Запуск межпланетного американского зонда Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN (MAVEN) запланирован на ноябрь этого года. Космический аппарат будет оборудован специальным спектрометром, который призван помочь астрономам отследить особенности эволюции атмосферы красной планеты.
Прибор Neutral Gas and Ion Mass Spectrometer (Ионный/Нейтральный масс-спектрометр) представляет собой сеть электрически заряженных стержней, которые будут измерять ионы и заряженные частицы газа в верхних слоях атмосферы Марса.
Разработанный и собранный в Goddard Space Flight Center NASA, спектрометр будет установлен на борту зонда MAVEN, который отправится к Марсу уже этой осенью. Если запуск и полёт пройдут успешно, межпланетный зонд достигнет Красной планеты уже в сентябре 2014 года и Neutral Gas and Ion Mass Spectrometer приступит к сбору данных об ионах в атмосфере над Марсом.
«Полученные данные будут использоваться для построения модели, отображающей, как именно Марс потерял основную часть своей атмосферы – явление, которое по-прежнему остаётся одной из самых больших загадок планеты» — объяснил Paul Mahaffy, главный разработчик спектрометра из Goddard. Сразу после запуска MAVEN, учёные активирует прибор, подключив четыре металлических цилиндра (стержни четырёхполюсника) к радиочастотному и электрическому напряжению.
Каждое из напряжений отсортирует ионы по их удельному весу. Это даст возможность прибору создать спектр, известный как спектр масс, всех газовых частиц, «парящих» в Марсианской атмосфере.
Как отметил Mahaffy то — «В основном сортировка ионов будет происходить по их массе».
Помимо измерения ионов атмосферы, прибор также сможет получать данные об ионах нейтральных газовых молекул. Электронный луч, испускаемый Neutral Gas and Ion Mass Spectrometer, будет разделять молекулу газа на более мелкие заряженные частицы. Благодаря этому, астрономы смогут получить информацию обо всех газовых частицах (как нейтральных, так и заряженных), которые содержаться в верхних слоях атмосферы.
«Наша задача в общей миссии – измерить нейтральный и ионный состав атмосферы. Мы изучим и существующие ионы, и те которые создадим сами» — заявляет Paul Mahaffy.
Прибор будет измерять как текущий состав атмосферы, так и то, как газовые частицы меняются с течением времени. Такая информация поможет в построении модели нынешней атмосферы Марса, а также позволит воссоздать картину того, что происходило с газовой оболочкой планеты миллионы лет назад.
«Мы будем отслеживать состав атмосферы в различных ракурсах – изменяя долготу и широту, проводя исследования в различное время суток, анализируя зависимость от солнечной активности. Мы попытаемся понять, что миллионы лет назад могло вызвать разрушение атмосферы Марса» — поясняет Paul Mahaffy.
Пока нет однозначного ответа на вопрос, почему же Марс потерял большую часть своей атмосферы, ученые придерживаются мнения, что причина кроется в солнечном ветре. Сама планета не имеет «глобального» магнитного поля, которое, как в случае с Землёй, защищает планету от разрушительного воздействия солнечного ветра, поддерживая при этом атмосферу.
Если исследования помогут создать модель атмосферы Красной планеты, которая существовала миллиарды лет назад, то вполне возможно учёные смогут найти ответы на такие важнейшие вопросы как, была ли когда-то на Марсе атмосфера, пригодная для существования жизни на поверхности планеты? В настоящее время Марс является бесплодной, холодной планетой, водные запасы которой представлены многовековыми льдами.
«Безусловно, весьма трудно ответить, поможет ли модель нынешней атмосферы воссоздать картину того, что происходило с планетой в далёком прошлом. Другая часть головоломки – узнать для чего вообще пригодна атмосфера Марса. Надеюсь, что MAVEN mission поможет найти ответы на все эти вопросы» — говорит Mahaffy.
Прибор спектрометра, известный как NGIMS, будет расположен на нижней платформе космического зонда. Такое расположение позволит обезопасить спектрометр от выхлопов космического корабля и обеспечить максимальный обзор. Прибор будет осуществлять сбор данных, когда MAVEN будет приблизительно в 150-500 км выше планеты, накапливая полученную информацию на карте памяти космического корабля в течении нескольких дней, прежде они будут переданы спутникам NASA’s Deep Space Network.
Данные NGIMS будет дополнять информация, полученная другими приборами на борту, в частности Imaging Ultraviolet Spectrometer (ультрафиолетовый спектрограф), который также предназначен для измерения газового состава.
«Оба прибора исследуют состав атмосферы и то, как она меняется в зависимости от переменных» — отметил Mahaffy. «Благодаря тому, что принцип работы приборов отличный, мы получим всестороннюю картину происходящего, к тому же замеры будут производиться в различных местах. Безусловно, это чрезвычайно полезно для понимания особенностей малоизученной атмосферы Марса».
Florence Tan, инженер-электрик NGIMS, отметил, что полученная прибором информация, попытается пролить свет на извечный вопрос, волнующий всё человечество: является ли Земля единственной пригодной для жизни планетой во Вселенной?
Астрономы уверены, что прибор соберёт много интересных и неожиданных фактов и данных.
«Это колоссальный шаг навстречу разгадке «Действительно ли мы одни во все Вселенной?» MAVEN – очередной этап в понимании жизни на раннем Марсе. И наша задача сделать всё для того, чтобы разгадать эту тайну» — подытожил Paul Mahaffy.
