Марс-Экспресс, первые результаты.

Автор Алексей Алексеевич Памятных, 20.01.2004 11:31:18

« предыдущая - следующая »

Юрий Темников, Станислав Воронин и 3 гостей просматривают эту тему.

zandr

https://www.youtube.com/watch?v=TKr01ZJQNQY
Цитатаhttps://www.youtube.com/watch?v=TKr01ZJQNQY 1:42
Triple crater on Mars
  SciNews
ESA's Mars Express mission acquired images of a rare crater triplet with the High Resolution Stereo Camera (HRSC), operated by the German Aerospace Center's (DLR) Institute of Planetary Research. The crater is located in the Noachis Terra region in the southern highlands of Mars. The largest measures 45 kilometres across, the middle one approximately 34 and the smallest 28.
Credits: ESA/DLR/FU Berlin, CC BY-SA 3.0 IGO
NASA/JPL (MOLA); FU Berlin

tnt22

Цитата Dave 'Indoor Cat' Dickinson @Astroguyz 1 ч. назад

Martian Moon Phobos from Mars Express -
Image Credit: G. Neukum (FU Berlin) et al., Mars Express, DLR, ESA; Acknowledgement: Peter Masek - Astronomy Picture of the Day: https://apod.nasa.gov/apod/ap201108.html... #APOD


zandr

https://www.roscosmos.ru/29865/
ЦитатаExoMars-2016 сделал 20-тысячную фотографию Марса
Камера CaSSIS, установленная на борту аппарата Trace Gas Orbiter российско-европейской миссии ExoMars-2016, сделала 20-тысячный кадр Марса. На данной фотографии, полученной 13 декабря 2020 года, видна Гряда Солнца, участок рельефной системы мелких хребтов на огромном вулканическом плато под названием Фарсида.
Исследование хребтов, их распределения и направления может пролить свет на подробности сложной и динамичной геологической истории Марса. Масштаб указан на изображении.
Picture Скачать оригинал, 21.92 Мб

