20-28 ноября научные приборы на борту аппарата Trace Gas Orbiter (TGO) миссии "ЭкзоМарс-2016" проводят первые проверочные измерения на высокоэллиптической орбите вокруг Марса (так называемая Mars Capture Orbit — орбита захвата). Двигаясь на ней, аппарат приближается к поверхности планеты на 230-300 км и удаляется почти на 98 000 км. Период орбиты — 4,2 суток; таким образом, за время этих наблюдений TGO совершит 2 витка по орбите.
В состав научной нагрузки орбитального аппарата входят два российских прибора: комплекс спектрометров для изучения химии атмосферы АЦС и нейтронный детектор ФРЕНД.
ФРЕНД был впервые включен для научных измерений во время перелёта к Марсу. Два из его детекторов вели мониторинг радиационной обстановки на трассе полёта. За время перелёта прибор собрал массив данных, полезный для анализа уровня космического излучения при полёте на Марс. Видно, что полученные прибором данные хорошо коррелируют с данными других аналогичных космических экспериментов, в то время как незначительные отличия могут говорить об особенностях траектории между Землёй и Марсом. Кроме того за время перелёта собраны необходимые калибровочные данные, учитывающие фоновое излучение от космического аппарата TGO, — без них невозможно проведение измерений непосредственно на Марсе.
ФРЕНД был отключен 15 сентября перед началом торможения, после выхода TGO на высокоэллиптическую орбиту вокруг Марса снова включен 31 октября, и к концу прошлой недели (25 ноября) провёл уже несколько сеансов наблюдений нейтронного альбедо Марса в перицентрах. Измерения на такой орбите также крайне важны, т.к. позволяют видеть переменность потоков частиц на удалении и при сближении с планетой. Это хорошо видно на данных дозиметрического модуля, демонстрирующего значимые провалы темпа счета в перицентрах, из-за затенения неба Марсом. Кроме того, эти данные отражают переменность потоков космических лучей.
При пролётах перицентров наиболее значительными представляются данные, полученные коллимированными детекторами прибора. Именно они чувствительны к нейтронам, испускаемым Марсом, и регистрируют в узком поле зрения прибора — в будущем это позволит составить карты распределения воды с высоким пространственным разрешением.
В силу особенностей орбиты, не все пролёты перицентров ориентированы строго в надир, это видно на приведённой карте, но даже когда прибор ориентирован на Марс только по касательной, темп счета нейтронов повышается, как в гелиевых, так и в сцинтиляционном счетчиках ФРЕНД. При переходе на номинальную круговую орбиту именно этот сигнал будет использоваться для картографирования воды.
Прибор будет продолжать работать большую часть времени нахождения на высокоэллиптической орбите для мониторинга потоков космических лучей и увеличения статистической значимости измерений в перицентрах Марса.
Комплекс АЦС включает три инфракрасных спектрометра. Основная цель эксперимента — поиск малых составляющих атмосферы, то есть веществ, концентрации которых очень малы (несколько частиц на миллиард или даже меньше), прежде всего, метана, который может служить признаком биологической активности на планете.
Первые включения на высокоэллиптической орбите проводились в режиме надирных наблюдений, то есть приборы смотрели «вниз», на поверхность планеты.
Первые данные были получены и обработаны от Фурье-спектрометра теплового инфракрасного диапазона (1,7–17 мкм) ТИРВИМ 23 ноября. Подобный спектр содержит информацию об аэрозолях в атмосфере (пыли и кристаллов льда), температурных профилях и концентрациях газов. В частности, по первому спектру, полученному каналом ТИРВИМ, можено сказать, наблюдаемая область находится близко к полудню, температура поверхности около 0 градусов Цельсия (для Марса — достаточно горячая). В атмосфере находится силикатная пыль, причём в полосе поглощения пыли можно различить более тонкие детали. В спектре видны полосы поглощения углекислого газа.
Данные от двух других каналов МИР и НИР были получены и сейчас обрабатываются.
***
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.