Полярные шапки Марса в рамках совместных наблюдений ОМЕГА\Марс-Экспресс и СПИКАМ-ИК\Марс-Экспресс

Полярные шапки Марса являются ключевой частью климата планеты: ежегодно до ~25% атмосферы конденсируется в виде углекислого льда в сезонные полярные шапки [1]. Вместе с тем, в постоянных шапках хранится огромное количество информации о прошлом Марса.
Полярные шапки Марса исследовались в разных спектральных диапазонах и разными методами: видимый диапазон, тепловой ИК диапазон, радарами на бортах различных КА, лазерным альтиметром MOLA, и другими [2]. Одним из достаточно результативных диапазонов является ближний и средний ИК диапазон, позволяющий картировать распределение CO2 и H2O льда на поверхности планеты. Впрочем, интерпретация таких спектров является довольно трудоемкой задачей, однако позволяет получить, к примеру, оценку толщины слоя льда на поверхности планеты из отдельно взятого спектра [3]. В этой работе мы впервые используем совместные наблюдения спектрометров ОМЕГА\Марс-Экспресс и СПИКАМ-ИК\Марс-Экспресс.
ОМЕГА [4] – гиперспектрометр со спектральным диапазоном 0.35 - 5.1 мкм со сравнительно невысокой спектральной разрешающей силой R ~ 100-150, однако пространственным разрешением вплоть до размера пикселя в ~ 4.1 угловых минут. Данные гиперспектрометра ОМЕГА неоднократно были использованы для характеризации как в целом поверхности Марса, так и конкретно льда. [5, 6]
СПИКАМ-ИК [7] – спектрометр на основе АОПФ со сравнительно большим полем зрения (диаметр ~1 угловой градус), однако высокой спектральной разрешающей силой R ~ 2000 в спектральном диапазоне 1 - 1.7 мкм. Его данные также были использованы ранее для картирования полярных шапок Марса, а сам прибор продолжает совершать наблюдения и передавать данные.

Пока C-канал ОМЕГА продолжал работу (до августа 2010 года), были проведены многочисленные одновременные наблюдения поверхности Марса обоими приборами: поле зрение прибора СПИКАМ-ИК полностью перекрывалось полем зрения ОМЕГА. Нами была проведена работа по сравнению данных обоих приборов в рамках таких наблюдений, посредством чего были улучшены летные калибровки СПИКАМ-ИК. В данной работе мы предлагаем новую технику решения обратной задачи восстановления параметров льда на поверхности, которая предполагает использование одновременно двух наборов данных: сначала производится восстановление параметров льда с использованием прямой модели спектрального отражения для каждого спектрального пикселя ОМЕГА в поле зрения СПИКАМ-ИК, а потом эти результаты используются для более точного восстановления параметров уже по спектру СПИКАМ-ИК.

Работа выполнена в рамках темы «Планета» государственного задания Министерства науки и высшего образования Российской Федерации