Марсианский водяной пар нанесли на «карту»
Первоначально прибор SPICAM (Spectroscopy for Investigation of Characteristics of the Atmosphere of Mars) создавался для российского марсианского зонда «Марс-96».
Новая существенно переработанная версия инструмента была создана при участии ИКИ в рамках соглашения между Роскосмосом и французским космическим агентством CNES по проекту марсианского зонда «Марс-Экспресс». Этот аппарат 2 июня 2003 года был запущен с космодрома Байконур с помощью российской ракеты-носителя «Союз» с разгонным блоком «Фрегат». В конце декабря 2003 года «Марс-Экспресс» вышел на околомарсианскую орбиту и с тех пор успешно работает, собирая данные о планете и ее окрестностях.
Сотрудники ИКИ и МФТИ Александр Трохимовский, Анна Федорова, Олег Кораблев, Александр Родин при участии коллег из французской лаборатории LATMOS и Центра NASA имени Годдарда проанализировали весь массив наблюдений водяного пара в атмосфере Марса, выполненный инфракрасным спектрометром, входящим в состав прибора SPICAM, за период пять марсианских лет (и десять земных — год на Марсе продолжается 1,88 земного).
Условия на Марсе — низкие температуры и низкое атмосферное давление — не позволяют воде существовать в жидком виде, в открытых водоемах, как на Земле. Однако на планете есть мощный слой вечной мерзлоты, большие запасы водяного льда сосредоточены в полярных шапках. Водяной пар есть и в атмосфере, хотя и в ничтожно малых по земным меркам количествах. Если весь объем воды в атмосфере распределить по поверхности Марса, то толщина водяного слоя не превысит 10−20 микрон, тогда как на Земле это значение в тысячи раз больше.
Данные эксперимента SPICAM позволили уточнить картину годового цикла колебаний концентрации водяного пара в атмосфере, который наблюдается в ходе марсианских миссий с конца 1970-х годов, а также проследить его изменчивость.
Содержание водяного пара в атмосфере достигает максимальных значений 60−70 микрон осажденной воды в северных широтах во время летнего сезона. Летний максимум в южном полушарии значительно ниже — около 20 микрон. Ученые обнаружили также заметное — на 5−10 микрон — снижение концентрации водяного пара во время глобальной пылевой бури, которое, скорее всего, связано с изъятием паров воды из атмосферы за счет процессов адсорбции и конденсации на поверхности.
«Это исследование, основанное одной из самых длительных кампаний мониторинга марсианского климата, является важным вкладом в понимание марсианского гидрологического цикла — важнейшего климатического механизма, который потенциально может поддерживать существование биологической активности на планете», — отмечает соавтор исследования Александр Родин, заместитель руководителя лаборатории инфракрасной спектроскопии планетных атмосфер МФТИ и старший научный сотрудник ИКИ РАН.