25 летний юбилей миссии Фобос-1: научные результаты тепловой космической съемки Марса

В феврале — марте 1989 г. в рамках эксперимента Фобос в видимом и тепловом-инфракрасном диапазонах электромагнитных волн оптико-механическим сканирующим радиометром «Термоскан», созданным под руководством А.С.Селиванова, были получены цифровые изображения экваториальной зоны Марса с разрешением на местности 1,8 км [1]. В рамках эксперимента предполагалось решить следующие научные задачи: - впервые составить температурную карту поверхности Марса с разрешением 1,8 км; - изучить дневную и сезонную динамику температурных условий на поверхности Марса; - выполнить картографирование тепловой инерции поверхности этой планеты с разрешением 1,8 км; - выявить возможные участки повышенной влажности; - выявить возможные локальные ареалы повышенной температуры поверхности, сформированные эндогенными источниками тепла; - выполнить сравнительный анализ изображений, полученных в видимом и ИК-тепловом каналах «Термоскана».
Предполагалось, что "Термоскан" проведет многократную в течение суток и сезона съемку широкой экваториальной полосы. Для картографирования тепловой инерции нами была создана математическая модель суточного хода температуры поверхности Марса, позволившая достаточно точно спрогнозировать температуру поверхности этой планеты на момент съемки.
К сожалению, из-за технических проблем всего было выполнено 4 маршрута: 11 февраля, 1 марта и два маршрута 26 марта 1989 г., которые и были проанализированы.
В рамках изучения вопроса о наличии на Марсе заметных источников эндогенного тепла была выявлена группа локальных (размерами 1,8-3,6 км) нагретых по отношению к фону объектов (координаты 11 град. ЮШ; 97 град. ЗД) с яркостной температурой достигавшей 295,5 К. Анализ же изображений видимого диапазона показал наличие светлых шлейфов, тянущихся в одном направлении от нагретых объектов. По изображениям видимого канала было оценено альбедо поверхности нагретых объектов. Для известного по результатам американской миссии “VIKING” диапазона тепловых инерций поверхности Марса для широты и времени съемки было выполнено математическое моделирование диапазона температур поверхности планеты, формируемых только за счет солнечного нагрева: 248-281 К. Локальные объекты у истоков шлейфов оказались на 10-15 К более нагреты, чем ожидаемые температуры, сформированные солнечным нагревом. На этом основании была высказана гипотеза о том, что шлейфы являются результатом испарения воды или углекислоты в результате повышения температуры, вызванном эндогенным нагревом [1].
За прошедшие 25 лет Марс посетило множество миссий автоматических станций, выполнивших съемки высокого разрешения всей поверхности, в том числе и в ИК-тепловом диапазоне с разрешением 100 м (THEMIS). В результате, в полярных областях выявлены локальные объекты, интерпретированные как гейзеры углекислоты, появляющиеся при весеннем нагреве. Таким образом, гипотеза о наличии углекислоты, заключенной в недрах Марса и о возможности ее испарения под действием нагрева, высказанная 25 лет назад на основании результатов съемок миссии Фобос-1 подтвердилась для полярных областей. Остается вернуться к субэкваториальной области для проверки гипотезы о наличии эндогенного разогрева.
1. A. S. Selivanov, M. K. Naraeva, V. I. Gorny, V. I. Kolesnikov, B. V. Shilin, A. A. Tronin. Preliminary information resulting from analysis of satellite thermal data of the surface of Mars surveyor within the framework of the Fobos experiment. Int. J. of Remote Sens. V. 13,Issue 18, 1992. pp. 3391-3393.