28 ноября завершились первые проверочные включения научных приборов на борту аппарата Trace Gas Orbiter (TGO) миссии «ЭкзоМарс-2016». Спектрометрический комплекс АЦС, созданный в ИКИ РАН, проводил калибровки и наблюдал атмосферу Марса.

В состав научной нагрузки орбитального аппарата входят четыре прибора: два спектрометрических комплекса ACS и NOMAD, нейтронный детектор FREND и комплекс камер высокого разрешения CaSSIS. ACS (АЦС) и FREND (ФРЕНД) представляют российский вклад в научную нагрузку аппарата.

Комплекс АЦС включает три спектрометра, соединенных общим механическим, температурным и электронным интерфейсом. Спектрометр НИР (NIR от Near-Infrared), эшелле-спектрометр ближнего инфракрасного диапазона высокого разрешения, предназначен для мониторинга вертикальных профилей и распределения водяного пара, исследования дневного свечения молекулярного кислорода, поиска ночных свечений, вызываемых фотохимическими процессами в атмосфере Марса. МИР (Mid-Infrared), также эшелле-спектрометр, работает в среднем инфракрасном диапазоне и будет измерять содержание метана, отношения дейтерия к водороду, малых составляющих атмосферы и аэрозолей. Третий канал ТИРВИМ — Фурье-спектрометр теплового ИК-диапазона, работает по принципу V-образного интерферометра. Его основная задача состоит в мониторинге профилей температуры в атмосфере и измерении содержания аэрозоля при наблюдениях в надир.

За время полета по нескольким тестовым включениям удалось провести калибровку всех трех спектрометров, в том числе влияние температурного дрейфа, определение оптимального направления оси комплекса, а также составить программы считывания, расшифровки и предварительной обработки данных. Данные прибора НИР оказались ценными и с точки зрения научного результата — по ним можно в подробностях изучить линии в спектре Солнца в области 1,38 мкм, записанный впервые с таким высоким разрешением вне атмосферы Земли.

При включениях 23–28 ноября комплекс АЦС был ориентирован именно в надир, то есть «вниз», к поверхности планеты. Первые данные прибора ТИРВИМ были получены и обработаны 23 ноября. Первый спектр показал, в частности, что наблюдаемая в тот момент область находилась близко к полудню, и температура поверхности составила около 0 градусов Цельсия (достаточно высокая для Марса). О свойствах или составе пыли можно судить по виду непрерывного спектра в области 9 мкм (1100 см-1). Видны, конечно, и полосы поглощения углекислого газа, основного компонента марсианской атмосферы.

Если прибор МИР предназначен исключительно для наблюдений методом солнечного просвечивания, то приборы НИР и ТИРВИМ нацелены на исследования атмосферы Марса также и в надирной ориентации. Имея высокое спектральное разрешение и хорошие оптические характеристики, НИР позволит продолжить непрерывный мониторинг водяного пара и свечения кислорода в атмосфере вслед за спектрометром СПИКАМ ИК на КА «Марс-Экспресс», работающим в том же спектральном диапазоне. Первые надирные марсианские спектры НИР были получены 23 и 26 ноября.

Сейчас все научные приборы на борту TGO находятся в "спящем режиме", питание подается только на нагреватели. В начале 2017 года планируется перевести аппарат на эллиптическую орбиту с периодом 1 сол (чуть больше одних земных суток), после чего начнётся фаза торможения с помощью атмосферы.

Спектр Солнца, полученный прибором НИР спектрометрического комплекса АЦС (черный), и сравнение с известным солнечным спектром (синий). По горизонтали — волновое число (длина волны), по вертикали — интенсивность излучения (с) Роскосмос/ЕКА/ЭкзоМарс/АЦС/ИКИ

***

Проект “ЭкзоМарс” — совместный проект Роскосмоса и Европейского космического агентства по исследованию Марса, его поверхности, атмосферы и климата с орбиты и на поверхности планеты. Он откроет новый этап исследования космоса для Европы и России.

- Новости проекта "ЭкзоМарс"