Изучение аналогов марсианского грунта с помощью спектрометра ближнего ИК излучения ISEM, предназначенного для марсохода миссии ExoMars 2022

Спектрометр ближнего инфракрасного (ИК) диапазона ISEM, предназначенный для миссии ExoMars 2022, установлен на мачте марсохода для проведения быстрого оценочного анализа минералогического состава грунта в непосредственной близости от марсхода (Korablev et al., 2017). Данные спектрометра ISEM также могут быть использованы для выбора перспктивных участков для бурения и последующих, более тщательных, прямых измерений другими аналитическими приборами ровера. Посадка миссии запланирована на 2022 год в район равнины Оксия (Quantin-Nataf et al., 2021).

ИК спектрометр ISEM работает в спектральном диапазоне 1.15-3.4 мкм. В качестве диспергирующего элемента спектрометра используется акустоотический перестраиваемый фильтр (АОПФ).

Спектральный диапазон прибора содержит важные спектральные полосы поглощения многих минералов, в том числе связанные с присутствием в их кристаллической решетке гидроксильной группы OH и химически связанной H2O (i.e. Clark et al., 1990; Bishop, 2005). Многие из этих минералов являются важными маркерами водной активности в прошлом, поэтому спектры ISEM могут быть использованы (совместно с данными других приборов) для уточнения геологической обстановки района посадки и исследования геологических процессов в прошлые эпохи.

В настоящей работе рассматириваются методы интерпретации спектров ISEM, включая метод нормализации континуума и построение относительных спектров для выявления спектрального отличия между двумя наблюдаемыми мишениями. Кроме того, для грубой оценки минералогического состава образца предлагается методика использования сперктральных индексов, соответствующих различным полосам поглощения, входящим в рабочий диапазон ISEM. Индексы традиционно используются при обработке гиперспетральных изображений – для быстрой автоматической интерпетации 3х мерных «спектральных кубов» - как это сделано, например, с данными картирующих спектрометров CRISM и OMEGA (Viviano‐Beck et al., 2014). В случае же с ISEM будет измеряться отдельный спектр для каждой мишени на поверхности Марса, но чтобы соответствовать задачам миссии (а это - поиск «интересных» мишений для немедленного измерения другими инструментами миссии) - спектры ISEM должны интерпретироваться настолько быстро после их получения, насколько это возможно. В связи с этим для ускорения решения такой задачи, в качестве вспомогательного инструмента и предлагается этот метод экспресс-классификации спектров ISEM, основанный на предварительном сборе статистической информации по индексам, рассчитанным для различных библиотечных мономинеральных эталонов и простых минеральных смесей с известным составом.