ИНСТИТУТ КОСМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ
РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК

Институт Космических исследований
Российской Академии Наук

МАРС-ЭКСПРЕСС / MARS EXPRESS
© Spacecraft: ESA/ATG medialab; Mars: ESA/DLR/FU Berlin, CC BY-SA 3.0 IGO
© Spacecraft: ESA/ATG medialab; Mars: ESA/DLR/FU Berlin, CC BY-SA 3.0 IGO
Атмосфера и климат Марса

«Марс-Экспресс» (Mars Express, MEX) — первая экспедиция Европейского космического агентства для исследования Марса:  атмосферы, поверхности, истории его климата и окружающего пространства — с орбиты его искусственного спутника.

Проект был задуман после неудачи российского проекта «Марс-96», в котором участвовали многие европейские организации. Новая миссия должна была повторить ряд экспериментов, которые планировались на российском орбитальном аппарате (пять из семи научных приборов спутника: HRSC, OMEGA, PFS, ASPERA и SPICAM — были первоначально изготовлены для «Марс-96»). В ней участвуют ученые и специалисты Франции, Великобритании, Италии, Германии, Швеции, США, России и многих других стран

Важная роль в проекте принадлежала Василию Ивановичу Морозу (1931–2004 гг.), тогда руководителю отдела физики планет и малых тел Солнечной системы ИКИ РАН и научному руководителю миссии «Марс-96» с российской стороны. Для трех спектроскопических экспериментов на борту аппарата: PFS, OMEGA и SPICAM — инструменты были изготовлены с участием России. Российские ученые принимают участие во всех семи экспериментах проекта как соисследователи (co-investigators).

Научные задачи

  • картировать поверхность планеты с высоким (10 м/пиксел) и сверхвысоким (2 м/пиксел) разрешением;
  • создать карты распределения минералов на поверхности с разрешением 100 м;
  • изучить состав марсианской атмосферы и её глобальной циркуляции;
  • зондировать верхние слои грунта до глубины несколько км;
  • исследовать взаимодействия атмосферы с поверхностью и с солнечным ветром;
  • отработать технологии мягкой посадки на планету.

Миссия

Цели первой европейской миссии на Марс — изучение марсианской атмосферы и климата, минералогического состава и геологических структур поверхности, распространенности воды в разных формах на планете.

Для этого на борту КА собран комплекс из семи приборов, который включает разнообразные спектрометры, оптические камеры, альтиметр, анализатор нейтральных атомов и радиоантенны:

  • стереокамера высокого разрешения HRSC (High Resolution Stereo Camera);
  • видимый и инфракрасный картирующий спектрометр OMEGA (Observatoire pour la Mineralogie, l'Eau, les Glaces et l'Activite);
  • радар-альтиметр MARSIS (Mars Advanced Radar for Subsurface and Ionospheric Sounding);
  • планетный Фурье-спектрометр PFS (Planetary Fourier Spectrometer);
  • инфракрасный и ультрафиолетовый спектромер SPICAM (The Spectroscopy for the Investigation of the Characteristics of the Atmosphere of Mars);
  • Анализатор энергичных нейтральных атомов ASPERA (Analyzer of Space Plasma and Energetic Atoms);
  • камера VMC (Visual Monitoring Camera).

Также в рамках миссии проводился эксперимент MaRS (Mars Radio Science Experiment).

