И.Г. Митрофанов, М.Л. Литвак, А.Б. Санин, Д. Лисов

Измерение распределения связанной воды в марсианском грунте по данным российского прибора ДАН, установленного на борту марсохода Curiosity

На конкурс представлен цикл из 4 статей:

1) I. G. Mitrofanov, M. L. Litvak, A. B. Sanin, D. I. Lisov и др. Studying of Water Consent in Mars’ Gale Crater: The First Results of the DAN Experiment on the NASA Curiosity Rover, Published in Russian in Doklady Akademii Nauk, 2014, Vol. 455, No. 3, pp. 279–281, 2014.

2) I. Jun, I. Mitrofanov, M. L. Litvak, A. B. Sanin и др., Neutron background environment measured by the Mars Science Laboratory’s Dynamic Albedo of Neutrons instrument during the first 100 sols, JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESEARCH: PLANETS, VOL. 118, 2400–2412, doi:10.1002/2013JE004510, 2013

3) M. L. Litvak, I. G. Mitrofanov, A. B. Sanin, D. Lisov и др., Local variations of bulk hydrogen and chlorine-equivalent neutron absorption content measured at the contact between the Sheepbed and Gillespie Lake units in Yellowknife Bay, Gale Crater, using the DAN instrument onboard Curiosity, J. Geophys. Res. Planets, 119, 1259–1275, doi:10.1002/2013JE004556, 2014

4) I. G. Mitrofanov, M. L. Litvak, A. B. Sanin и др., Water and chlorine content in the Martian soil along the first 1900 m of the Curiosity rover traverse as estimated by the DAN instrument, J. Geophys. Res. Planets, 119, 1579–1596, doi:10.1002/2013JE004553, 2014

Цикл работ посвящен представлению и анализу первых результатов измерения содержания и распределения подповерхностной связанной воды в марсианском грунте по данным российского эксперимента ДАН на борту марсохода НАСА Curiosity, полученных за первый год наблюдений на поверхности Марса (2012-2013 гг). Прибор ДАН - это первый в мире активный нейтронный спектрометр отправленный на поверхность другой планеты и успешно работающий там в течение долгого времени. ДАН был разработан в ИКИ РАН (блок детекторов и управляющей электроники) в тесном сотрудничестве с Всероссийским научно-исследовательским институтом автоматики (разработка блока нейтронного генератора) по заказу Роскосмоса специально для космической миссии НАСА Марсианская Научная Лаборатория. Прибор может работать в пассивном (измерение естественного нейтронного альбедо поверхности) и в активном (наведенное нейтроное альбедо поверхности, полученное с помощью ее импульсного облучения потоками быстрых нейтронов), позволяя измерять распределение воды и некоторых элементов (таких как хлор и железо) в приповерхностном слое грунта до глубины порядка полуметра.

В первой работе из представленного списка, опубликованной в журнале Доклады Российской Академии наук (это первая публикация результатов измерений прибора ДАН) получены оценки среднего содержания воды в приповерхностном грунте Марса в окрестности места посадки масрохода Curuisoity. Вторая работа выполнена в соавторстве с членом научной команды ДАН др. Инсу Джуном и содержит описание численных моделей марсохода, радиоизотопного источника (РЭТЕГ) установленного на борту масрохода, а также методологию пассивных измерений прибора ДАН. В третьей работе представлен анализ результатов распределения подповерхностной воды и хлора, полученных в ходе специальной научно-исследовательской компании марсохода Curiosity под руководством научной команды прибора ДАН. В ходе этого исследования производились последовательные измерения (с шагом 0.75-1 метр) вариаций содержания воды и хлора вдоль небольшого траверса (около 15 м) марсохода пересекающего несколько границ между различными геологическими образованиями на поверхности Марса. Было установлено, что профиль содержания воды и хлора на мелком масштабе хорошо коррелирует с геологическим контекстом местности. Наконец в четвертой работе проведен систематический анализ активных измерений прибора ДАН, выполненных за год работы марсохода на поверхности Марса. За это время марсоход проехал около 2 км и измерил вдоль трассы своего движения профиль распределения воды и среднего содержания хлора (по данным прибора ДАН) с характерным пространственным разрешением 40-60 м. Было обнаружено, что связанная вода распределена неоднородно по глубине. В большинстве случаев наверху находится относительно сухой слой грунта с толщиной около 20 см и содержанием воды в 1.5-1.7%. В нижнем слое грунта содержание воды увеличивается в среднем до 3%, а в отдельных местах до 5-6% по массовой доле.