Gravitationsfältssensorer

Gravitationsfältssensorer är instrument som mäter variationer i jordens eller andra himlakroppars gravitationsfält. De används för att bestämma absolut eller relativ gravitationsacceleration samt gradienter i fältet och omfattar tekniker såsom gravimetrar, gravitationsgradiometrar, accelerometrar och moderna atominterferometriska sensorer.

Principen bygger antingen på mekaniska massor i vila kontra förskjutning (klassiska gravimetrar), på mätning av tunga massors rörelser (superledande gravimetrar) eller på kvantmekaniska interferensmönster hos kalla atomer (atominterferometri). Gradiometrar registrerar rumsliga förändringar i gravitationsfältet genom att jämföra signaler från två eller flera nära placerade sensorer, vilket förbättrar känslighet för lokala massanomalier.

Användningsområden inkluderar geofysisk prospektering för mineral- och oljeletning, kartläggning av geologiska strukturer, övervakning av vattenresurser, glaciologi, jordbävningsstudier och precisionsnavigering där GNSS inte är tillförlitligt. I rymdvetenskap används gravitationssensorer för att studera planetära massfördelningar och interna strukturer.

Begränsningar och utmaningar är bland annat känslighet för termisk och seismisk brus, instrumentdrift, behov av noggrann kalibrering och begränsningar i mobilitet för högtkänsliga system. Framtida utvecklingar fokuserar på förbättrad stabilitet, miniaturisering, kvantbaserade tekniker och integrering med andra sensorer för bättre upplösning och bredare tillämpning.