Мир Знаний

Спектрометрическое сканирование атмосферы и поверхности Земли (стр. 5 из 8)

Различие по сравнению с данными САВ-1, согласно которым вертикальный градиент температуры составляет 3,7 К/км, обусловлено влиянием суточного хода (данные САВ-1 относятся к послеполуденному времени). Атмосферное давление у поверхности оказалось примерно на 10% выше (7,75 мбар) зарегистрированного в тот же момент времени в точке посадки СА «Викинг-1» (6,98 мбар). Это определяется тем фактом, что САВ-2 совершил посадку в точке, находящейся на уровне, который на 2,7 км ниже отсчетного уровня марсианского эллипсоида (уровня 6,1 мбар поверхности) и примерно на 0,96—1,20 км ниже уровня САВ-1. Плотность воздуха у поверхности равна 0,0180 кг/м3. Полученный вертикальный профиль температуры на высотах до 100 км согласуется (по крайней мере, качественно) с данными, найденными ранее на основе использования модели тепловых приливов.

Для изменения температуры с высотой характерен волнообразный характер при амплитуде волны, возрастающей примерно до 25 К на высоте 90 км. Вертикальные длины волн (расстояния между экстремумами) варьируют в пределах 17—23 км (теоретические расчеты приводят к значениям, равным 22—24 км). По-видимому, подобные волны являются следствием слоистой структуры вертикальных осцилляции и связаны с нагреванием и охлаждением, обусловленными сжатием и расширением (требуемый коэффициент сжатия на высотах меньше 80 км должен варьировать в пределах 0,80—1,26). Последние определяются влиянием суточного хода температуры поверхности планеты.

Как это необходимо для распространения гравитационных волн, атмосфера устойчива к конвекции, за исключением, возможно, некоторых участков планеты. В обеих точках посадки СА температура атмосферы везде существенно выше уровня конденсации углекислого газа, что исключает возможность формирования дымки из сухого льда летом в северном полушарии по крайней мере до 50° с. ш. Следует, таким образом, считать, что наблюдаемый на этих широтах приповерхностный туман состоит из конденсата водяного пара.

По данным масс-спектрометрических измерений плотности углекислого газа во время снижения СА «Викинг-1, -2» (САВ-1 и САВ-2) рассчитаны вертикальные профили температуры на высотах 120—200 км. Расчеты сделаны на основе барометрической формулы с применением итерационной схемы, предусматривающей послойное определение температуры, начиная с уровня верхней границы, где атмосфера первоначально предполагается изотермической в пределах интервала высот, охватываемого первыми двумя точками измерений. Вертикальные профили температуры восстановлены независимо по ионным пикам, соответствующим массовым числам 44, 22 и 12, что позволяет оценить точность определения температуры.

В обоих случаях (САВ-1 и САВ-2) вертикальные профили температуры имеют волнообразную структуру на высотах более 30 км (для сравнения использованы данные, относящиеся к высотам 0—100 км), причем амплитуда волны возрастает с высотой в слое 50—120 км. В нескольких интервалах высот вертикальный градиент температуры близок к адиабатическому. В случае данных САВ-1 волновая структура профиля температуры может быть обусловлена влиянием суточного прилива. Амплитуда волны меньше в районе снижения САВ-2, что, вероятно, связано с более высокой широтой этого района.

Полученные значения температуры термосферы Марса значительно ниже (<200 К), чем найденные ранее по данным измерений УФ свечения атмосферы с АМС «Маринер-6, -7, -9». Это можно объяснить как влиянием расстояния до Солнца (измерения на CAB сделаны в период, когда Марс был близок к апогею при расстоянии около 1,64 а. е., тогда как АМС «Маринер» функционировали при положении планеты, близком к перигелию при расстоянии около 1,43 а. е.), так и различиями потока энергии, переносимого приливами из нижней атмосферы в верхнюю.

Данные САВ-2 обнаруживают неожиданное возрастание температуры выше 170 км, достоверность которого требует тщательной проверки. Сравнение вычисленных по барометрической формуле вертикальных профилей концентрации аргона и азота с измеренными позволило оценить коэффициент турбулентного перемешивания на различных высотах, варьирующий от 2,1—5,0Х 107 см2/с на уровне 100 км до 1,2—4,2— 109 см2/с на высоте 170 км. Модельные расчеты вертикальных профилей концентрации СО, NO и О2 обнаружили хорошее согласие с результатами измерений.

Построена модель марсианской ионосферы, соответствующая данным САВ-2. Анализ рассматриваемых данных привел к выводу, что отношения смеси азота, аргона и кислорода в основной толще атмосферы равны 2,4 · 10-2; 1,5 · 10-2 и 1,6 · 10-3, соответственно. Верхняя атмосфера обогащена окисью углерода и азота по сравнению с нижней, где отношения смеси этих компонент составляют около 8·10-4 и 10-8—10-9.