zandr

05.02.2021 21:00:41 #423 Последнее редактирование: 12.02.2021 20:15:24 от zandr
 Скрытый текст:
https://www.roscosmos.ru/29910/
ЦитатаРаспределение угарного газа в атмосфере Марса
Распределение угарного газа в атмосфере Марса в деталях исследовал российский спектрометр Atmospheric Chemistry Suite на борту космического аппарата Trace Gas Orbiter российско-европейской миссии ExoMars-2016. Результаты опубликованы на портале журнала Nature Geosciences 19 января и в печатном номере -- 4 февраля 2021 года. Это, фактически, первые оценки концентрации CO в атмосфере в зависимости от высоты над поверхностью: от 10 до 120 км. Измерения проводились на разных широтах, и захватили глобальную пылевую бурю 2018 года.
Концентрация молекул CO на экваторе составила около 1 000 частиц на миллион в единице объёма (ppmv) на высотах 10-80 км, а по мере продвижения к полюсам она росла вплоть до более 3 000 ppmv. Во время глобальной пылевой бури концентрация CO резко уменьшились на всех высотах, что свидетельствует о большем содержании водяного пара -- главного «разрушителя» угарного газа на Марсе. Дальнейшая работа в этом направлении поможет детальнее понять атмосферную циркуляцию и химические реакции на Красной планете, и привести существующие модели в большее соответствие с экспериментальными данными.
Каньон Мелас, часть Долин Маринера
Из последних новостей с Марса может сложиться впечатление, что самое интересное на Красной планете -- это вода или неуловимый биомаркер метан. В отличие от них, угарный газ кажется довольно «скучным» веществом -- его на Марсе сравнительно много и к возможной жизни он отношения как будто не имеет. Но зато он «рассказывает» очень много и подробно о том, как устроена атмосфера Марса: какие химические реакции в ней протекают, как движутся атмосферные массы и стабильна ли она?
В отличие от Земли, основа марсианской атмосферы -- углекислый газ конденсируется и сублимируется в полярных областях при смене сезонов. Как на Земле водяной пар, так на Марсе в виде осадков выпадает CO2, формируя снежный покров толщиной 1-2 м. Количество CO2 в атмосфере меняется, и при этом меняется относительное содержание «заметных» неконденсируемых газов, таких как аргон и угарный газ.
 Скрытый текст:
Кроме того, угарный газ не очень стабилен сам по себе. Его основной источник -- углекислота CO2 распадается под действием солнечного света с образованием угарного газа и атома кислорода. Это происходит на высоте более 60 км над поверхностью. Затем, когда молекула CO, следуя вместе с атмосферными массами, спустится ниже, она с большой вероятностью будет захвачена гидроксильной группой OH и прекратит своё существование, снова превратившись в CO2 и воду.
«Время жизни» одной молекулы CO оценивается примерно в 5 земных лет (2,5 марсианского года). Этого более чем достаточно, чтобы концентрация CO в атмосфере хорошо «реагировала» на сезонные вариации в атмосфере. Значит, если хорошо измерить, где и в каких концентрациях находится угарный газ, то можно понять, во-первых, как двигаются атмосферные массы в зависимости от сезона, и во-вторых, сколько водяного пара в атмосфере и насколько велика её окислительная способность.
«Содержание CO измеряли приборы на марсианских аппаратах Mars Express и Mars Reconnaissance Orbiter, на разных широтах, -- поясняет член-корреспондент РАН Олег Кораблёв, руководитель отдела физики планет Института космических исследований РАН, соавтор статьи. -- Но до настоящего времени измерялось общее содержание CO в определенном месте в атмосфере, то есть сразу на всех высотах, и больше касаются того, что происходит в нижних слоях атмосферы. Аппарат MAVEN регистрировал нейтральные молекулы CO на расстояниях от 140 до 350 км от поверхности. Между этими измерениями есть пространственный разрыв, в сущности, в той области, где CO и появляется».
Необходимость «закрыть» этот разрыв диктовалась ещё и тем, что измеренные значения не совсем соответствовали тому, что предсказывали модели марсианской атмосферы, и были выше в 2-4 раза. Это значит, что-то не учтено в модели.
