Марс Экспресс российские элементы научной аппаратуры Космический проект

Марс Экспресс (российские элементы научной аппаратуры) Космический проект финансируется ЕКА, эксперименты – национальными космическими агентствами, российское участие в трех приборах финансировалось Федеральным космическим агентством Omega VNIR Интерпретация результатов осуществляется при поддержке Российского Фонда Фундаментальных исследований Общие сведения о проекте Марс-Экспресс- первая экспедиция европейского космического агентства к Марсу для исследований атмосферы, поверхности и истории климата Марса и окружающего Марс пространства – прямой наследник Российского Марс 96. Основные составные части миссии – орбитальный аппарат (искусственный спутник Марса) с приборами дистанционного зондирования и посадочный аппарат Beagle 2 (малая станция), предложенный британскими учеными. Оба этих элемента были выведены на межпланетную траекторию при помощи коммерческого запуска российской РН «Союз» с разгонным блоком «Фрегат» с космодрома Байконур. В проекте принимают участие ученые и специалисты Франции, Великобритании, Италии, Германии, Швеции, США, России, и многих других стран. Общая стоимость проекта – 145 млн. евро подтвержденных затрат ESA, и более 300 млн. евро с учетом затрат партнеров, считая и стоимость разработки приборов в рамках Марс 96. Пять из научных приборов спутника (HRSC, OMEGA, PFS, ASPERA и SPICAM) были первоначально изготовлены для Марс 96. В разработке заключена значительная часть их стоимости. Российские ученые принимают участие во всех 7 экспериментах проекта как соисследователи, для трех приборов (OMEGA, PFS и SPICAM) поставлены важные элементы. Научные задачи проекта и средства их достижения Научные задачи проекта Mars Express очень разнообразны. Это решение таких вопросов как поиск и детализация подпочвенной воды, анализ геологического строения планеты; комплексные исследования климата, гидрологического цикла, взаимодействия с солнечным ветром. Mars Express призван ответить на вопросы: Вероятно, Марс в прошлом имел более теплый климат, более плотную атмосферу, жидкую воду на поверхности. Почему все изменилось? Каковы современные запасы Н 2 О и СО 2 на Марсе? Каково внутреннее строение этой планеты? Какие геологические процессы формируют ее поверхность? Как работают атмосферно-климатические процессы на Марсе? Есть ли там живые организмы или следы вымершей биосферы? Марс Экспресс - приборы a) ASPERA - анализатор частиц для исследования взаимодействия атмосферы Марса с солнечным ветром Спектрометр «просвечивания» SPICAM для исследования атмосферы Спектрометр высокого разрешения PFS для исследования состава и температуры атмосферы Спектрометр OMEGA для минералогического картирования Стереокамера HRSC (10 м/пиксел) и камера высокого разрешения SRC (2 м/пиксел) для фотографирования поверхности; Длинноволновый радар MARSIS для исследования грунта на глубину до нескольких километров Эксперимент по радиопросвечиванию атмосферы и радиолокации поверхности (используется штатная радиосистема) Посадочный аппарат Beagle 2 Эксперименты Марс-Экспресс с участием России: картирующий спектрометр ОМЕГА b) c) Сканирующее устройство ОМЕГА на калибровках ОМЕГА: южная полярная шапка в видимом свете и в полосе поглощения водяного льда (содержание льда возрастает от красного к синему) ОМЕГА- картирующий спектрометр видимого и ИК диапазонов для исследования минерального состава поверхности Марса. Кооперация: Франция, Италия, Россия Российский вклад в прибор ОМЕГА – функционально законченный блок – сканирующее устройство Северный полярный район в конце полярной зимы CO 2 ice 1. 43 mkm H 2 O ice 1. 5 mkm Emission O 2 1. 27 mkm Φ =60 N Наблюдение конденсационных облаков ОМЕГА: изображения, построенные в полосах поглощения льдов СО 2 и Н 2 О и в полосе излучения кислорода О 2. Углекислый лед вероятно наблюдается на поверхности Полярный вихрь хорошо заметен в полосе водяного льда Волнистая структура в излучении кислорода возможно связана с модуляцией гравитационными волнами Φ =88 N Институт космических исследований РАН, Планетные исследования Москва, ул. Профсоюзная 84/32, Контакты: (095) 333 -5434, korab@iki. rssi. ru а) 32 км б) 64 км с) 128 км OMEGA: ледяные облака: а – Ascraeus Mons , φ = 8. 6 – 13. 5 ° N; b – φ = 40 - 60 ° N –полярный воротник, c φ = 60 ° - 70 °- полярная шапка. Север вверху. Ширина изображения на поверхности дана под графиками.