Российский вклад в миссию

  • Видимый и инфракрасный картирующий спектрометр OMEGA (Observatoire pour la Mineralogie, l'Eau, les Glaces et l'Activite) для изучения минерального состава поверхности планеты, поиска воды в различных состояниях. Разработан и создан для проекта «Марс-96» во Франции под руководством Ж.-П. Бибринга (J.-P. Bibring, Институт космической астрофизики, Франция); сканер прибора и входная оптика изготовлены и поставлены ИКИ РАН. Научные руководители эксперимента OMEGA с российской стороны: д.ф.-м.н. Людмила Вениаминовна Засова (ИКИ РАН) и к.ф.-м.н. Руслан Олегович Кузьмин (ИКИ РАН, ГЕОХИ)
  • Планетный Фурье-спектрометр PFS (Planetary Fourier Spectrometer) для изучения атмосферы Марса, в первую очередь, её температуры на разных высотах. Первоначально разработанный для миссии «Марс-96», прибор был изготовлен в Италии под руководством В. Формизано (V. Formisano). Научный руководитель эксперимента — М. Джуранна (M. Giuranna, Национальный институт астрофизики, Италия). Российские ученые и специалисты принимали участие в разработке прибора ПФС, в наземной калибровке, обработке и интерпретации данных, полученных на орбите. Детектирующие модули, включая чувствительные элементы обоих каналов прибора, изготовлены в России. Руководитель российской группы участников эксперимента PFS до 2004 г.: проф. Василий Иванович Мороз, с 2004 г. д.ф.-м.н. Людмила Вениаминовна Засова (ИКИ РАН)
  • Инфракрасный и ультрафиолетовый спектромер SPICAM (The Spectroscopy for the Investigation of the Characteristics of the Atmosphere of Mars). Прибор был задуман для «Марса-96», но для европейской миссии пришлось почти на порядок уменьшить его массу, поэтому для нового SPICAM использовались совершенно новые технические подходы. Он был изготовлен во Франции с участием Бельгии, ИКИ РАН поставил ИК-спектрометр, полностью изготовленный в России. Нынешний научный руководитель эксперимента — Ф. Монмессан (F. Montmessin, лаборатория LATMOS, Франция). Со-руководитель эксперимента SPICAM с российской стороны: д.ф.-м.н. Олег Игоревич Кораблёв (ИКИ РАН)

Ход проекта

КА вышел на орбиту вокруг Марса 26 декабря 2003 г. В рамках миссии к Марсу был также доставлен посадочный аппарат «Бигль-2» (Beagle 2), но при посадке на планету он был потерян.

Работа орбитального аппарата, изначально рассчитанного на один марсианский год (687 земных дней) продолжается: ЕКА одобрило продление миссии до конца 2022 г.

Важнейшие результаты, полученные с помощью спектрометров OMEGA, PFS и SPICAM за более чем десять лет работы, касаются геохимии и атмосферной химии. По распределению гидратированных минералов на поверхности планеты можно судить о том, когда закончилась эпоха «теплого и влажного» Марса, наиболее благоприятная для возможного зарождения жизни. Данные о составе атмосферы, в частности, о распределении водяного пара и свечениях молекулярного кислорода важны для понимания сегодняшнего Марса и его климата. Интересным оказалось открытие «авроральных сияний» на планете, которые, в отличие от Земли, происходят не на полюсах. С помощью этих инструментов были получены данные о том, что в атмосфере планеты есть метан в следовых количествах. Гипотезу о наличии метана в атмосфере Марса в настоящее время проверяет орбитальный аппарат TGO миссии «ЭкзоМарс».

За время работы «Марса-Экспресса» российские ученые опубликовали порядка ста статей в российских и международных рецензируемых научных журналах.

Головные организации и руководители

  • Европейское космическое агентство (European Space Agency, ESA/ЕКА)
  • Научные руководители эксперимента OMEGA с российской стороны: д.ф.-м.н. Людмила Вениаминовна Засова (ИКИ РАН) и к.ф.-м.н. Руслан Олегович Кузьмин (ИКИ РАН, ГЕОХИ)
  • Руководитель российской группы участников эксперимента PFS до 2004 г.: проф. Василий Иванович Мороз, с 2004 г. д.ф.-м.н. Людмила Вениаминовна Засова (ИКИ РАН)
  • Со-руководитель эксперимента SPICAM с российской стороны: д.ф.-м.н. Олег Игоревич Кораблёв (ИКИ РАН)

Статус: работает

Запуск: 02.06.2003, 20:45 мск, космодром Байконур, РН «Союз-ФГ» / РБ «Фрегат»

Головное космическое агентство: ESA

SCN: 27816

NSSDC ID: 2003-022A

Основной сайт: http://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Mars_Express

Новости Марс-Экспресс