Атмосферный комплекс ACS на борту аппарата TGO российско-европейской миссии ExoMars-2016 включает три спектрометра, работающих в разных диапазонах инфракрасного излучения. Он был создан в ИКИ РАН специально для измерения малых составляющих атмосферы Марса (с концентрациями всего несколько частиц на миллиард и даже триллион) на разных высотах от поверхности. Благодаря этому общая «картина» марсианской атмосферы становится гораздо более детальной.
Для изучения угарного газа использовались данные спектрометра среднего ИК-диапазона MIR. Один из основных методов наблюдений -- «солнечные затмения», при которых прибор «смотрит» на Солнце через марсианскую атмосферу. Солнечные лучи просвечивают атмосферный слой, и по полученному спектру можно судить о том, какие вещества и аэрозоли составляют атмосферу и, что особенно важно, на какой высоте они находятся. Всего для анализа использовались данные 32 «затмений» с 24 апреля до 28 июня 2018 года. В это время на Марсе заканчивалась зима в южном полушарии и начиналась зима в северном. На этот же период пришлась и глобальная пылевая буря.
«Данные о температуре и давлении атмосферы были восстановлены по данным второго спектрометра в составе ACS -- NIR (работает в ближнем ИК-диапазоне)», -- говорит Анна Федорова, заведующая лабораторией экспериментальной спектроскопии ИКИ РАН и соавтор статьи.
Первые измерения проводились на средних и низких широтах южного полушария до северного осеннего равноденствия. Картина циркуляции марсианской атмосферы в очень первом приближении такова: на экваторе преобладают восходящие потоки (атмосфера нагревается), у полюсов -- нисходящие, и во время равноденствия это происходит более или менее симметрично в двух полушариях. Циркуляция в виде двух таких ячеек Хедли достаточно быстро, в течение 1-2 недель перемешивает атмосферу. В полярных областях обмен происходит несколько медленнее.
«По данным MIR, около экватора содержание угарного газа составляет около 1 000 ppmv. Чем дальше на юг, тем содержание выше (среднее значение 1 260 ppmv), но это касается только высот до 80 км. Выше этой ,,отметки" содержание угарного газа резко растёт, до 5 000 ppmv и более: именно здесь происходит фотодиссоциация молекул CO2 с образованием CO.
Однако модель глобальной циркуляции предсказывали, что это должно происходить ниже, с отметки около 60 км. Расхождение между моделью и данными говорит о том, что модель предусматривает менее интенсивный перенос угарного газа наверх, чем наблюдается в действительности. На высоких широтах концентрация угарного газа начинала расти ещё раньше и достигала 2 000-3 000 ppmv уже на высоте 40 км. В этой области находятся нисходящие потоки, которые приносят CO ближе к поверхности.
И, как и в случае со средними широтами, предсказания модели и экспериментальные данные не совпали: выше 40 км угарного газа оказалось больше, чем предполагалось, а ниже -- наоборот, меньше».
В результате глобальной пылевой бури, которая накрыла атмосферу Марса после северного осеннего равноденствия, концентрация угарного газа уменьшилась, но при этом усилился его перенос из нижних слоев в верхние.
«Пыль в атмосфере поглощает излучение и сохраняет тепло. Таким образом, нижние слои нагреваются и расширяются, усиливается атмосферный перенос от экватора к полюсам, увеличивается концентрация водяного пара и реже собираются облака. Все это отражается на количество CO», -- поясняет Олег Кораблёв.
За время наблюдений средняя концентрация угарного газа упала примерно на 20 % (с примерно 1 260 до 1 079 ppmv). Возможно, что во время пылевой бури молекулы водяного пара поднимаются выше, чем обычно, и, как следствие, образуется больше гидроксильных групп OH, которые превращают CO в CO2. Наблюдения после пылевой бури показали, что концентрация угарного газа в атмосфере остается более или менее одинаковой до высот около 100 км. До бури эта «планка» стояла на 80 км.
Идя «по следам» угарного газа, можно лучше понять атмосферную циркуляцию Марса. В ближайшем будущем исследователи предполагают, во-первых, изучить изотопный состав угарного газа и, во-вторых, «соединить» данные по CO с данными по водяному пару, озону и кислороду, благодаря чему общая картинка химических реакций и атмосферных движений на Марсе должна стать гораздо более «прозрачной».

