Вода и воздух: что Россия будет делать на Марсе
Аппарат несет 45 кг научного оборудования, большая часть которого была разработана в Институте космических исследований (ИКИ) РАН. Разноплановые инструменты способны отслеживать все происходящее в месте посадки, вести мониторинг и радиации, и пыли, и тектонической активности. Около трех килограммов этого груза приходится на многоканальный диодно-лазерный спектрометр (М-ДЛС), предназначенный для исследований химического и изотопного состава марсианской атмосферы.
Начинка прибора, скрытая под металлическим кожухом размером 35х11х19 см, разработана командой Александра Родина, руководителя Лаборатории прикладной инфракрасной спектроскопии МФТИ. М-ДЛС регистрирует спектры пропускания воздуха, закачанного в специальную оптическую кювету, сквозь который проходит луч инфракрасного лазера. Как нам объяснил один из разработчиков инструмента, магистрант МФТИ Искандер Газизов, на Марсе такая задача сильно осложняется из-за разреженности местной атмосферы.
Плотность ее у поверхности Красной планеты примерно в 160 раз ниже, чем у нашей Голубой, и сигнал, собранный лучом при однократном прохождении всей длины оптической кюветы, будет слишком слаб. Поэтому газ нагнетается внутрь под повышенным давлением, а пара зеркал с обоих торцов кюветы заставляет излучение многократно переотражаться, совершая путь туда и обратно. В результате длина эффективного пути достигает десятков метров, позволяя собирать полезный сигнал на приемнике.
Подобные технологии находят применение не только в космонавтике. Многопроходная кювета используется в компактном гетеродинном спектрометре со сверхвысоким разрешением, который был создан в той же лаборатории для измерения содержания парниковых газов в атмосфере Земли. Возможно, такие приборы заступят на службу даже раньше М-ДЛС – в Арктике, где подобных измерений до сих пор не проводят, и где их очень не хватает.