Прибор ODS миссии ЭкзоМарс-2022: моделирование и наземные полевые измерения

Прибор ODS (Optical Depth Sensor) является частью метеокомплекса, входящего в состав научной аппаратуры посадочной платформы миссии ЭкзоМарс-2022 (Zelenyi et al., 2015). Данный прибор предназначен для ежедневного мониторинга марсианской атмосферы (наличия пыли, облаков и аэрозолей), посредством измерения ее оптической толщины в двух спектральных диапазонах – “синем” и “красном”. В данной работе представлены результаты расчета потоков оптического излучения «синего» (λ = 320-500 нм) и «красного» (λ = 700-1050 нм) диапазонов с учетом рассеяния на частицах марсианской пыли. Вычисления проводились для разных величин оптической толщины атмосферы (τ) от 0,1 до 5,0 методом сферических гармоник и дискретных ординат на основе кода SHDOMPP (Evans, 2007). Полученные потоки излучения были использованы для моделирования выходного сигнала ODS с учётом оптической схемы прибора. В 2021 году в рамках валидации эксперимента ODS были проведены полевые измерения в Москве и Крыму (на территории ИКИ РАН). Основная цель измерений заключалась в проверке правильности моделирования оптической схемы прибора, исследовании прохождения Солнца по полю зрения прибора в зависимости от даты и места измерения. Полученные в ходе моделирования графики суточных зависимостей отклика прибора сравнивались с зависимостями, экспериментально полученными в ходе наземных полевых измерений. Модель при этом была адаптирована для земной атмосферы. Получено качественное совпадение между экспериментальными и теоретическими зависимостями, которые подтверждают правильность моделирования оптической схемы прибора ODS.