ДАН — российский приборный комплекс, включенный в научную нагрузку марсохода «Кюриосити» (Curiosity, проект Mars Science Laboratory, NASA).

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 (NASA, 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 10 лет работы (до августа 2022 г.) на поверхности Марса российско-американская команда эксперимента ДАН провела более 5000 дежурных смен в составе группы управления марсоходом, обеспечивая ежедневное планирование научной программы марсохода в части эксперимента ДАН. Всего было проведено почти 1500 сеансов нейтронного зондирования марсианской поверхности, или около 3 сеансов в неделю. Нейтронный генератор произвел более 15 миллионов импульсов нейтронного излучения, многократно превысив свой технический ресурс, но при этом продолжает штатно и без сбоев функционировать на марсианской поверхности.

В эксперименте ДАН установлено, что грунт дна кратера имеет переменные соленость и концентрацию грунтовой воды от 2 до 6%. Высокое содержание воды наблюдается именно там, где было обнаружено присутствие гидратированных минералов, сформировавшихся в раннюю эпоху истории Марса, когда кратер был заполнен водой. 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. Эти данные позволяют определить характер процессов, протекавших в различные эпохи эволюции планеты.

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