Общий обзор почти полного марсианского года по данным наблюдений спектрометра ACS TIRVIM в надир на борту КА ExoMars TGO

Российский приборный комплекс Atmospheric Chemistry Suite (ACS) на борту КА ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO) в составе российско-европейской миссии ЭкзоМарс [1] включает в себя 3 спектрометра (NIR, MIR и TIRVIM), которые предназначены для наблюдения атмосферы Марса в надир, в лимбовой геометрии и в режиме солнечных затмений [2]. Фурье-спектрометр Thermal InfraRed channel (TIRVIM) работает в тепловом ИК диапазоне 1.7–16.7 мкм, его основной научной задачей является длительный мониторинг температур и аэрозолей (частицы пыли и облака водяного льда) в атмосфере Марса путём зондирования в надир в диапазоне 600–2000 см-1 (7.7–16.7 мкм) со спектральным разрешением 1.17 см-1 [3].
Спектры уходящего теплового излучения Марса в данном спектральном диапазоне содержат глубокую полосу поглощения CO2 на 15 мкм и полосы поглощения пыли и водяного льда, содержащие информацию о температуре атмосферы и содержании аэрозолей. Методом статистической регуляризации можно самосогласованно восстановить вертикальный профиль температуры атмосферы от поверхности до 60 км, температуру поверхности и оптические толщины пыли и водяного льда на 1075 см-1 и 825 см-1 соответственно [4]. При этом стратегия наблюдения ACS и конфигурация орбиты TGO предоставляют уникальную возможность изучить суточные и сезонные вариации температурного поля и глобального содержания аэрозолей с плотным охватом местного времени.
В данном докладе мы представляем основные результаты наблюдений ACS TIRVIM в надир в период с 13-го марта 2018 г. (Ls = 143°, MY 34) по 2-е декабря 2019 г. (Ls = 115°, MY 35), что охватывает почти полный марсианский год и также включает в себя глобальную пылевую бурю MY 34. В результате исследования был получен суточный цикл зонально усреднённой тепловой структуры от поверхности до 60 км для всего набора сезонов на Марсе и построены сезонные карты глобального содержания пыли и водяного льда. Для глобальной и региональной пылевых бурь MY 34 исследована эволюция распределения пыли и тепловой структуры ночной и дневной стороны Марса. Также исследованы суточные вариации температурного поля атмосферы и температуры поверхности во время глобальной пылевой бури MY 34 по сравнению со спокойной атмосферой [5]. Полученные результаты хорошо согласуются с одновременными наблюдениями MCS/MRO с учётом вертикального разрешения, погрешности и пределов восстановления [6].
Обработка и анализ данных в ИКИ РАН выполнены при поддержке гранта РНФ № 20-42-09035.