Исследование гравитационных волн в атмосфере Марса по данным солнечного просвечивания ACS аппарата ExoMars/TGO

Гравитационные волны (ГВ) представляют собой распространение колебаний воздушных масс в атмосфере планеты. При возникновении ГВ атмосфера, находящаяся в поле тяжести, выводится из равновесного состояния, и возникают колебания плотности, давления и температуры атмосферного столба. Таким образом, изучая высотные распределения плотности и температуры, мы можем исследовать такие параметры ГВ, как амплитуду, период и частоту Брента-Вяйсяля, означающую частоту колебаний по вертикали смещенных от положения равновесия частиц воздуха в устойчиво стратифицированной атмосфере.
В данной работе мы представляем результаты исследования гравитационных волн в атмосфере Марса по вертикальным профилям плотности и температуры. Высотные распределения измерены в режиме солнечного просвечивания российским комплексом спектрометров АЦС (ACS – AtmosphericChemistrySuite) с борта орбитального аппарата TGO (TraceGasOrbiter) в рамках российско-европейской миссии Экзо-Марс. Спектральные каналы ACS ближнего (NIR) и среднего ИК (MIR) диапазонов выполняют научную программу с апреля 2018 года. Каналы представляют собой эшелле-спектрометры высокого спектрального разрешения, измеряющие в режиме солнечного просвечивания спектры пропускания атмосферы Марса в областях 0.7-1.7 мкм (ACS-NIR) и 2.3-4.3 мкм (ACS-MIR)[1]. Эксперимент позволяет зондировать как нижнюю атмосферу (0-100 км) в слабых полосах поглощения CO2 (1.58 мкм, 3 мкм и т.п.), так и крайне тонкие слои марсианской термосферы, вплоть до высот 200 км, в сильных полосах (2.7 и 4.3 мкм). Это дает возможность детально изучать плотность, шкалу высот, давление и температуру всех высотных слоев атмосферы Марса. Анализируя флуктуации профилей плотности и температуры, были проведены первые оценки периода (~15 км) и частоты Брента-Вяйсяля (N2~10-4 сек-2) для тех случаев, где ГВ были детектированы. Проводится валидация с аналогичными измерениями и с моделями распределения ГВ.
Работа выполнена при поддержке Правительства Российской Федерации в рамках научного проекта 14.W03.31.0017.