< ALMA обнаружила места образования планет

ДАН и "Венера-Экспресс": главные результаты российских экспериментов на зарубежных аппаратах

Почетные грамоты НАСА и ЕКА вручены участникам научных групп российских экспериментов на борту марсохода «Кюриосити» (НАСА) и автоматической межпланетной станции «Венера-Экспресс» (ЕКА). Награждение состоялось в ходе заседания Совета по космосу Российской академии наук 24 декабря 2015 года.

---

Грамота “За достижения группы” (Group Achievement Award) была вручена научной группе эксперимента ДАН на борту марсохода «Кюриосити» (Curiosity, НАСА): профессору Игорю Митрофанову, руководителю эксперимента и заведующему отделом ядерной планетологии ИКИ РАН, и другим участникам эксперимента (всего 15 ученых и специалистов из Института космических исследований и Института геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН).

Марсоход «Кюриосити» был доставлен на поверхность Марса в 2012 году в район кратера Гейл, который, как предполагается, когда-то был дном озера. Российский прибор ДАН (сокращение от «Динамическое альбедо нейтронов»), совмещающий нейтронный детектор и импульсный нейтронный генератор, был разработан ИКИ РАН в сотрудничестве со многими другими организациями. Благодаря импульсному нейтронному генератору, изготовленному во Всероссийском научно-исследовательском институте автоматики им. Н.Л. Духова, прибор способен активно зондировать поверхность Марса высокоэнергичными нейтронами и с их помощью изучать распределение водорода и водородосодержащих соединений (прежде всего, воды) под поверхностью планеты на глубине 0,5–1 м.

«Мы хотим поблагодарить наших коллег из Института автоматики за замечательный нейтронный генератор, который они создали для нашего эксперимента. Гарантийный срок его действия был заявлен в 1 год, и он уже превышен более, чем в три раза, — подчеркнул Игорь Митрофанов в кратком докладе о результатах проекта. — Конечно, тритиевая мишень в генераторе понемногу истощается и уменьшается интенсивность пучка нейтронов, но мы компенсируем это продолжительностью измерений».

Главный результат, полученный благодаря прибору, — на дне кратера Гейл обнаружены два типа районов с различным распределением грунтовой воды по глубине. В большинстве случаев наверху находится более сухой грунт (около 2% воды по массе), под ним — более «влажный» (от 2 до 6 %). Но иногда (примерно в 14% случаев) слои располагаются «обратным» образом: под аналогичным верхним слоем наблюдается совсем сухой грунт, в котором содержание воды составляет всего около 1%.

В целом же поверхность кратера Гейл, по измерениям ДАН, содержит относительно мало воды — в большинстве случаев ее процентное содержание по массе составляет 2–3 процента. Этот результат противоречит данным орбитальных наблюдений, которые проводит нейтронный детектор ХЕНД. Этот прибор был также сделан в группе под руководством Игоря Митрофанова и с 2001 года он работает на борту аппарата «Марс Одиссей» (НАСА). Согласно картам, построенным по данным ХЕНД с орбиты, в кратере Гейла должно быть около 5 процентов воды.

«Возможно, — замечает Игорь Митрофанов, — что дело в достаточно низком пространственном разрешении ХЕНД. Если грунт в кратере Гейл на самом деле более “сухой”, чем на окружающей его равнине, то мы просто не можем увидеть это с орбиты. Второе возможное объяснение связано с глубиной слоя с высоким содержанием воды: ДАН зондирует поверхность на глубину до 60 см, а нейтроны, которые регистрирует ХЕНД, рождаются под действием космических лучей, которые проникают в грунт на 1–1,5 метра. Именно эти нейтроны содержат признаки присутствия высокого содержания воды при наблюдениях с орбиты».

Противоречие сможет объяснить эксперимент ФРЕНД — следующий прибор той же линейки нейтронных детекторов. Этот нейтронный телескоп установлен на борту аппарата Trace Gas Orbiter миссии «ЭкзоМарс» (ExoMars, Роскосмос-ЕКА), который планируется к запуску в марте 2016 года. ФРЕНД будет наблюдать за Марсом с орбиты, как и ХЕНД, но с гораздо более высоким пространственным разрешением (порядка 40 м). Этого разрешения достаточно, чтобы сравнить содержание воды в грунте в пределах кратера Гейл и в его непосредственной окрестности.

---