ЭКЗОМАРС. РАБОТА НАУЧНОЙ АППАРАТУРЫ НАЧНЕТСЯ ВЕСНОЙ 2018 ГОДА

Весной 2018 года на орбите Марса приступит к научной работе орбитальный модуль TGO миссии «ЭкзоМарс-2016». На борту космического аппарата находятся два российских прибора: АЦС и ФРЕНД, — разработанные и созданные в Институте космических исследований РАН.

Исследования атмосферы и климата Марса определены как основные научные задачи космического аппарата и миссии в целом. С помощью российской научной аппаратуры АЦС будет подробно исследована атмосфера Марса. Для этого планируются два режима работы. Первый — чувствительные измерения малых составляющих атмосферы (т.е. газов, которых в атмосфере очень мало, всего несколько единиц на миллиард или даже триллион молекул) при наблюдении солнечных затмений. При этом аппарат наблюдает атмосферу «на просвет», в то время как Солнце постепенно скрывается за диском планеты. Второй метод — мониторинг состояния атмосферы при наблюдениях в надир, то есть непосредственно под аппаратом. Первый метод позволяет сказать, как разные вещества в атмосфере распределены по высоте, но второй метод может охватить большую площадь.

Эксперимент АЦС позволит приблизиться к решению многих глобальных проблем исследований Марса. В их числе — есть ли сейчас на планете активный вулканизм, каково современное состояние её климата и как он эволюционировал. Главная же задача, для которой и создавался комплекс, — поиск в атмосфере планеты метана и других малых газовых составляющих. Метан — один из главных парниковых газов и, возможно, маркер биологической активности — был обнаружен на Марсе, но, по имеющимся наблюдениям, его концентрация очень сильно меняется от места к месту. Откуда он берётся — на этот вопрос, как надеются исследователи, можно будет ответить уже в ближайшем будущем.

Данные АЦС пополнят постоянно обновляемую базу знаний о Марсе, созданную предыдущими экспериментами, и позволит решить основные задачи дистанционных атмосферных исследований Марса на годы вперед.

Еще один российский научный аппарат, установленный на космическом аппарате TGO - нейтронный спектрометр ФРЕНД с блоком дозиметрии «Люлин-МО» - в 2018 году начнет систематические наблюдения потоков нейтронов от поверхности планеты, которые могут свидетельствовать о наличии или отсутствии в подповерхностном слое воды. В комбинации с данными спектрометров о наличии, например, метана, эта данные могут сыграть существенную роль для ответа на вопрос – есть ли или была ли жизнь на Марсе.

Кроме этого, данные ФРЕНД помогут оценить радиационный фон на орбите вокруг планеты, в том числе во время солнечных вспышек. Это важная информация для будущих пилотируемых экспедиций.

Тестовые включения российских приборов во время перелета к Марсу показали полное соответствие характеристик заявленным показателям. Задачи исследования современного климата Марса и его эволюции будут решены путем мониторинга состояния атмосферы, измерения изотопов атмосферных газов, в частности, отношения дейтерия к водороду, которое говорит о том, как из атмосферы планеты исчезала вода.

К проблеме поиска следов жизни на Марсе напрямую относятся измерения малых составляющих атмосферы — тех газов, которые имеют потенциальную биологическую значимость, в частности, метана. Сегодня известно, что в атмосфере молекул этого газа меньше 8 единиц на миллиард; АЦС сможет «поймать» метан, если его концентрация в атмосфере меньше одной молекулы на миллиард.

Сейчас TGO продолжает осуществлять маневр атмосферного торможения до достижения целевой орбиты. Наблюдения в рамках научной программы TGO должны начаться весной нового 2018 года, когда аппарат достигнет заданной высоты рабочей орбиты 400 км.

***

Эксперимент АЦC/ACS (Atmospheric Chemistry Suite, «Комплекс для изучения химии атмосферы») разработан для решения главной научной задачи миссии —   исследование состава марсианской атмосферы с орбиты искусственного спутника. Приборный состав АЦС позволит обнаружить малые составляющие атмосферы, наблюдать свечения, проводить мониторинг аэрозолей, трехмерных полей температуры. Комплекс составляют три научных канала: АЦС-ТИРВИМ, АЦС-НИР, АЦС-МИР — и АЦС-БЭ (блок электроники). Научный руководитель эксперимента — д.ф.-м.н. Олег Игоревич Кораблёв (ИКИ РАН). Заместитель научного руководителя: Франк Монмессан (LATMOS CNRS) Прибор создан в ИКИ РАН. Соисполнители: ОАО «Научно-исследовательский институт микроприборов им. Г.Я. Гуськова» (г. Зеленоград), ООО «НПП «Астрон Электроника» (г. Орел), LATMOS CNRS (Франция). В приборе использованы ключевые компоненты производства НИИОП (Россия), AMOS и Xenix (Бельгия), SOFRADIR (Франция), RICOR (Израиль). Научная команда эксперимента включает исследователей из России, Франции, Германии, Италии, Испании, Бельгии, Великобритании, Швейцарии, США и Японии.

***

Проект «ЭкзоМарс» — совместный проект РОСКОСМОСА и Европейского космического агентства.

Проект реализуется в два этапа. Первая миссия с запуском в 2016 году включает два космических аппарата: орбитальный Trace Gas Orbiter (TGO) для наблюдений атмосферы и поверхности планеты и посадочный модуль «Скиапарелли» (Schiaparelli) для отработки технологий посадки.

Научные задачи аппарата TGO — регистрация малых составляющих марсианской атмосферы, в том числе метана, картирование распространенности воды в верхнем слое грунты с высоким пространственным разрешением порядка десятков км, стереосъёмка поверхности. На аппарате установлены два прибора, созданные в России: спектрометрический комплекс АЦС (ACS — Atmospheric Chemistry Suit, Комплекс для изучения химии атмосферы) и нейтронный телескоп высокого разрешения ФРЕНД (FREND, Fine-Resolution Epithermal Neutron Detector). Также Россия предоставила для запуска ракету-носитель «Протон» с разгонным блоком «Бриз-М».

Второй этап проекта (запуск 2020 г.) предусматривает доставку на поверхность Марса российской посадочной платформы с европейским автоматическим марсоходом на борту. На марсоходе установлен комплекс научной аппаратуры «Пастер», в который входит два российских прибора: ИСЕМ и АДРОН-МР. Главная цель исследований с борта марсохода — непосредственное изучение поверхности и атмосферы Марса в окрестности района посадки, поиск соединений и веществ, которые могли бы свидетельствовать о возможном существовании на планете жизни. Россия отвечает за посадочную платформу, которая доставит марсоход на поверхность планеты. После схода марсохода платформа начнёт работать как долгоживущая автономная научная станция. На её борту будет установлен комплекс научной аппаратуры для изучения состава и свойств поверхности Марса. Россия также предоставляет для запуска ракету-носитель «Протон-М» с разгонным блоком «Бриз-М».

В рамках обоих этапов в России будет создан объединенный с ЕКА наземный научный комплекс проекта «ЭкзоМарс» для приёма, архивирования и обработки научной информации.

Источник: www.roscosmos.ru