zandr

11.02.2021 18:36:26 #424 Последнее редактирование: 12.02.2021 20:14:09 от zandr
 Скрытый текст:
http://press.cosmos.ru/solenye-vetry-marsa
ЦитатаСоленые ветры Марса
10 Фев 2021
Впервые в атмосфере Марса прямыми измерениями обнаружен хлорводород. Открытие сделал российский спектрометр ACS на борту космического аппарата TGO российско-европейского проекта «ЭкзоМарс». Хлорводород появился в атмосфере во время глобальной пылевой бури и постепенно исчез после её окончания.
Это открытие заставляет пересмотреть модели химических реакций, связанных со взаимодействием поверхности и атмосферы Марса. Статья с результатами работы опубликована в журнале Science Advances 10 февраля 2021 г. В том же номере журнала опубликована статья по данным бельгийского спектрометрического комплекса NOMAD, также на борту TGO, который исследовал водяной пар в марсианской атмосфере. Обе работы подтверждают, что на Марсе по-прежнему есть много интересных задач для физиков и химиков.
Хлорводород, HCl, был известен в атмосферах, как минимум, на двух планетах Солнечной системы: Земле и Венере. На Земле он попадает в воздух из моря, когда частицы морских солей превращаются в аэрозоль. После взаимодействия с водой высвобождается хлор, который затем реагирует с водородсодержащими соединениями и образует хлорводород. Далее с хлорводородом хорошо реагируют озон и гидроксильные радикалы, поэтому от его количества частично зависит окислительная способность нашей атмосферы, а также -- процессы сезонного «утончения» озонового слоя на полюсах.
На Венере хлорводород -- основной «поставщик» хлора в атмосферу, где он распадается под действием солнечного света и становится одним из главных факторов, обеспечивающих стабильность углекислотной атмосферы.
Предполагалось, что хлорводород существует и на Марсе, но экспериментально его обнаружить не удавалось. С учетом возможностей имевшихся инструментов был сделан вывод, что молекул HCl в марсианской атмосфере очень мало -- 0,2-0,3 частица на миллиард в единице объема (parts per billion volume, ppbv).
Столь малые концентрации называют «следовыми» (по-английски «trace»). Чтобы обнаружить такие малые составляющие атмосферы, в ИКИ РАН был создан спектрометрический комплекс ACS (Atmospheric Chemistry Suite) для российско-европейского проекта «ЭкзоМарс». ACS включает три инфракрасных спектрометра, обладающих очень высокими чувствительностью и спектральным разрешением.
TGO -- марсианский зонд, часть проекта «ЭкзоМарс». Его название -- аббревиатура от Trace Gas Orbiter, «орбитальный аппарат для изучения малых газовых составляющих». Как следует из имени, одна из основных задач TGO -- поиск газов, которые могли бы свидетельствовать о вулканической и, возможно, биологической активности на Марсе. Их концентрация должна быть очень мала, именно поэтому от приборов на борту требуется рекордная чувствительность. Второй, кроме ACS, прибор на борту TGO, нацеленный на решение той же задачи, -- бельгийский спектрометрический комплекс NOMAD.
С момента начала работы в 2018 г. ACS наблюдал многие известные газы марсианской атмосферы, а также их неизвестные «разновидности» -- изотопологи. Возможно, кто-то уже потерял надежду обнаружить на Марсе что-то новое, но постоянные наблюдения принесли долгожданный результат -- в марсианской атмосфере впервые обнаружен хлорводород. При этом благодаря методу работы «на просвет» атмосферы, ACS смог не только детектировать сам факт наличия HCl, но и определить его концентрацию в зависимости от высоты.
Линии поглощения хлорводорода в атмосфере Марса (с) Korablev et al (2021)
Линии поглощения хлорводорода в атмосфере Марса. Пример спектра, полученного спектрометрическом комплексом ACS на борту КА TGO (миссия «ЭкзоМарс-2016», Роскосмос/ЕКА). Наблюдания проводились в режимы солнечных затмений, при котором прибор регистрирует свет Солнца, проходящего через атмосферу Марса. Различные вещества в атмосфере поглощают солнечный свет по-разному, в результате в спектре видны характерные «провалы» -- линии поглощения атомов или молекул. Положение линий поглощения хлорводорода показано пунктиром; наразных  спектрах показаны наблюдения, проведенные на разной высоте от поверхности (с) Korablev et al (2021)

