Тема: ЯДЕРНАЯ ПЛАНЕТОЛОГИЯ

Исследование поверхности планет и малых тел Солнечной системы методами ядерной физики.

Научный руководитель: д.ф.м.н. Митрофанов И.Г.

Продолжены работы по исследованию нейтронного альбедо Марса с помощью российского прибора ХЕНД работающего на борту космического аппарата НАСА «Марс Одиссей». По данным телеметрии прибор работает штатно. Поступающая научная информация находится на обработке в ИКИ РАН. На основе обработки данных эксперимента ХЕНД получены данные по потокам нейтронов (нейтрон/cм²/сек) в различных энергетических диапазонах на орбите высотой 400 км. Полученные данные выложены на веб-сайт Планетарной Базы Данных http://pdsimg.jpl.nasa.gov для публичного доступа. На основании орбитальных данных и математического моделирования получены модельные данные для потоков нейтронов на поверхности планеты для разных ее регионов.

Раздел темы: Изучение циркуляции углекислоты в атмосфере Марса и в сезонных отложениях вблизи полюсов

Отв. исполнитель к.ф.м.н. М.Л. Литвак

Изучены сезонные изменения нейтронного альбедо Марса в различных энергетических диапазонах, вызванные годичной циркуляцией атмосферной углекислоты за период с 18 февраля 2002 г. по 1 октября 2005 г. На основе результатов измерений прибора ХЕНД и прямых измерений толщины сезонного покрова углекислоты по данным американского эксперимента MOLA построена многомерная модель сезонных отложений атмосферной углекислоты (поверхностная плотность осажденного СО₂ как функция долготы, широты и времени). По предсказаниям модели получены оценки массы и плотности осажденной атмосферной углекислоты внутри сезонных шапок Марса для различных периодов марсианского сезонного цикла. Обнаружено, что в обеих полярных областях содержание водяного льда по массе превышает 50%, причем в северной полярной области водяной лед находится рядом с поверхностью, а на юге наоборот покрыт толстым слоем (10-20 см) сухого реголита. Кроме анализа распределения водосодержащих слоев было проведено наблюдение сезонных вариаций снежного покрова в течение одного марсианского года. По итогам этих наблюдений было показано, что полная масса северной и южной сезонных шапок составляет соответственно 3.8х10¹⁵ и 6.3х10¹⁵ кг, а плотность замерзшей углекислоты варьируется в диапазоне 0.9-1.1 г/см³. Для каждого полушария Марса изучены периоды конденсации и сублимации атмосферной углекислоты в зависимости от широты места, получены оценки полной массы сезонных шапок, выполнено сравнение с предсказаниями глобальной климатической моделью, проведено сравнение сезонных циклов за разные марсианские годы.

- Литвак М.Л., Митрофанов И.Г., Козырев А.С. и др. Comparison between polar regions of Mars from HEND/Odyssey data, ICARUS, 2005, в печати

- Литвак М.Л., Митрофанов И.Г., Козырев А.С. и др. Modeling of Martian seasonal caps from HEND/ODYSSEY data, Advances in Space Research, 2005, печати.

Раздел темы: Оценка содержания воды в различных районах Марса.

Отв. исполнитель д.ф.м.н. Митрофанов И.Г.тел.

На основе наблюдательных данных прибора ХЕНД и численного моделирования нейтронных потоков в различных энергетических диапазонах получено распределение воды в верхних слоях грунта (процентное содержание и глубина залегания). Выявлено различие в структуре ледяной мерзлоты между северными и южными приполярными районами. Получены оценки максимального количества воды в различных районах экваториальной зоны планеты.

Раздел темы: Оценка нейтронной компоненты радиационного фона Марса

Отв. исполнитель к.ф.м.н. М.Л. Литвак

Получены распределения потока нейтронов различных энергий в атмосфере, на поверхности и под поверхностью Марса и оценки вклада нейтронов в полную эффективную радиационную дозу в районах с максимальным и минимальным потоками нейтронного излучения, что позволит построить полную модель радиационной обстановки на орбите около Марса.

Разрабатывается программа проведения регулярных измерений радиационного фона на орбите по измерениям, как нейтронов, так и заряженных частиц.

Раздел темы: Перспективные ядерные исследования планет и малых тел.

Отв. исполнитель В.И. Третьяков

Выполнено математическое моделирование космического эксперимента «Детектор Альбедных Нейтронов» (ДАН) для марсохода НАСА «Марсианская научная лаборатория 2009» для изучения состава грунта Марса и поиска воды с борта мобильной лаборатории методом активной нейтрон – нейтронной спектроскопии. Начаты работы по созданию научной аппаратуры для такого эксперимента и лабораторным отработкам методики КЭ.

Выполнено математическое моделирование космического эксперимента «Лунного исследовательского нейтронного детектора» (ЛЕНД) для орбитального КА НАСА «Лунный разведывательный орбитер» для поиска с орбиты отложений водяного льда в грунте приполярных областей Луны методом коллимированной нейтронной спектроскопии для получения пространственного разрешения до 30 км. Начаты работы по созданию научной аппаратуры для такого эксперимента и лабораторным отработкам методики КЭ.

Выполнено математическое моделирование космического эксперимента «Меркурианский нейтронный и гамма спектрометр» (МГНС) для орбитального КА ЕКА «Бепи-Коломбо» для изучения состава грунта Меркурия. Проведены отработки технологии создания сцинтилляционного гамма спектроскопа с использованием сцинтилляционных материалов типа A_IIIB_VII. Начаты работы по созданию научной аппаратуры для такого эксперимента.