Исследование атмосферы Марса в эксперименте СПИКАМ на борту КА Марс-Экспресс

Исследование атмосферы Марса в эксперименте СПИКАМ на борту КА Марс-Экспресс.

Цикл работ, вышедших в журнале «Космические Исследования» и Icarus и готовящихся к публикации в Journal Geophisical Research-Planets

Аннотация

Спектрометр СПИКАМ на борту КА Марс-Экспресс начал работу на орбите Марса в январе 2004 года. Аппаратура эксперимента состоит из двух независимых спектральных каналов, ультрафиолетового (118-320 нм, разрешение ~ 0.51 нм) и инфракрасного (1000-1700 нм, разрешение лучше 1 нм), объединенных в единый оптический блок и блока электроники.

УФ спектрометр предназначен для измерений в надир, получения вертикальных разрезов атмосферы в режиме звездного и солнечного просвечивания, и наблюдения свечений атмосферы на лимбе. В надирной ориентации прибор используется главным образом для измерения полного содержания озона в атмосфере.

Спектрометр ближнего инфракрасного диапазона на основе акустооптического фильтра в эксперименте СПИКАМ был впервые использован для исследования других планет. За полтора года работы ИК канал получил более полумиллиона спектров в диапазоне 1-1.7 мкм с разрешающей силой более 1500 в различных режимах наблюдения: лимб, надир, солнечные затмения. Основной задачей эксперимента является исследование содержания водяного пара в атмосфере Марса по полосе поглощения 1.38 мкм. Характеристики прибора (высокое спектральное разрешение и отношение сигнал-шум) позволяют решать ряд дополнительных научных задач, включая исследование распределения озона по эмиссии синглетного кислорода (O₂¹D_g), детектирования водяного и углекислотного льдов, а также исследования вертикального распределения и оптических характеристик аэрозоля в атмосфере Марса.

Основные результаты, опубликованные в 2006 году:

1) Впервые получена сезонная карта распределения озона в атмосфере Марса по данным УФ канала.

2) Получены сезонные карты распределения водяного пара и свечения кислорода по данным ИК канала. Сезонная карта свечения O₂ получена впервые.

3) Получены вертикальные профили аэрозоля и детектированы субмикронные частицы в атмосфере по данным звездных просвечиваний в УФ области.

4) Детектированы облака CO₂ льда в мезосфере Марса по данным звездных просвечиваний.

Состав авторов - сотрудников ИКИ РАН:

Кораблев О.И., Федорова А.А., Киселев А., Родин А.В., Степанов А., Григорьев А.В., Жегулев В.С.

О.И. Кораблев, Ж.-Л. Берто, Ю.К. Калинников, А.А. Федорова, В.И. Мороз, А.В. Киселев, А.В. Степанов, А.В. Григорьев, В.С. Жегулев, А.В. Родин, Э. Димареллис, Ж.П. Дюбуа, А. Реберак, Э. Ван Рансбеек, Б. Гонде, Исследования Марса в эксперименте СПИКАМ-ИК на борту КА Марс-Экспресс. 1. Акустооптический спектрометр СПИКАМ-ИК, Космические исследования, т.44,№4, 2006.

А.А. Федорова, О.И. Кораблев, С. Перрье, Ж.-Л. Берто, Ф.Лефевр, А.Родин, А. Киселев, Исследование Марса в эксперименте СПИКАМ-ИК на борту КА Марс-Экспресс. 2. Надирные наблюдения: одновременные наблюдения водяного пара и свечения O₂ в атмосфере Марса, Космические исследования, т.44, №4, 2006

Korablev, O., J. L. Bertaux, A. Fedorova , D. Fonteyn, A. Stepanov, Yu. Kalinnikov, A. Kiselev, A. Grigoriev, V. Jegoulev, S. Perrier, E. Dimarellis, J.P. Dubois, A. Reberac, E. Van Ransbeeck, B. Gondet, F. Montmessin, A. Rodin. SPICAM IR acousto-optic spectrometer experiment on Mars Express, J. Geophys. Res., doi:10.1029/2006JE002696, in press, 2006.

Fedorova A., O. Korablev, S. Perrier, J. L. Bertaux, F. Lefevre, A. Rodin.Observation of O₂ 1.27 μm dayglow by SPICAM IR: seasonal distribution for first Martian year of Mars-Express, J. Geophys. Res., 111, E09S07, doi:10.1029/2006JE002694, 2006.

Fedorova, A., O. Korablev, J. L. Bertaux, A. Rodin, A. Kiselev, S. Perrier. Mars water vapor abundance from SPICAM IR spectrometer: seasonal and geographic distributions, J. Geophys. Res., doi:10.1029/2006JE002695, in press, 2006.

Montmessin, F., E. Quémerais, J.L. Bertaux, O. Korablev, P. Rannou, S. Lebonnois, Stellar Occultations at UV wavelengths by the SPICAM instrument: retrieval and analysis of Martian haze profiles, J. Geophys. Res., doi:10.1029/2005JE002662, in press, 2006.

Bertaux J.-L., O. Korablev, S. Perrier, E. Quémerais, F. Montmessin, F.Leblanc, S.Lebonnois, F.Lefèvre, F. Forget, A. Fedorova, P. Rannou, E.Dimarellis, A. Reberac, D. Fonteyn, J.Y. Chaufray, S. Guibert, and the SPICAM Team, SPICAM on Mars Express: Observing modes and overview of UV Spectrometer data and scientific results, J. Geophys. Res., 111, doi:10.1029/2006JE002690, 2006.

Perrier, S., J. L. Bertaux, F. Lefèvre, S. Lebonnois, O. Korablev, A. Fedorova, and F. Montmessin (2006), Global distribution of total ozone on Mars from SPICAM/MEX UV measurements, J. Geophys. Res., doi:10.1029/2006JE002681, in press.

Quémerais, E., J.-L. Bertaux, O. Korablev, E. Dimarellis, C. Cot, B. R. Sandel, and D. Fussen (2006), Stellar occultations observed by SPICAM on Mars Express, J. Geophys. Res., 111, doi:10.1029/2005JE002604.

Rannou, P., S. Perrier, J.-L. Bertaux, F. Montmessin, O. Korablev, and A. Rébérac (2006), Dust and cloud detection at the Mars limb with UV scattered sunlight with SPICAM, J. Geophys. Res., doi:10.1029/2006JE002693, in press.

Montmessin, F., Bertaux J-L, Quémerais E., Korablev O., Rannou P., Forget F., Perrier S., Fussen D., Lebonnois S., Rébérac A., Dimarellis E. Subvisible CO₂ ice clouds detected in the mesosphere of Mars, Icarus, Volume 183, Issue 2, p. 403-410, 2006.