Вертикальное распределение водяного пара в атмосфере Марса по данным комплекса ACS на КА TGO.

Несмотря на то, что сезонный цикл водяного пара в атмосфере Марса сейчас считается хорошо известным, благодаря непрерывному мониторингу различными миссиями, вертикальное распределение H2O и его сезонная изменчивость в средней атмосфере до сих пор плохо изучена. Последние несколько марсианских лет спектрометр SPICAM на КА Марс-Экспресс проводит прямые измерения вертикального распределения водяного пара методом солнечных затмений [1, 2]. Между тем, затмения, выполняемые Марс-Экспресс, редки во времени и местоположении, а точность измерения SPICAM из-за низкого отношения сигнал-шум является ограниченной. Несмотря на это, недавние результаты СПИКАМ показали, что вертикальное распределение водяного пара играет важную роль в скорости диссипации водорода из атмосферы Марса. Вопреки предыдущим оценкам, было показано, что молекулы воды могут достигать высоты 80 км в период перигелия на Марсе и быть прямым источником водорода в верхней атмосфере [2-4]. Кроме того, наблюдения в период афелия показали присутствие перенасыщения водяного пара на высотах 30-40 км, что имеет прямое отношение к скорости переноса воды из северного в южное полушарие планеты в этот сезон [5].
Комплекс ACS (The Atmospheric Chemistry Suite) на борту КА TGO (Trace Gas Orbiter) миссии Экзомарс начал номинальную научную программу в марте 2018 года [6]. ACS состоит из трех спектрометров (NIR, MIR, и TIRVIM), нацеленных на наблюдения атмосферы Марса. Спектрометры могут измерять вертикальное распределение водяного пара в различных полосах поглощения, обеспечивая широкое покрытие по высоте.
Наиболее чувствительной к содержанию H2O является сильная полоса 2,6 мкм канала MIR. Благодаря этой полосе ACS может измерять относительное содержание водяного пара с точностью лучше 1 ppm до высот 100 км. В нижней атмосфере MIR может проводить измерения вплоть до поверхности при условии низкого содержания аэрозоля, что поможет лучше понять распределение воды в нижней шкале высоты. Тем не менее, измерения полосы 2.6 мкм каналом MIR требуют специального положения второй решетки и могут проводиться только ограниченное время. Непрерывный мониторинг профилей воды выполняется по полосе 1.38 мкм канала NIR с точностью лучше 10 ppm на высотах от 10 до 90 км. Эти измерения проходят параллельно с измерениями других каналов ACS.
В этом докладе будут представлены первые вертикальные распределения воды, полученные каналами NIR и MIR в широком диапазоне высот от 0 до 100 км, алгоритмы восстановления данных и особенности наблюдения в разных каналах.
Работа комплекса ACS на орбите финансируется Роскосмос и ЕКА. Анализ данных приборов был частично поддержан грантом Министерства образования и науки 14.W03.31.0017.