Исследование экзосферы Меркурия в проекте Бепи Коломбо.

Кораблев О.И., Котцов В.А., Гнедых В.И., Измоденов В.А., Козлов В.Е., Семена Н.П.

Аннотация

Экзосфера Меркурия содержит не более 10⁵ атомов на см³ и состоит главным образом из атомов водорода, гелия, кислорода, а также, в малых количествах, атомов натрия, калия и кальция.

Эксперимент MSASI на борту спутника ММО Японского космического агентства (JAXA) посвящен исследованию пространственного распределения атомов натрия в экзосфере Меркурия и поиску распределения натрия на поверхности планеты. Он разрабатывается совместно учеными Японии и ИКИ РАН. Камера MSASI выделяет узкий участок спектра при помощи эталона Фабри-Перо и работает в линии натрия D2 (589,0 нм). Для исследования пространственного распределения атомов натрия используется собственное вращение спутника ММО (период 4 сек.) и сканирующее устройство. Оно обеспечивает изменение направления визирования в рабочей зоне 150 , шаг поворота 45'. Сканирующая система массой 960 г и потреблением 5 Вт разработана в ИКИ РАН.

Эксперимент PHEBUS на борту спутника MPO Европейского космического агентства (ESA) посвящен исследованию химического состава экзосферы. Прибор PHEBUS разрабатывается совместно учеными Франции, Японии и ИКИ РАН. Спектрометр PHEBUS регистрирует спектры излучения экзосферы планеты в диапазоне глубокого вакуумного ультрафиолета от 30 до 150 нм. В диапазоне расположены линии излучения нейтральных и ионизированных химических элементов водород, гелий, ксенон, аргон, кислород, калий и кальций. По данным спектрам определяется химический состав экзосферы. Для получения пространственного распределения химических элементов в спектрометре установлена сканирующая система. Она позволяет изменять направление визирования прибора на 360°. Такая свобода позволяет не только проводить измерения в окружающем пространстве Меркурия, но обеспечивает проведение абсолютных калибровок спектрометра по известным источникам излучения. Сканирующая система массой 1150 г и потреблением 5 Вт разработана в ИКИ РАН.

Разработке прибора MSASI посвящены статьи 1-3.

Разработке прибора PHEBUS посвящена статья 4.

1. Yoshikawa I., O. Korablev, S. Kameda, D. Rees, H. Nozawa, S. Okano, V. Gnedykh, V. Kottsov, K. Yoshioka, G. Murakami, F. Ezawa, G. Cremonese. The Mercury sodium atmospheric spectral imager for the MMO spacecraft of Bepi-Colombo. Planetary and Space Science 58 224–237 (2010).
2. Yoshikawa, I.; Kameda, S.; Hikosaka, K.; Murakami, G.; Rees, D.; Nozawa, H.; Okano, S.; Korablev, O. Attempt to identify a source mechanism of Mercury’s sodium exosphere by a spectrometer using Fabry–Perot etalon. Advances in Space Research, Volume 42, Issue 7, p. 1172-1179. (2008)
3. Yoshikawa, I.; Kameda, S.; Matsuura, K.; Hikosaka, K.; Murakami, G.; Yoshioka, K.; Nozawa, H.; Rees, D.; Okano, S.; Misawa, H.; Yamazaki, A.; Korablev, O. Observation of Mercury's sodium exosphere by MSASI in the BepiColombo mission. Planetary and Space Science, 55, p. 1622-1633. (2007)
4. Chassefière, E.; Maria, J.-L.; Goutail, J.-P.; Quémerais, E.; Leblanc, F.; Okano, S.; Yoshikawa, I.; Korablev, O.; Gnedykh, V.; Naletto, G.; Nicolosi, P.; Pelizzo, M.-G.; Correia, J.-J.; Gallet, S.; Hourtoule, C.; Mine, P.-O.; Montaron, C.; Rouanet, N.; Rigal, J.-B.; Muramaki, G.; Yoshioka, K.; Kozlov, O.; Kottsov, V.; Moisseev, P.; Semena, N.; Bertaux, J.-L.; Capria, M.-Th.; Clarke, J.; Cremonese, G.; Delcourt, D.; Doressoundiram, A.; Erard, S.; Gladstone, R.; Grande, M.; Hunten, D.; Ip, W.; Izmodenov, V.; Jambon, A.; Johnson, R.; Kallio, E.; Killen, R.; Lallement, R.; Luhmann, J.; Mendillo, M.; Milillo, A.; Palme, H.; Potter, A.; Sasaki, S.; Slater, D.; Sprague, A.; Stern, A.; Yan, N. PHEBUS: A double ultraviolet spectrometer to observe Mercury's exosphere. Planetary and Space Science 58, 201-223 (2010).