Дистанционные исследования Марса с космических аппаратов

Будет представлен обзор дистанционных исследований Марса с автоматических космических аппаратов за последние 15 лет, в первую очередь касающиеся атмосферы, воды на Марсе и климата планеты.
Современный взгляд на Марс во многом сформировался благодаря успеху проекта НАСА «Викинг» в 70-х годах. Затем, длительный перерыв в исследованиях был прерван лишь в 1989г во время краткой работы советского КА «Фобос-2» на орбите вокруг Марса. Две крупные миссии 90-х годов, «Mars Observer» (1992) и «Марс-96» потерпели неудачу. К 1996г НАСА организовала первую экспедицию спасения, «Mars Global Surveyor» (MGS). Этот спутник проработал на орбите Марса почти 10 лет, с 1997 по конец 2006г.
Главные открытия MGS заключаются в следующем: магнитометр позволил обнаружить остаточную намагниченность коры Марса; была впервые получена гипсометрическая карта Марса по данным лазерного альтиметра, показавшая глобальную асимметрию северного и южного полушарий; измерения при помощи ИК Фурье-спектрометра позволили провести мониторинг основных климатических параметров (температурные профили атмосферы, пыль, облака, водяной пар) в течение трех марсианских лет (1997-2004).
Следующий спутник НАСА, «Mars Odyssey», запущенный в 2001г., оснащенный гамма-спектрометром и нейтронными спектрометрами, обнаружил повсеместное высокое содержание водорода в грунте, интерпретирующееся как распространение вечной мерзлоты в высоких широтах Марса, и, видимо, химически связанной в минералах воды в некоторых экваториальных районах. Картирующий радиометр теплового диапазона спектра, предназначенный для поиска вулканической активности не обнаружил горячих точек на планете, но провел картирование тепловой инерции грунта.
В 2003г в проекте «Mars Express» Европейского космического агентства была реализована существенная часть орбитальных экспериментов миссии «Марс-96». Длинноволновый радар позволил определить толщину ледников полярных шапок и оценить глубину залегания вечной мерзлоты. Спектрометр OMEGA среднего ИК диапазона провел глобальное минералогическое картирование и не обнаружил существенных запасов известняков на поверхности, что изменило представление о ранней истории климата Марса. Ряд важных открытий был сделан спектрометрами предназначенными для атмосферных исследований, в частности по измерениям Фурье-спектрометра в атмосфере Марса был обнаружен метан, что подтвердилось наземными измерениями. С помощью стерео камеры проведена съемка поверхности высокого разрешения.
Спутник НАСА «Mars Reconnaissance Orbiter» (MRO), запущенный в 2005г оснащен гиперспектральными системами видимого и ближнего ИК диапазонов спектра с очень высоким пространственным разрешением. Данные MRO в целом подтверждают выводы эксперимента OMEGA: карбонаты на поверхности Марса практически отсутствуют. Лимбовый радиометр на борту MRO предназначен для измерения профилей атмосферы, аэрозолей и водяного пара.
В настоящее время три спутника работают на орбите вокруг Марса, что позволяет, в частности, вести продолжительный мониторинг климатических параметров атмосферы и поверхности. Измерение одних и тех же параметров различными методами позволило в ряде случаев, впервые в практике исследований другой планеты, провести взаимное сравнение и валидацию методик.
Дальнейшие дистанционные исследования Марса в первую очередь будут нацелены на исследование малых составляющих атмосферы, таких как метан, окислители, газы вулканического происхождения, а также на исследование процессов диссипации атмосферы. В этом плане будут рассмотрены проекты «Фобос-Грунт» и миссии, планируемые на 2013 и 2016гг.