Термическое зондирование атмосфер Марса и Венеры с космических аппаратов

Дистанционное зондирование в тепловой области спектра является эффективным методом исследования термического строения атмосферы Марса от поверхности до 50-60 км высоты и мезосферы Венеры (55-100 км). Для термического зондирования используется фундаментальная полоса 15 мкм СО2. Уровень формирования излучения в полосе определяется поглотителями, а форма полосы - температурным профилем. Углекислый газ является основным компонентом атмосфер Марса и Венеры, его содержание известно, что существенно упрощает задачу. В атмосферах Марса и Венеры присутствует аэрозоль, который вносит существенный вклад в поглощение в крыльях полосы. Температурный и аэрозольный профили восстанавливаются самосогласованным образом из одного и того же спектра и, в свою очередь, используются для определения содержания малых составляющих из того же самого спектра. На Венере-15 (1984г) был установлен Фурье-спектрометр на область 6-45 мкм, который позволил впервые получить амплитуды четырех гармоник термического прилива в зависимости от высоты и широты, вертикальный профиль верхнего облачного слоя и положение верхней границы в зависимости от широты, содержание и вертикальное распределение SO2 и Н2О и др. На борту Марс Экспресс работает Планетный Фурье Спектрометр (с 2003 года). Длинноволновый канал (6-30 мкм) содержит полосу 15 мкм, которая используется для термического зондирования. Самосогласованное восстановление температурного профиля и аэрозольной оптичской толщи из каждого спектра позволяет получать информацию вдоль каждой орбиты измерений, получая сезонные, суточные вариации, широтные а также для экстремальных условий (полярная область ао время полярной ночи, вулканы, долина Маринеров и др.). В состав аппаратуры ExoMars 2016 (орбитер) включен фурье спектрометр, одной из научных задач которого является термическое зондирование атмосферы Марса. Другой вид зондирования в тепловой области – это изучение с поверхности пограничного слоя и атмосферы до высоты несколько километров. При этом вблизи поверхности достигается вертикальное разрешение до двух –трех десятков метров. На роверах Spirit и Opportunity были установлены Фурье спектрометры MiniTES со спектральным разрешением 10-20 см-1.В состав аппаратуры ExoMars 2018 (на платформе) включен фурье спектрометр со спектральным разрешением 0.05 см-1. Для термического зондирования приповерхностного слоя и нижней атмосферы предполагается использовать разрешение 2 см-1. Работа частично поддержана грантом РФФИ 12-02-01280 и грантом 11.G34.31.0074 Министерство образования и науки