ИНСТИТУТ КОСМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ
РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК

Институт Космических исследований
Российской Академии Наук

ДАН / DAN
Распространённость воды в грунте кратера Гейла на Марсе по данным прибора ДАН. 2018 г.
Нейтронное зондирование Марса

ДАН/DAN («Динамическое альбедо нейтронов»/Dynamic Albedo of Neutrons) — российский эксперимент в программе научных исследований с борта автоматического марсохода «Кьюриосити»/Curiosity проекта НАСА «Марсианская научная лаборатория» (Mars Science Laboratory).

Участие России в проекте «Марсианская Научная Лаборатория/Кьюриосити» (Mars Science Laboratory/Curiosity Rover) определено Исполнительным соглашением между НАСА и Федеральным космическим агентством (в настоящее время — Государственная корпорация по космической деятельности «Роскосмос»), по заказу которого в Институте космических исследований Российской академии наук была создана аппаратура ДАН.

Научные задачи

Поиск водородсодержащих соединений, и в том числе водяного льда, и хлора в верхнем слое грунта Марса с помощью методов активного нейтронного зондирования.

Миссия

ДАН — российский приборный комплекс, включенный в научную нагрузку марсохода «Кюриосити» (НАСА).

Принцип работы ДАН основан на методах ядерной физики. Прибор генерирует короткие (длительностью порядка 1 мкс), но мощные импульсы нейтронов. За один импульс испускается до 10 миллионов частиц с энергией 14 МэВ. Испущенные нейтроны проникают в грунт Марса, где взаимодействуют с ядрами основных породообразующих элементов.

Если затем измерить энергию и время регистрации нейтронов, выходящих из грунта после импульсного облучения, можно оценить содержание в веществе различных атомов, в первую очередь — водорода. На основе измерений распространённости водорода в грунте можно судить о наличии в нем гидратированных минералов или водяного льда вечной мерзлоты. Чувствительность прибора позволяет обнаружить воду в концентрации около 0,1%.

Эти данные необходимы для изучения процессов гидрологической эволюции Красной планеты и поиска районов с наиболее благоприятными условиями для возможного существования на Марсе примитивной жизни.

Непосредственный предшественник прибора ДАН — прибор ХЕНД, который также был создан в лаборатории космической гамма-спектроскопии ИКИ РАН (сегодня — отдел ядерной планетологии) для марсианского орбитального аппарата Mars Odyssey (НАСА, запуск 2001 г.). Именно благодаря данным ХЕНД был впервые открыт водяной лёд в реголите под поверхностью Марса. Однако если прибор ХЕНД измерял нейтроны, образовавшиеся в грунте Марса естественным путем под действием космических лучей, то ДАН направленно зондирует участок поверхности в ближайшей окрестности марсохода импульсами нейтронного излучения.

Приобор начал работу на поверхности Марса 7 августа 2012 г. За 5 лет работы (до августа 2017 г.) российская научная команда эксперимента ДАН выполнила более 400 сеансов нейтронного зондирования марсианской поверхности вдоль трассы движения марсохода по дну кратера Гейл. Уникальный нейтронный генератор прибора излучил более 7 миллионов нейтронных импульсов, более чем в 5 раза превысив свой ресурс. Обработка данных нейтронного зондирования показала, что количество воды в грунте вдоль трассы движения марсохода изменяется от 1 до 9 % по массе. Также установлено, что вещество грунта содержит значительную долю хлора, до 2,5 % по массе, что подтверждает гипотезу о том, что в эпоху раннего Марса кратер Гейл заполняло древнее озеро.

Научная аппаратура ДАН

  • Блок детекторов и электроники ДАН-ДЭ — промышленные пропорциональные счетчики нейтронов, наполненные 3He
  • Импульсный нейтронный генератор ДАН-ИНГ — изготовлен во Всероссийском научно-исследовательском институте автоматики им. Н.Л. Духова на базе промышленного импульсного генератора

Основные характеристики

  • Диапазон энергий регистрируемых нейтронов: от тепловых до 14 МэВ
  • Разрешение по времени: 1–3 мкс
  • Разрешение на поверхности: ~1 м
  • Разрешение по глубине: ~1 м

Головные организации и руководители

  • Государственная корпорация по космической деятельности «Роскосмос» (ГК «Роскосмос»): заказчик
  • Институт космических исследований Российской академии наук (ИКИ РАН): головной исполнитель
  • Научный руководитель эксперимента: д.ф.-м.н. Игорь Георгиевич Митрофанов (ИКИ РАН)

Коллаборация

  • Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова (ВНИИА, Москва)
  • Институт машиноведения им. А.А. Благонравова РАН (ИМАШ, Москва)
  • Объединенный институт ядерных исследований (ОИЯИ, Дубна, Московская обл.)
  • Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН (ГЕОХИ РАН, Москва)
  • Лаборатория реактивного движения НАСА (Jet Propulsion Laboratory, JPL, США)
  • Университет Аризоны (University of Arizona, UofA, США)
  • Университет Теннесси (University of Tennessee, США)
  • Университет Брауна (Brown University, США)

Сайты

  1. Страница эксперимента ДАН на сайте отдела ядерной планетологии ИКИ РАН
  2. Сайт проекта Mars Science Laboratory на портале НАСА

Статус: работающий

Запуск: 26.11.2011 г., космодром Канаверал, ракета-носитель Atlas V

Головное космическое агентство: NASA

SCN: 

NSSDC ID: 

Основной сайт -»