利用重力-地形导纳探测海洋世界的冰壳结构

海洋世界的冰壳结构对于理解其下伏海洋的稳定性十分重要，因为它控制着热量向外传输并辐射至太空的速率。未来的航天器探测（例如 NASA 的 Europa Clipper 任务）将获得比当前更高分辨率的重力与形状测量。在本文中，我们研究重力-地形导纳对冰壳结构的敏感性，为未来的数据分析做准备。我们使用解析黏性松弛模型，在由潮汐加热的导热壳层温度依赖黏度所决定的不同壳层结构下预测导纳谱。我们将这些方法应用于 Europa 和 Enceladus 等海洋世界。我们发现导纳对不同波长下的地形支撑机制敏感，并估算了分辨这些机制转变所需的重力性能。我们发现当壳层厚度占天体半径的显著比例时，Airy 均衡模型无法在所有波长上普遍准确地描述导纳。我们的模型表明，低阶球谐函数下的导纳测量对具有高潮汐耗散的厚壳层更敏感，并可能补充冰穿透雷达测量以约束壳层厚度。最后，我们发现导纳可用于约束冰壳内的潮汐耗散，这将是对要求更高的潮汐相位滞后测量的补充。