Власов П.В. (1), Игнатьев Н.И. (1), Кораблев О.И. (1), Фёдорова А.А. (1), Григорьев А.В. (2), Пацаев Д.В. (1), Маслов И.А. (1), Герле С. (3), Грасси Д. (4), Монтмессан Ф. (3), Трохимовский А.Ю. (1), Засова Л.В. (1)

(1) Институт космических исследований РАН, Москва, Россия
(2) Australian National University, Canberra, Australia, Канберра, Австралия
(3) LATMOS, CNRS/UVSQ/IPSL, Гюйанкур, Франция
(4) Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali – Istituto Nazionaled i Astrofisica, Рим, Италия

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) для исследования атмосферы Марса [2]. Фурье-спектрометр Thermal InfraRed channel (TIRVIM) работал в тепловом ИК диапазоне 1.7–16.7 мкм с марта 2018 по декабрь 2019, наблюдая атмосферу в надир и в режиме солнечных затмений почти полный марсианский год. Основная научная задача TIRVIM при зондировании в надир – длительный мониторинг температур, содержания аэрозолей (частиц пыли и облаков водяного льда) и водяного пара в атмосфере Марса в диапазоне 600–1800 см-1 (5.5–16.7 мкм) со спектральным разрешением 1.17 см-1 [3].
Полоса поглощения H2O в диапазоне 1400–1800 см-1 содержит информацию об общем содержании водяного пара в атмосфере планеты (в мкм осаждённой воды) в дневное время суток. При этом ночные наблюдения водяного пара в надир недоступны из данных TIRVIM в силу недостаточного соотношения сигнал-шум в полосе 6 мкм из-за холодной поверхности Марса. Стратегия наблюдения ACS и конфигурация орбиты TGO предоставляют возможность изучить сезонные вариации глобального содержания H2O в большом диапазоне широт по усреднённым измерениям TIRVIM.
В данной работе представлены сезонные вариации дневного общего содержания водяного пара в атмосфере Марса за почти полный марсианский год в период с Ls = 142° MY 34 по Ls = 115° MY 35. Получены как пространственные карты распределения H2O в разные сезоны, так и средние меридиональные тренды для разных широт. При этом в алгоритме восстановления [4] учтены особенности уширения линий H2O из полосы 6 мкм в CO2-атмосфере [5]. Также проведена валидация результата с данными других экспериментов и атмосферных моделей. Полученные значения, в целом, согласуются с одновременными наблюдениями SPICAM/MEx [6] и NOMAD/TGO [7] с учётом особенностей покрытий измерений и режимов работы приборов.

Ключевые слова: ExoMars TGO, ACS TIRVIM, термическое зондирование, надир, атмосфера Марса, 6 мкм полоса H2O, общее содержание водяного пара, сезонные вариации

Литература:

Vago J., Witasse O., Svedhem H., Baglioni P., Haldemann A., et al. ESA ExoMars program: The next step in exploring Mars // Solar System Research. 2015. V. 49. № 7. P. 518–528. https://doi.org/10.1134/S0038094615070199
Korablev O., Montmessin F., Trokhimovskiy A., Fedorova A.A., Shakun A.V., Grigoriev A.V., Moshkin B.E., Ignatiev N.I., et al. The Atmospheric Chemistry Suite (ACS) of three spectrometers for the ExoMars 2016 Trace Gas Orbiter // Space Science Reviews. 2018. V. 214. id. 7. https://doi.org/10.1007/s11214-017-0437-6
Shakun A., Ignatiev I., Luginin M., Grigoriev A., Moshkin B., et al. ACS/TIRVIM: Calibration and first results // Conf. Infrared remote sensing and instrumentation XXVI. SPIE. 2018. id. 107650E. https://doi.org/10.1117/12.2322163
П.В. Власов, Н.И. Игнатьев, О.И. Кораблев, А.А. Фёдорова, А.В. Григорьев, Д.В. Пацаев, И.А. Маслов, А.В. Шакун, С. Герле, Д. Грасси, Л.В. Засова. Термическое зондирование атмосферы Марса при помощи фурье-спектрометра ACS TIRVIM на борту КА ExoMars TGO: метод решения обратной задачи // Астрономический вестник. 2023. Т. 57. № 6. С. 503–520. https://doi.org/10.31857/S0320930X23060087
Gamache R.R., Farese M., Renaud C.L. A spectral line list for water isotopologues in the 1100–4100 cm-1 region for application to CO2-rich planetary atmospheres // Journal of Molecular Spectroscopy. 2016. V. 326. P. 144–150. https://doi.org/10.1016/j.jms.2015.09.001
Montmessin F., Korablev O., Lefèvre F., Bertaux J.-L., Fedorova A., Trokhimovskiy A., et al. SPICAM on Mars Express: A 10 year in-depth survey of the Martian atmosphere // Icarus. 2017. V. 297. P. 195–216. https://doi.org/10.1016/j.icarus.2017.06.022
Crismani M.M.J., Villanueva G.L., Liuzzi G., Smith M.D., Knutsen E.W., Daerden F., et al. A global and seasonal perspective of Martian water vapor from ExoMars/NOMAD // Journal of Geophysical Research: Planets. 2021. V. 126, e2021JE006878. https://doi.org/10.1029/2021JE006878

Двадцать вторая международная конференция "СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ ИЗ КОСМОСА"

XXII.P.468

Сезонные вариации H2O в атмосфере Марса по измерениям в полосе 6 мкм фурье-спектрометра ACS TIRVIM на борту КА ExoMars TGO

Дистанционное зондирование планет Солнечной системы