Материалы 17-й Всероссийской открытой конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса», Москва, ИКИ РАН, 2019 год

(http://conf.rse.geosmis.ru)

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:
  1. 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
  2. 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
  3. 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.
  4. 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.
  5. Korablev, Oleg, et al. "SPICAM IR acousto‐optic spectrometer experiment on Mars Express." Journal of Geophysical Research: Planets 111.E9 (2006).
  6. 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.
  7. 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