2. АППАРАТУРА ДЛЯ АЭРОКОСМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ

Научная аппаратура модуля 77КСИ "Природа""Алиса"

Научная аппаратура (НА) "Алиса" является лидаром (лазерным локатором атмосферных образований), установленным в модуле "Природа" и предназначенным для геофизических исследований из космоса:

· определения верхней границы облачного слоя;

· измерения вертикального распределения атмосферного аэрозоля;

· возможного измерения аэрозолей спорадического происхождения.

НА работает в комплексе с радиометром "Исток" и наземными станциями.

НА расположена в ПГО-3 модуля "Природа" и работает через иллюминатор №2. НА состоит из собственно лидара и системы охлаждения СВТ.

Технические характеристики:

Параметр Значение
Вертикальное разрешение, м 150
Горизонтальное разрешение, м 200
Длина волны излучателя, нм 532
Частота импульсов, Гц 50
Срок службы, час 20-100
Напряжение питания, В 27
Рабочий ток, А 100
Мощность СВТ, Вт 105
Масса СВТ, кг 42,7
Ресурс СВТ, лет 3

ДК-33

Прибор ДК-33 предназначен для измерения быстропеременных и стационарных полей яркости в спектральном диапазоне от 120 до 1100 нм и исследования их влияния на служебную и научную оптическую аппаратуру. В УФ-диапазоне такие измерения проводятся впервые.

Блеск отдельных частиц определяется по приведенной к полю зрения эквивалентной яркости фона. Целевым назначением прибора ДК-33 является фотометрический контроль состояния окружающей среды в зоне служебной и научной оптической аппаратуры и полезного груза на всех этапах НИ изделия.

Прибор четырехканальный; характеристики применяемых каналов приведены в таблице:

№ канала Спектральный диапазон, нм Диапазон яркостей, Вт/м*стр.
1 120-180 10-7-10-2
2 180-350 10-7-10-2
3 350-600 7,5*10-7-7,5*10-2
4 400-1100 7,5*10-7-7,5*10-1

Прибор состоит из двух блоков:

· приемного устройства (устанавливается снаружи);

· блока электроники (внутри ГО).

Технические характеристики:

Параметр Значение
Напряжение питания, В 27
Время готовности к работе, мин 1
Масса, кг 17
Ресурс работы, час 1000
Время непрерывной работы, час 36
Потребляемая мощность, Вт 20
Диапазон рабочих температур, 0С 0-40

"Икар-Дельта"

Радиометрический комплекс "Икар-Дельта" предназначен для измерения амплитудного и пространственного распределения собственного радиотеплового излучения земной поверхности в микроволновом диапазоне с целью определения следующих характеристик атмосферы, океана и суши:

· положения и изменчивости основных фронтальных зон Северной Атлантики: зоны течения системы Гольфстрим, Северо-Атлантического течения, струйных течений тропической зоны Атлантического океана;

· положения, интенсивности и направления перемещений крупномасштабных температурных аномалий, локализованных в верхних слоях океана;

· параметров снежного и ледового покрова;

· водозапасов облаков и интегральных параметров атмосферы;

· границ зон осадков;

· приводной скорости ветра;

· распределения температуры воздуха.

Состав комплекса.

· радиометр "Дельта-2П" 1шт.

· радиометр "Икар-ИП" 1 шт.

· радиометр поляризационный РП-225 3 шт.

· сканирующая двухполяризационная радиометрическая система Р-400 1 шт.

· радиометр РП-600 6 шт.

Технические характеристики:

Наименование Значение
Рабочие длины волн, см 0,3/0,8/1,35/2,25/4/6
Напряжение питания, В 27
Мощность, ВА 600
Время установления рабочего режима, мин 30
Время непрерывной работы, час 7
Ресурс, час 1500
Масса, кг 400

"Индикатор"

Аппаратура "Индикатор" предназначена для контроля параметров собственной внешней атмосферы ОС. Аппаратура применяется для измерения плотности (общего давления) СВА, потока заряженных частиц и интенсивности набегающего потока.

Аппаратура "Индикатор" состоит из:

· блока входного преобразователя с собственным датчиком, установленным на внешней поверхности изделия;

· блока управления, установленного в ГО.

Технические характеристики:

Параметр Значение
Общие габариты БВП, мм 270х130х160
Масса БВП, кг 35
Общие габариты БУ, мм 204х200х140
Масса БУ, кг 2
Потребляемая мощность, Вт 20
Время непрерывной работы, час 24
Перерыв, час 2
Ресурс, лет 10

Ионозонд (Институт прикладной геофизики).