Марс Экспресс (российские элементы научной аппаратуры) Космический проект финансируется ЕКА, эксперименты – национальными космическими агентствами, российское участие в трех приборах финансировалось Федеральным космическим агентством Интерпретация результатов осуществляется при поддержке Российского Фонда Фундаментальных исследований Планетный фурье спектрометр (ПФС) был разработан для русской миссии Марс- 96. После аварии Марс 96 он вошел в состав научной аппаратуры на Марс Экспресс. Спектральный диапазон ПФС 1. 2 – 40 мкм ( 8000 – 250 см-1), спектральное разрешение 1. 4 см -1, пространственное разрешение 10 км в перицентре Международная кооперация включает 7 стран: Италию, Россию, Германию, Испанию, Польшу, Францию, США Руководитель эксперимента - профессор В. Формизано (Италия) Российские соисследователи (ИКИ РАН, отд. 53): В. И. Мороз, Л. В. Засова, В. И. Гнедых, А. В. Григорьев, Н. И. Игнатьев, Б. Е. Мошкин, Ю. Н. Никольский, Д. В. Пацаев, Д. В. Титов, И. В. Хатунцев, А. П. Экономов Ascraeus Mons Tharsis Alba Patera Научные задачи ПФС: исследование атмосферы и климата, минералогии и свойств поверхности. Температурные профили в атмосфере, свойства аэрозоля и малые составляющие восстанавливаются самосогласованным образом из одного спектра. ПФС работает на орбите вокруг Марса с 10. 01. 2004. К 15 сентября – 390 орбит. Основные научные результаты: Температурное поле (изолинии) в зависимости от высоты и широты по орбите через Ascraeus Mons (10° N ) и край Alba Patera (40° N). Полярный воротник имеет плотные ледяные облака и инверсию в температурном профиле около 10 км. Он наблюдается при φ> 48 N, а край поляной шапки, состоящей из льда СО 2, наблюдается φ>62 N температурные профили от поверхности до 60 км высоты и поля температуры в координатах широта-высота вдоль каждой орбиты, оптическая толщина и эффективный размер частиц пыли и облаков содержание Н 2 О и СО в атмосфере; содержание СН 4 и его вариации относительное содержание льдов Н 2 О , СО 2 и пыли в остаточной южной полярной шапке строение сезонной северной полярной шапки и атмосферы над ней в конце северной зимы 6 Примеры спектров ПФС В длинноволновом канале Hellas Isidis Содержания паров воды вдоль орбит 10 -320. В низких северных широтах наблюдается максимум содержания воды на долготах 0 – 50°. Пример спектра ПФС в коротковолновом канале Оптическая толщина пыли. Нижняя кривая – нормированная высотa поверхности. Профили температуры, при φ 30 -88 N. Штрих-пунктирными линиями показаны температуры конденсации H 2 O при 0. 1, 1, 100, 200, 300 и 400 ppm соответственно. Пунктирная линия - температура конденсации CO 2. Сильная температурная инверсия наблюдается в полярном воротнике, падение температуры с высотой при H>20 км в полярном воротнике сменяется нагревом над полярной шапкой из СО 2 Эксперименты Марс-Экспресс с участием России: универсальный спектрометр СПИКАМ Российский ИК канал Блок электроники СПИКАМ - многофункциональный спектрометр для исследования атмосферы Марса, в том числе методом наблюдений затмений Солнца и звезд. Кооперация: Франция, Россия, Бельгия, США Российский вклад в СПИКАМ – функционально законченный канал – спектрометр ближнего ИК излучения. УФ канал Одновременные измерения озона и водяного пара показывают насколько условия на Марсе «пригодны» для жизни Проведена прямая проверка теории что водяной пар разрушает озон. Это имеет большое значение для будущего Земли: глобальное потепление вызывает увеличения содержания воды в стратосфере, что является потенциальным источником опасности для озонового слоя Земли (сравнительная планетология) Предполагалось, что постоянная часть Южной шапки Марса состоит из льда CO 2, но до сих пор прямых подтверждений не было. Их получили ИК-спектрометры спутника Марс Экспресс в январе 2004 г, показав что присутствуют оба вида льда: водяной и углекислотный Вертикальные профили (10 -120 км) атмосферы позволят проверить точность моделей, - обеспечивающих прогнозы для аэроторможения и аэрозахвата космических аппаратов в будущих миссиях Институт космических исследований РАН, Планетные исследования Москва, ул. Профсоюзная 84/32, Контакты: (095) 333 -5434, korab@iki. rssi. ru