Цикл: Акустооптические бортовые спектрометры.

Кораблев О.И., Трохимовский А.Ю., Федорова А.А., Беляев Д.А., Киселев А.В. (ИКИ РАН)

O. Korablev, F. Montmessin, A. Trokhimovsky, A.A. Fedorova, A.V. Kiselev, J.L. Bertaux, J.P. Goultail, D.A. Belyaev, A.V. Stepanov, A.Yu. Titov, Yu.K. Kalinnikov. A Compact Echelle-Spectrometer for Occultation Sounding of the Martian Atmosphere: Design and Performance, Applied Optics, vol. 52, issue 5, p. 1054, 2013

Korablev, Oleg; Fedorova, Anna; Villard, Eric; Joly, Lilian; Kiselev, Alexander; Belyaev, Denis; Bertaux, Jean-Loup , Characterization of the stray light in a space borne atmospheric AOTF spectrometer, Optics Express, vol. 21, issue 15, p. 18354, 2013.

Эшелле-спектрометр ТИММ планировался для проекта Фобос-Грунт и был предназначен для исследования атмосферы Марса и Фобоса путем измерения спектра солнечного излучения, прошедшего через атмосферу Марса на его лимбе. Основные научные задачи прибора на Марсе – измерение содержания метана, поиск малых составляющих, измерение отношения D/H, исследование вертикальной структуры аэрозоля в атмосфере. Спектральный диапазон эшелле-спектрометра – 2300 - 4100 нм, спектральная разрешающая сила λ/∆λ превышает 25 000, поле зрения – 1,5х21 угл. мин. Спектры измеряются в узких спектральных интервалах соответствующих порядкам дифракции, за один цикл может быть измерено до 8 интервалов. Для исследования вертикальных профилей аэрозоля прибор включает четыре фотометра УФ- и ближнего ИК- диапазона. Масса прибора – 2,8 кг, энергопотребление – до 12 Вт. Представлены научные задачи эксперимента, техническая реализация прибора и предварительные результаты некоторых наземных калибровок.

Спектрометры на основе акусто-оптического перестраиваемого фильтра довольно часто критикуются за спектральную протечку удаленных боковых лепестков их функции спектральной чувствительности или за присутствие рассеянного света. СПИКАМ-ИК – акусто-оптический спектрометр, работающий в спектральном диапазоне 1000-1700 нм с разрешающей силой 1800-2200 на КА Марс-Экспресс. Одной из основных задач спектрометра является измерение водяного пара в атмосфере Марса. Восстановление H₂O по данным СПИКАМ в целом показало меньшие значения по сравнению с другими приборами на том же космическом аппарате. Возможным объяснением был предложен рассеянный свет внутри прибора. Были проанализированы результаты лабораторных измерений водяного пара при давлениях типичных для марсианских условий с запасным летным образцом прибора СПИКАМ ИК. Уровень рассеянного света оказался ниже 1.3·10^-4, а точность измерения водяного пара ~0.2 pr. µm, в основном она определяется неопределенностью измерений и точностью синтетического моделирования. Мы продемонстрировали, что акусто-оптический спектрометр хорошо измеряет содержание воды и может использоваться как атмосферный спектрометр.