La gravedad es una fuerza extremadamente débil, por lo que los instrumentos que miden las anomalías de la gravedad deben ser increíblemente sensibles. ¿Cómo se aíslan de las perturbaciones, especialmente cuando están en aviones?

Has identificado una de las partes más difíciles del problema.

Hay dos enfoques generales para el aislamiento de vibraciones: pasivo y activo.

En un ejemplo de sistema pasivo, la carga útil se une a una gran masa inercial, y luego este sistema se suspende de un resorte blando. Las vibraciones del ambiente se atenúan en la carga útil, porque la mayor parte del desplazamiento se concentra en comprimir el resorte en lugar de mover la gran masa. Este es el principal de las mesas ópticas flotantes.

La fabricación pasiva es simple y económica de fabricar, pero cuanto más aislamiento requiera, mayor será la masa y más suave será la primavera. Entonces, al considerar las medidas de gravedad y el vuelo, un peso gigante podría no ser práctico.

Para el balanceo, la inclinación y la desviación del vuelo, la carga útil se puede girar y estabilizar mediante la colocación de giroscopios, lo que proporciona inercia angular.

El aislamiento activo es el mismo principio que para la cancelación de ruido: los sensores miden el entorno y accionan los accionadores para oponerse y cancelar el movimiento. Estos sistemas son más complicados, pero están disponibles comercialmente. Estoy más familiarizado con el pasivo.

Mi conjetura es que los gravímetros aerotransportados están estabilizados por giro con aislamiento activo de vibración para las vibraciones lineales.

LIGO es un experimento (basado en tierra) que detectará ondas de gravedad de fuentes como los agujeros negros binarios. Dado que las amplitudes que esperan son ~ 10-18m (attómetros), requieren 3 etapas de aislamiento de vibración para evitar que el entorno ahogue su señal. Están utilizando 2 etapas de aislamiento pasivo y una única etapa de aislamiento activo más cercana a la carga útil.

Varias maneras. Lo más obvio es que resta los cambios en balanceo, inclinación y giro que son detectados por el piloto automático o por los acelerómetros.

Luego puede aplicar filtros analógicos o digitales para filtrar los cambios rápidos, cualquier cambio que tome menos de un segundo no se debe a una concentración en masa.

Luego puede usar el promediado, hacer que el avión realice múltiples pasadas sobre el paisaje y la turbulencia y las vibraciones tenderán a promediarse.

Existen otras formas, pero se clasifican, ya que se usan en sistemas de guía inercial para sustraer la fuerza gravitatoria de la tierra.