Нейтронный каротаж Марса продолжается седьмой год

14 декабря 2018 года нейтронный генератор российского прибора ДАН на борту марсохода «Кьюриосити» (Curiosity, НАСА) излучил «юбилейный» 9-миллионный нейтронный импульс. Прибор-долгожитель, первоначально рассчитанный на один год работы на марсианской поверхности, уже превысил этот срок в шесть раз и продолжает работать в активном режиме, исследуя распределение водяного льда в грунте марсианского кратера Гейл.

Марсоход НАСА «Кьюриосити» совершил посадку в кратер Гейл в августе 2012 года. Спустя 6,5 лет и сам марсоход и его научная аппаратура продолжают успешно работать и получать важную научную информацию. В частности, недавно после долгого перерыва удалось восстановить процесс бурения и забора проб грунта для аналитических приборов, вернув исследованиям полноценный статус.

Это в полной мере относится и к российскому прибору ДАН в составе научной аппаратуры «Кьюриосити». Его измерения позволяют оценивать содержание воды и хлора в подповерхностном слое грунта вдоль трассы движения марсохода. Это помогает понять, как менялся кратер Гейл в ходе своей истории и как формировалось и высыхало озеро, заполнявшее кратер на ранних стадиях эволюции Марса.

К концу 2018 года марсоход проехал более 20 км километров. Прибор ДАН выполнил около 1000 измерений в активном режиме работы с использованием нейтронного генератора, показав, что поверхность кратера Гейл очень сухая. Среднее содержание воды в ней составляет около 2,6%, а среднее содержание хлора чуть менее 1%. На данный момент марсоход исследует хребет Веры Рубин (Vera Rubin Ridge), расположенный вдоль северного склона кратера. По результатам орбитальных исследований оказалось, что эта форма рельефа обогащена гематитом, а исследование особенностей залегания складывающих ее осадочных пород, позволит судить о процессах, происходивших здесь в прошлом. Среднее содержание воды по результатам измерений прибора ДАН составило здесь 2,7%, а среднее содержание хлора — 1,16%.

Прибор ДАН — первый нейтронный спектрометр, работающий на поверхности Марса, и первый космический прибор, в котором для определения распределения воды в грунте применяются методы нейтронного каротажа (часто используемые в геологии), основанные на использовании импульсного нейтронного генератора. Нейтронный генератор в составе прибора облучает поверхность нейтронными импульсами определённой энергии. Затем спектрометр — второй блок прибора — измеряет «ответный» поток нейтронов, пришедший из-под поверхности Марса.

ДАН был специально разработан для миссии «Марсианская научная лаборатория — Кьюриосити» в Институте космических исследований РАН при участии Всероссийского научно-исследовательского института автоматики им. Н.Л. Духова (ВНИИА), Института машиноведения им. А.А. Благонравова РАН (ИМАШ РАН) и Объединенного института ядерных исследований (ОИЯИ) по заказу Госкорпорации по космической деятельности «Роскосмос».

Первоначально ожидалось, что гарантийный срок службы нейтронного генератора сможет обеспечить работу только в течение первого года работы на поверхности. Однако он работает до сих пор, превысив это ожидание в шесть раз.

ДАН по-прежнему представляет исследователям возможность активно измерять распределение воды в толще марсианского грунта. Это тем более важно, что сейчас на орбите Марса начала работу аппарат TGO российско-европейской миссии «ЭкзоМарс-2016» с нейтронным телескопом ФРЕНД на борту. ФРЕНД позволяет картографировать распределение воды в подповерхностном слое Марса с ранее недоступным высоким пространственным разрешением, сопоставимым с размером кратера Гейл. Сравнение орбитальных измерений и измерений на поверхности позволит построить карту водных ресурсов Марса высокого разрешения и дополнительно откалибровать и верифицировать ее по измерениям на самой поверхности.

Карта активных измерений воды за 2018 год. Числами отмечены марсианские дни на поверхности Марса с момента посадки (c) ИКИ РАН, Отдел ядерной планетологии, 2018

Источник: press.cosmos.ru