Кіріспе

Көрінетін инфрақызыл спектрометр Марс үшін компактты барлау бейнелеу спектрометрі (CRISM) - Марс барлау орбитасында өткен және қазіргі судың минералогиялық көрсеткіштерін іздейтін көрінетін инфрақызыл спектрометр. CRISM құрамына оннан астам университет ғалымдары кірді және оны бас зерттеуші Скотт Мурчи басқарды. CRISM-ді Джонс Хопкинс университетінің қолданбалы физика зертханасы жобалап, жасап, сынақтан өткізді.

Мақсаттар

CRISM Марста бұрын немесе қазіргі өмірді іздеуде маңызды деп саналатын еріткіш суды қосқан жерлерді анықтау үшін қолданылды. Бұл үшін CRISM төмен температуралы немесе гидротермалды сумен өткенде өзара әрекеттесуін көрсете алатын минералдар мен химиялық заттардың болуын картаға түсірді. Бұл материалдар сумен химиялық өзгеріске ұшырауы мүмкін темір мен оксидтерді, сондай-ақ судың қатысуымен пайда болатын филосиликаттар мен карбонаттарды қамтиды. Бұл материалдардың барлығы көзге көрінетін инфрақызыл сәулелеріндегі ерекше үлгілерге ие және CRISM-мен оңай байқалды. Сонымен қатар, КРИСМ Марстың ауа райы мен жыл мезгілдері туралы көбірек білу үшін Марстың атмосферасындағы мұз және шаң бөлшектерін бақылап отырды.

Құралдың жалпы көрінісі

CRISM-де көзге көрінетін және инфрақызыл электромагниттік сәулелену 362 - 3920 нанометр аралығында 6,55 нанометрлік аралықта өлшенді. Құралдың екі режімі бар, олар - көп спектрлі мақсатсыз режим және гиперспектрлі мақсатсыз режим. Нысанасыз режимде CRISM Марсты барлап, оның 544 өлшенетін толқын ұзындығының шамамен 50-ін 100-200 метр / пиксел ажыратылымында тіркейді. Бұл режимде CRISM Марстың жартысын аэробрекингтен кейін бірнеше ай ішінде және планетаның көп бөлігін бір жылдан кейін картаға түсірді. Бұл әдістің мақсаты - ғылыми тұрғыдан қызықты жаңа жерлерді анықтау, оларды одан әрі зерттеу.

Құралдың құрылысы

CRISM-дің деректерді жинау бөлігі оптикалық сенсорлық блок (OSU) деп аталды және екі спектрографтан тұрды, біреуі 400-ден 830 нм-ге дейінгі аралықтағы көрінетін сәулелерді, екіншісі 830-дан 4050 нм-ге дейінгі аралықтағы инфрақызыл сәулелерді анықтады. Инфрақызыл детекторды радиатор тақтасы мен үш криогендік салқындатқышпен 173° Цельсияға дейін салқындатты. Нысаналы режимде болған кезде, MRO ғарыш кемесі қозғалған кезде де бір аймақты көрсету үшін аспаптың гимбалдары. Мақсатты аймақта деректерді жинаудың қосымша уақыты сигнал мен шудың арақатынасын, сондай-ақ кескіннің кеңістіктік және спектрлік ажыратылуын арттырады. Бұл сканерлеу қабілеті аспаптың атмосфералық қасиеттерді анықтау үшін қолданылатын атмосфераның өзгермелі мөлшері арқылы бір жер бетін көру арқылы эмиссиялық фазалық функцияларды орындауына мүмкіндік берді. CRISM-тің деректерді өңдеу бөлімі (DPU) ұшу деректерін өңдеуді, оның ішінде деректерді жіберуден бұрын сығыстыруды жүзеге асырады.

Жер қыртысының құрамы

Марстың қабығының құрамын және оның уақыт өте келе қалай өзгергенін түсіну Марстың планета ретінде эволюциясының көптеген аспектілерін көрсетеді және CRISM-тің басты мақсаты болды. CRISM-тен бұрын жер бетіндегі және қашықтан алынған өлшеулер, Марстың метеориттерін талдау Марстың қабығының негізінен базальттық магмалық жыныстардан жасалғанын көрсетеді. Марс орбиталық аппаратының MGS камерасынан алынған суреттерде кейбір жерлерде жер қыртысының жоғарғы бірнеше километрлік бөлігі жүздеген жұқа жанартау лава ағыстарынан құралған екені көрінді. TES және THEMIS екеуі де негізінен базальттық магмалық жыныстардан, оливинге бай және тіпті кейбір кварцқа бай жыныстардан табылды. Марста кең таралған шөгінді жыныстардың алғашқы танылуы Марс орбиталық камерасынан пайда болды, ол планетаның бірнеше аймақтарында, соның ішінде Вальс Маринерис пен Терра Арабияда көлденең қабатталған, жеңіл тондалған жыныстар бар екенін анықтады. OMEGA компаниясының осы тау жыныстарының минералогиясын бақылауы кейбір тау жыныстары сульфатты минералдарға бай екенін, ал Mawrth Vallis айналасындағы басқа тау жыныстары филосиликаттарға бай екенін анықтады. Минералдардың екі класы да шөгінді жыныстардың белгілері болып табылады. CRISM өзінің кеңістіктік ажыратылуын Марс бетіндегі басқа шөгінді тау жыныстары мен Марс қабығындағы жанартаулық тау жыныстары қабаттарының арасында көмілген шөгінді тау жыныстары қабаттарын іздеуге қолданды.

