall'archeologia alla mappatura della superficie e del clima della Terra.
Un gradiometro a gravità può essere usato per misurare la densità degli strati di terra sotto la superficie per il petrolio e l'esplorazione minerale. Vengono in fase di sviluppo versioni miniaturizzate per rilevare gli oceani del sottosuolo, come potrebbero avere Enceladus della Luna di Saturno. I gradiometri radio sono stati messi su veicoli aerei senza pilota (UAV) che i militari statunitensi usano per rilevare i cavi conduttori di dispositivi esplosivi improvvisati (IED) sotto le strade in Iraq, e sono anche impiegati per rilevare tunnel sotterranei attraverso il confine in Messico-USA che i contrabbandieri della droga usano. Poiché un gradiometro è anche un tipo di inclinometro, possono anche essere usati per misurare gli angoli rispetto all'HOrizon per attrezzature per l'edilizia e il rilevamento, i percorsi di volo degli aerei e i ciclisti sportivi di fondo.
La gravità della gravità ha livelli variabili di sofisticazione per misurare diversi assi di accelerazione, che dipende da quante unità di misurazione o accelerometro indipendenti sono incorporate in un dispositivo. Tutti i gradiometri, tuttavia, prendono i dati prodotti e lo confrontano con una quantità standard per determinare il tasso di variazione o la pendenza del gradiente esistente. La tecnologia del gradiometro a gravità è già in uso nello spazio nel campo di gravità e nell'Ocean Circulation Explorer (GOCE), che è stato lanciato dall'European Space Agency (ESA) in orbita a bassa terra nel 2009.
Le orbite dell'imbarcazione del Goce nell'atmosfera esterna ad un'altezza di 162 miglia (260 chilometri) per aumentare la risoluzione dei gradiometri a bordo, dove studia il comportamento delle correnti oceaniche e vulcanica actività. A partire dal 2009, i ricercatori dell'Università del Twente nei Paesi Bassi stanno progettando una versione in miniatura del gradiometro basato su principi simili, che peserebbero solo 35 once (un chilogrammo) e potrebbero essere aggiunti alle sonde spaziali inviate per esplorare il sistema solare. Due masse caricate a molla sospese da molle misurerebbero variabili comparabili nella tiro gravitazionale alla scala del picometro o un trilionario di un metro. Questi gradiometri potrebbero risolvere la luna sottoposciata presenta 124 miglia (200 chilometri) di diametro o più piccoli.
I gradiometri delle onde radio, originariamente utilizzate nel settore minerario come unità portatili, sono stati adattati nel 2004 per volare su aerei UAV a circa 200 piedi (61 metri) dal suolo. Trasmettono un'onda radio e rilevano i riflessi della schiena dell'onda che sono alterati dalla presenza di conduttori metallici sotto la superficie o le strutture cave. L'onda radio originale viene filtrata come una sorta di rumore dai rilevatori, il che consente di vedere la MUCH Variazioni più deboli nell'onda dovuta a differenze di gradiente sotterranee. Il governo degli Stati Uniti ha continuato a sponsorizzare l'uso e lo sviluppo di tali sistemi di gradiometro radio con test sul campo in corso a partire dal 2007 e nel 2008.
Un altro tipo di gradiometro è il gradiometro magnetico utilizzato nell'archeologia e nei campi correlati. Dimostra la capacità di non essere influenzato da fluttuazioni nel campo magnetico terrestre causato da tempeste magnetiche e viene utilizzato per individuare anomalie molto piccole vicino alla superficie che potrebbero indicare fossili o altri depositi da antiche civiltà. Il gradiometro Fluxgate e i disegni del sensore di vapore di cesio sono usati insieme per misurare il campo magnetico che la Terra impartisce a pareti sepolte, resti sparati di oggetti e così via nel tempo. Queste letture vengono quindi confrontate con il campo magnetico di fondo terrestre per individuare le caratteristiche archeologiche a profondità poco profonde.