Молекулярный кислород является малой составляющей марсианской атмосферы с относительным содержанием (1,56 ± 0,06) 10-3. O2 - долгоживущая молекула (время жизни в атмосфере Марса порядка 60 лет), она не конденсируется и ее относительное содержание должно изменяться с широтой и сезоном, отражая процессы конденсации и сублимации основной составляющей атмосферы CO2 из полярных шапок. Содержание O2 впервые было измерено миссиями «Викинг», затем в ходе нескольких наземных наблюдений [1-2]. С 2012 года измерения проводятся с помощью экспериментов SAM и ChemCam в составе научной лаборатории на марсоходе Curiosity [3-4].
Компактный эшелле спектрометр ACS NIR на борту космического орбитального аппарата ESA-Роскосмоса ExoMars 2016 Trace Gas Orbiter (TGO) проводит измерения вертикального распределения кислорода в полосе 0.76 мкм методом солнечного просвечивания на высотах от 0 до 40 км [5]. За два марсианских года наблюдений с апреля 2018 по середину 2022 года накоплен большой объем данных. Впервые были получены широтные и сезонные вариации вертикальных профилей кислорода, подтвердившие корреляцию с процессами конденсации и сублимации полярных шапок. Среднее содержание O2 было получено равным ~ 1900 ppm, что превышает предыдущих измерений. Поскольку спектрометр ACS NIR одновременно измеряет CO [6], впервые удалось построить климатологию отношения O2/CO, неожиданно показавшую значительные широтные вариации. Это поставило новые вопросы перед фотохимическими моделями Марса.