勾配計とは何ですか？

グラディオメーターは、既知の量で発生する変化率を測定します。これには、温度から圧力、磁場または重力場までのあらゆるものが含まれます。 グラディオメーターには、科学における数多くの広範なアプリケーションがあります。 それらは、考古学から地球の表面と気候のマッピングまで、すべてに使用されています。

重力勾配計を使用して、石油および鉱物探査用の地表下の地球の層の密度を測定できます。 それらの小型化されたバージョンは、土星の月エンケラドスが持っているかもしれないような地下海を検出するために開発されています。 ラジオグラジオメーターは無人航空機（UAV）に搭載されており、米軍はイラクの道路下の即興爆発装置（IED）の導線を検出するために使用しており、メキシコから米国を横断する地下トンネルの検出にも使用されています。麻薬密輸業者が使用する境界線。 勾配計は傾斜計の一種でもあるため、建設および測量機器、航空機の飛行経路、クロスカントリーのスポーツ自転車の水平線に対する角度を測定するためにも使用できます。

重力勾配法には、さまざまな加速度軸を測定するためのさまざまなレベルの高度な機能があります。これは、デバイスに組み込まれている独立した測定勾配計または加速度計ユニットの数によって異なります。 ただし、すべての勾配計は、生成されたデータを取得し、それを標準量と比較して、存在する変化率または勾配勾配を決定します。 重力勾配計技術は、重力場の宇宙および2009年に欧州宇宙機関（ESA）によって低軌道に打ち上げられた定常状態の海洋循環エクスプローラー（GOCE）ですでに使用されています。

GOCEクラフトは、外気を162マイル（260キロメートル）の高さで周回して、搭載されているグラジオメーターの分解能を高め、海流と火山活動の挙動を研究します。 2009年現在、オランダのトウェンテ大学の研究者は、重量がわずか35オンス（1キログラム）で、太陽系を探索するために送信される宇宙探査機に追加できる同様の原理に基づいて、グラディオメーターのミニチュアバージョンを設計しています。 バネでつるされた2つのバネ付き質量は、ピコメータースケールまたは1兆分の1メートルに匹敵する重力の変動を測定します。 これらのグラジオメーターは、直径124マイル（200キロメートル）以下の月面下の地物を解像できます。

もともと鉱業でハンドヘルドユニットとして使用されていた電波グラジオメーターは、2004年に地上200フィート（61メートル）近くのUAV航空機で飛行するように適合されました。 彼らは電波を放送し、表面または中空構造の下の金属導体の存在によって変化する反射波の反射を検出します。 元の電波は、検出器によって一種のノイズとして除去されるため、地下の勾配の違いによる波のはるかに弱い変動を確認できます。 米国政府は、2007年と2008年の継続的なフィールドテストで、このようなラジオグラジオメーターシステムの使用と開発のスポンサーを続けています。

別のタイプの勾配計は、考古学および関連分野で使用される磁気勾配計です。 磁気嵐による地球の磁場の変動の影響を受けない能力を示し、化石や古代文明のその他の堆積物を示す可能性のある、表面近くの非常に小さな異常を見つけるために使用されます。 フラックスゲートグラジオメーターとセシウム蒸気センサーの設計は、地球が埋もれた壁に与える磁場、発射された物体の残骸などを経時的に測定するために一緒に使用されます。 次に、これらの測定値を地球の背景磁場と比較して、浅い深さの考古学的特徴を特定します。