Материалы 17-й Всероссийской открытой конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса», Москва, ИКИ РАН, 2019 год
Спектр Солнца в ближнем инфракрасном диапазоне по данным ACS NIR на борту TGO.
Гизатуллин К.Р. (1,2), Трохимовский А.Ю. (1), Федорова А.А. (1), Bertaux J.-L. (3,1), Spite M. (4), Ломакин А. А. (1), Патракеев А. (1), Montmessin F. (3), Кораблев О.И. (1)
(1) Институт космических исследований РАН, Москва, Российская Федерация
(2) Московский физико-технический институт (государственный университет), Москва, Россия
(3) LATMOS, CNRS/UVSQ/IPSL, Guyancourt, Франция
(4) GEPI Observatoire de Paris, CNRS, Guyancourt, Франция
Детальное знание солнечного спектра высокого разрешение в ближнем инфракрасном диапазоне является важным аспектом точного моделирования переноса излучения, а также полинейного (line-by-line) расчета спектров атмосфер планет при решение различных задач. Между тем, до сих пор существует ограниченное количество спектров Солнца в этом диапазоне, полученных путем прямых наблюдений. Одним из лучших на сегодняшний момент является внеатмосферный солнечный спектр CAVIAR (Continuum Absorption at Visible and Infrared Wavelengths and its Atmospheric Relevance) [Menang et al., 2013]. Поскольку этот спектр получен по наземным измерениям с высоким разрешением, он может содержать неточности в окнах непрозрачности земной атмосферы, в частности, 1.3-1.5 мкм.
Комплекс ACS - российский вклад в совместную миссию ESA и Роскосмоса ЭкзоМарс 2016 TGO (Trace Gas Orbiter) [Korablev, et al., 2014]. Аппарат TGO вышел на орбиту Марса в октябре 2016 года. ACS - это комплекс из трех инфракрасных спектрометров в диапазоне от 0.7мкм до 17мкм с высокой разрешающей способностью (более 10 000).
ACS NIR - инфракрасный спектрометр, продолжение семейства SPICAM-IR [Korablev et al., 2006], с разрешающей способностью ~25000 работающий в диапазоне 0.76-1.65 мкм, чему соответствует 48-105 дифракционные порядки. Принцип работы основан на комбинации дифракционной эшелле решетки и акустооптического перестраиваемого фильтра (АОПФ). Это первый инструмент за пределами атмосферы, нацеленный на наблюдения Солнца и имеющий такое высокое спектральное разрешение в диапазоне от 1 до 2 мкм. В этом докладе будет показан солнечный спектр и этапы его восстановления из измерений прибора ACS NIR, полученных в Июне 2016 года во время Mid Cruise Checkout TGO Payload (MCC).
В случае прямых измерений спектра следует принимать во внимание все особенности оптической схемы. Текущая модель прибора ACS NIR включает в себя форму функции AOTF, функцию блеска, перекрытие соседних дифракционных порядков, коррекцию рассеянного света и коррекцию плоского поля детектора. В солнечном спектре NIR наблюдаются не обнаруженные до этого солнечные линии и прочие отклонения от солнечного спектра CAVIAR в диапазоне 1.3 - 1.5 мкм, где полоса поглощения водяного пара не позволяет измерить чистый солнечный спектр с помощью наземных наблюдений. Также будет показано сравнение с теоретическим спектром Солнца в ближнем ИК диапазоне.
ЭкзоМарс - это совместный проект ESA и Роскосмоса. Эксперимент ACS проводится Институтом космических исследований IKI в Москве. Проект финансируется Роскосмосом и CNES. Исследования финансируются Роскосмосом и ESA. К.Г., А.Т., A.Ф., O.K., A.Л., J-L.B. признают поддержку Министерства образования и науки Российской Федерации, грант 14.W03.31.0017.
Ключевые слова: Ключевые слова: ExoMars, TGO, ACS, солнечный спектр.Литература:
- Menang, Kaah P., et al. "A high‐resolution near‐infrared extraterrestrial solar spectrum derived from ground‐based Fourier transform spectrometer measurements." Journal of Geophysical Research: Atmospheres 118.11 (2013): 5319-5
- Elsey, J., Coleman, M. D., Gardiner, T., & Shine, K. P. (2017). Can measurements of the near‐infrared solar spectral irradiance be reconciled? A new ground‐based assessment between 4,000 and 10,000 cm−1. Geophysical Research Letters, 44, 10,071–10,080. https://doi.org/10.1002/2017GL073902
- Korablev, O., et al. "The atmospheric chemistry suite (ACS) of three spectrometers for the ExoMars 2016 Trace Gas Orbiter." Space science reviews 214.1 (2018): 7.
- Korablev, Oleg, et al. "Three infrared spectrometers, an atmospheric chemistry suite for the ExoMars 2016 trace gas orbiter." Journal of Applied Remote Sensing 8.1 (2014): 084983.
- Korablev, Oleg, et al. "SPICAM IR acousto‐optic spectrometer experiment on Mars Express." Journal of Geophysical Research: Planets 111.E9 (2006).
- Trokhimovskiy, Alexander, et al. "Near-infrared echelle-AOTF spectrometer ACS-NIR for the ExoMars trace gas orbiter." Infrared Remote Sensing and Instrumentation XXIII. Vol. 9608. International Society for Optics and Photonics, 2015.
- Chance, K., and R. L. Kurucz. "An improved high-resolution solar reference spectrum for earth's atmosphere measurements in the ultraviolet, visible, and near infrared." Journal of quantitative spectroscopy and radiative transfer 111.9 (2010): 1289-1295.
Дистанционное зондирование планет Солнечной системы
361