Измерения проводились с апреля 2018 по март 2020 г. (за это время прошло немногим больше одного марсианского года). Хлорводород в атмосфере Марса был впервые зарегистрирован после осеннего равноденствия в северном полушарии, когда начиналась глобальная пылевая буря, за которой последовала вторая, меньших масштабов. Всё это время в атмосфере Марса было сравнительно много пыли, которая поднималась до 30-50 км над поверхностью. Пыль хорошо нагревается, поэтому нагревает и атмосферу, заставляя её расширяться и усиливая циркуляцию. При этом, однако, становится трудно наблюдать, хотя в полярных широтах атмосфера остается сравнительно чистой.
Цитата: undefined«Мы начали регистрировать хлорводород в северном и южном полушариях только после начала глобальной пылевой бури, -- говорит член-корреспондент РАН Олег Кораблёв, первый автор статьи, научный руководитель эксперимента АЦС и заместитель директора ИКИ РАН. -- Скорее всего, он уже был в атмосфере, и его постепенно «разносила» атмосферная циркуляция. Позже, во время спада глобальной бури, мы также наблюдали HCl, в том числе в средних широтах».
После окончания второй, локальной пылевой бури ACS постепенно переставал детектировать хлорводород, так что к концу периода, о котором говорится в статье, его удавалось обнаружить лишь в единичных случаях. Таким образом, период, когда хлорводород удавалось найти, соответствует прохождению перигелия -- ближайшей к Солнцу точки орбиты и «пылевому» сезону на Марсе
Концентрация хлорводорода колебалась от 1 до 4 ppbv, максимально высокой она была на высотах 20-30 в южном полушарии. Наблюдения российского прибора подтвердил бельгийский NOMAD.
Хлорводород на Марс в течение марсианского года по данным спектрометрического комплекса ACS на борту КА TGO (миссия «ЭкзоМарс-2016», Роскосмос/ЕКА) (с) Korablev et al (2021)
Хлорводород на Марс в течение марсианского года по данным спектрометрического комплекса ACS на борту КА TGO (миссия «ЭкзоМарс-2016», Роскосмос/ЕКА). По горизонтали указано положение Марса на орбите (солнечная долгота), которое соответствует сезону; по вертикали -- широта. Кружками обозначены результаты ACS, ромбами -- NOMAD. Цвет кружков и ромбов соответствует количество HCl в атмосфере (шкала справа, ppbv). Градациями коричневого цвета показана интенсивность глобальной пылевой бури (с) Korablev et al (2021)
Тот факт, что хлорводород не всегда присутствует в атмосфере, заставляет пересмотреть представления о химических процессах на Марсе. Исследователям предстоит ответить на два вопроса: откуда берется хлорводород и куда он уходит.
Цитата: undefined«Это первый случай регистрации галогенового газа в атмосфере Марса, и он -- свидетель совершенно нового химического цикла, который нам предстоит понять», -- поясняет Кевин Олсен (Kevin Olsen), профессор университета Оксфорда (Великобритания), один из ведущих авторов статьи.
Две основные гипотезы о том, что служит источником хлорводорода -- частицы пыли, поднятой с поверхности, или активный вулканизм. Известно, что малое количество хлорводорода высвобождается во время извержений на Земле. Но в таком случае «всплески» концентрации этого вещества должны были бы соответствовать сейсмическим событиям на Марсе, однако пока не обнаружено корреляции с данными посадочного аппарата InSight (NASA), который наблюдает сейсмическую активность Марса. Кроме этого, хорошее совпадение по времени с началом и окончанием пылевых бурь заставляет предположить, что источник хлора всё-таки «лежит на поверхности».
Сам механизм «превращения» хлора из составной части марсианских минералов в газообразный хлорводород пока непонятен. Так же, как и ответ на вопрос, куда исчезает хлорводород после пылевой бури.
«Тот факт, что хлор был зарегистрирован во время пылевой бури, -- уточняет Олег Кораблев, -- дает возможность предположить существование взаимодействия между поверхностью и атмосферой, который не учитывался ранее. Аналоги ему можно найти на Земле, некоторые косвенные подтверждения были найдены в лабораторных экспериментах».
Возможный цикл превращений хлора на Марсе (с) ESA
Возможный цикл превращений хлора на Марсе (с) ESA
Наблюдения продолжаются и исследователи надеются, что они принесут данные для разгадки. Появление и исчезновение хлорводорода, который хорошо реагирует с молекулами воды и гидроксилом, скорее всего, повлияет и на другие процессы в марсианской атмосфере. Возможно, эффект проявится на высотах больше 30 км, где большая часть хлорводорода может распасться на составные части, и атомарный хлор начнёт эффективно взаимодействовать с озоном (нечто похожее процесс происходит и на Земле). С другой стороны, надо постараться проникнуть на малые высоты: возможно, именно там хлорводород исчезает в ходе каких-то химических реакций.
Цитата: undefined«Открытие хлорводорода, малой составляющей в атмосфере Марса, -- веха в миссии TGO, -- говорит Хокен Сведхем (Hakan Svedhem), научный руководитель ExoMars Trace Gas Orbiter в ЕКА. -- Это первый новый вид газа после того, как в начале 2000-х появились свидетельства о существовании метана на Марсе. То открытие пробудило интерес к поиску других органических молекул, и в конце концов привело к появлению миссии TGO, для которой поиск новых газов -- основная цель».
***
 Скрытый текст:
Проект «ЭкзоМарс» -- совместный проект Роскосмоса и Европейского космического агентства.
Проект реализуется в два этапа. Первая миссия была выведена в космоса в 2016 году. Она включала два космических аппарата. Первый орбитальный Trace Gas Orbiter (TGO) для наблюдений атмосферы и поверхности планеты с весны 2018 г. находится на рабочей орбите около Марса. Второй -- посадочный модуль «Скиапарелли» (Schiaparelli) для отработки технологий посадки, его миссия завершилась нештатно.
Научные задачи миссии TGO -- регистрация малых составляющих марсианской атмосферы, в том числе метана, картирование распространенности воды в верхнем слое грунты с высоким пространственным разрешением порядка десятков км, стереосъёмка поверхности. На аппарате установлены два прибора, созданные в России: спектрометрический комплекс АЦС (ACS -- Atmospheric Chemistry Suit, Комплекс для изучения химии атмосферы) и нейтронный телескоп высокого разрешения ФРЕНД (FREND, Fine-Resolution Epithermal Neutron Detector). Также Россия предоставляет для запуска ракету-носитель «Протон» с разгонным блоком «Бриз-М».
Второй этап проекта (запуск 2022 г.) предусматривает доставку на поверхность Марса российской посадочной платформы «Казачок» с европейским автоматическим марсоходом «Розалинд Франклин» (Rosalind Franklin) на борту. Россия предоставляет для запуска ракету-носитель «Протон-М» с разгонным блоком «Бриз-М»
В рамках обоих этапов в России создаётся объединенный с ЕКА наземный научный комплекс проекта «ЭкзоМарс» для приёма, архивирования и обработки научной информации.

Shin

А где в последней новости про Mars Express?)

Дмитрий Виницкий

А кто вообще писал этот текст? Гуманитарий по пояс? Во-первых, хлороводород, если на то пошло, а не хлорводород (его даже спеллер любой подчеркивает), во-вторых, все же обычно говорят хлористый водород или гидрохлорид). Не говоря уже о том, что любой семиклассник должен знать, что речь идет о главном компоненте соляной кислоты  ;D

Владимир Юрченко

Цитата: Дмитрий Виницкий от 12.02.2021 03:20:20речь идет о главном компоненте соляной кислоты  ;D

А какие ещё компоненты есть у соляной кислоты HCl?

Logan1982

Вопрос модераторам: может тему переименовать в просто "Марс-Экспресс"? А то "ребёночек" в этом году уже совершеннолетие в полёте справит, а в названии всё какие-то первые результаты ожидают.

Зомби. Просто Зомби

Цитата: Владимир Юрченко от 12.02.2021 19:02:44А какие ещё компоненты есть у соляной кислоты HCl?
Вода.

Соляная кислота - это водный раствор хлористого водорода, который сам по себе газ.
Не копать!