Қазіргі заманғы климат

Марстың ежелгі климатын және оның өмір сүруге қолайлы ортаны жаратқанын түсіну үшін алдымен Марстың қазіргі климатын түсіну керек. Марсқа жіберілген әрбір экспедиция оның климатын түсінуде жаңа жетістіктерге қол жеткізді. Марста су буының, су мұздықтары мен тұмандықтарының, атмосфералық шаңның мөлшерінің маусымдық өзгеруі байқалады. Оңтүстік жазда, Марс Күнге ең жақын болған кезде (перигелийде), күннің қызуы үлкен шаң дауылдарын тудыруы мүмкін. 1000 км ауқымда аймақтық шаң-тозаңдар Марс жылынан Марс жылына қайталануын көрсетеді. Олар он жылда бір рет дүниежүзілік масштабтағы оқиғаларға айналады. Керісінше, солтүстік жазда Марс Күннен ең алыста (афелийде) болған кезде, экваторлық су мұз бұлт белдеуі және атмосферада шаң аз болады. Атмосфералық су буының мол болуы маусымдық түрде өзгереді, әр жарты шардың жаз мезгілінде ең көп мөлшерде, маусымдық полярлық шапкалар атмосфераға сублимацияланғаннан кейін. Қыс мезгілінде Марс бетінде су мен көмірқышқыл газының мұз және мұз болып қалыптасады. Бұл мұздар маусымдық және қалдық полярлық шапкаларды құрайды. Әр күз сайын қалыптасып, әр көктемде сублимацияланатын маусымдық шатырларда көмірқышқыл газының мұздықтары басым. Жылдан-жылға сақталып қалатын қалдық шапкалар негізінен солтүстік полюстегі су мұздан және оңтүстік полюстегі көмірқышқыл газ мұздан жұқа қаптамасы бар су мұздан тұрады. Марстың атмосферасы өте жұқа және жұмсақ, сондықтан атмосферадағы атмосфералық газдарды емес, атмосферадағы шаң мен мұзды күн жылытуы ауа райының өзгеруінде маңызды. Шаң мен су мұз аэрозольдарының ұсақ, суспензиядағы бөлшектері тіпті салыстырмалы түрде ашық жағдайда да күн сәулесінің 20-30% -ын ұстап алады. Осы аэрозольдардың мөлшері өзгеріп, климатқа үлкен әсер етеді. CRISM атмосферадағы шаң мен мұзды өлшеудің үш негізгі түрін жүргізді: бетін қайталап көру аэрозольдің мол болуын нақты бағалауды қамтамасыз ететін мақсатты байқаулар; ай сайын арнайы мақсатты байқаулардың арнайы жаһандық желілері, әсіресе кеңістіктік және маусымдық өзгерістерді бақылау үшін; және планетаның аяғы бойынша сканерлеу шаң мен мұздың бетінен биіктікке қарай қалай өзгеретінін көрсету үшін. Оңтүстік полярлық маусымдық шапка көмірқышқыл газының мұздықтары сублимацияланғанда көктемде пайда болатын түрлі-түсті, ашық және қара түсті жолақтар мен дақтар бар. МРО-ға дейін осындай ерекшеліктерді құрайтын процестер туралы түрлі идеялар болды, олардың жетекші үлгісі көмірқышқыл газының гейзерлері болды. КРИСМ қара нүктелердің оңтүстік көктем кезінде өсіп жатқанын бақылады және қара нүктелердің қасында пайда болатын жарқын жолақтар жаңа, жаңа көмірқышқыл газынан жасалған, олар өздерінің көздеріне жебелер сияқты қара нүктелер сияқты көздерге қарай бағытталады. Жарық сызықтар көмірқышқыл газының кеңейуі, суынуы және қатуымен пайда болып, "тұтқыр қару" болып, гейзерлер гипотезасын қолдауға мүмкіндік береді.