12 июня 2021, суббота, 17:08
VK.comFacebookTwitterTelegramInstagramYouTubeЯндекс.ДзенОдноклассники

НОВОСТИ

СТАТЬИ

PRO SCIENCE

МЕДЛЕННОЕ ЧТЕНИЕ

ЛЕКЦИИ

АВТОРЫ

Создан новый лазерный спектрограф для будущей экспедиции к Марсу

Alexander Rodin et al./Applied Sciences, 2020, 10(24), 8805; doi.org/10.3390/app10248805

Сотрудники лаборатории прикладной инфракрасной спектроскопии МФТИ совместно с коллегами из Института космических исследований РАН и Реймсского университета разработали новый лазерный спектрометр для длительного анализа изотопного состава марсианской атмосферы. Сейчас прибор в составе российской посадочной платформы «Казачок» находится на площадке Европейского космического агентства во Франции и готовится к отправке на планету в 2022 году. Прибор способен вычислять количество изотопов основных составляющих атмосферы с процентной точностью на протяжении как минимум одного марсианского года. Результаты опубликованы в журнале Applied Sciences, кратко о разработке рассказала пресс-служба МФТИ.

Марс представляет огромный научный интерес в силу близости условий на его поверхности к земным. На планете остались признаки наличия жидкой воды в далеком прошлом, были найдены сети долин, а также склоны и осыпи, которые имеют признаки просачивания воды. Возможно, раньше атмосфера Марса была более плотной и в атмосфере происходил круговорот воды, подобный земному. Для глубокого понимания процессов, происходящих в атмосфере Марса, требуются длительные непрерывные наблюдения за ее составом. Измерения состава атмосферы марсоходами предоставляют данные для изучения процессов обмена между атмосферой и поверхностью планеты. Однако со времени работы спускаемых аппаратов «Викинг» (1976–1984 гг.) ни одна стационарная платформа не обеспечивала постоянного длительного наблюдения основных составляющих атмосферы Марса — двуокиси углерода, водяного пара и их изотопологов. Изотопные отношения в атмосфере могут существенно изменяться из-за процессов конденсации и сублимации, поэтому непрерывный мониторинг изотопных отношений необходим для всестороннего исследования происходящих в атмосфере процессов.

В качестве основной измерительной части спектрометра авторы использовали ограниченную зеркалами аналитическую кювету, в которую воздухозаборная система набирает пробу атмосферного газа для анализа. Анализ спектральных свойств представляющих интерес изотопологов показывает, что оптимальные спектральные интервалы для измерения их концентраций могут быть перекрыты двумя перестраиваемыми полупроводниковыми лазерами. Излучение лазера попадает через входное зеркало в заполненную газом область, при этом частота каждого лазера в течение цикла измерения слегка изменяется. Последовательно отражаясь от зеркал с высоким коэффициентом отражения, лазерный луч многократно пересекает рабочий объем кюветы, так что эффективный оптический путь для двух лазеров составляет 55 м и 110 м соответственно. Все пропущенные выходным зеркалом лучи, ослабленные молекулярным поглощением, собираются  линзой и попадают на фотодетектор. Именно значительный оптический путь, набегающий при многократном отражении, и обеспечивает высокую точность измерений.

«Мы использовали кювету полного резонаторного выхода, так как она имеет компактную конструкцию и позволяет достичь большого эффективного оптического пути, необходимого для обеспечения высокой чувствительности. Время интегрирования большинства лазерных спектрометров не превышает нескольких секунд. Благодаря специальному алгоритму стабилизации частоты лазера при нашем подходе можно копить измеренный сигнал в течение десятков минут. Такой метод обеспечивает точность измерений на уровне 1–3 % для разных изотопологов. Также наша система устойчива к внешним воздействиям (ударам, вибрации) по сравнению с классическими многопроходными оптическими системами. Наш прибор позволяет измерять количественное соотношение изотопологов основных составляющих марсианской атмосферы как минимум на протяжении одного марсианского года», — говорит руководитель лаборатории прикладной инфракрасной спектроскопии МФТИ Александр Родин.

Обсудите в соцсетях

«Ангара» Африка Византия Вселенная Гренландия ДНК Иерусалим КГИ Луна МГУ МФТИ Марс Монголия НАСА РБК РВК РГГУ РадиоАстрон Роскосмос Роспатент Росприроднадзор Русал СМИ Сингапур Солнце Титан Юпитер акустика антибиотики античность антропогенез археология архитектура астероиды астронавты астрофизика бактерии бедность библиотеки биоинформатика биомедицина биомеханика бионика биоразнообразие биотехнологии блогосфера вакцинация викинги виноделие вирусы воспитание вулканология гаджеты генетика география геология геофизика геохимия гравитация грибы дельфины демография демократия дети динозавры животные здоровье землетрясение змеи зоопарк зрение изобретения иммунология импорт инновации интернет инфекции ислам исламизм исследования история карикатура картография католицизм кельты кибернетика киты клад климатология клонирование комары комета кометы компаративистика космос кошки культура культурология лазер лексика лженаука лингвистика льготы малярия мамонты математика материаловедение медицина металлургия метеориты микробиология микроорганизмы мифология млекопитающие мозг моллюски музеи насекомые наука нацпроекты неандертальцы нейробиология неолит обезьяны общество онкология открытия палеоклиматология палеолит палеонтология память папирусы паразиты перевод питание планетология погода политика право приматы природа психиатрия психоанализ психология психофизиология птицы путешествие пчелы ракета растения религиоведение рептилии робототехника рыбы сердце смертность собаки сон социология спутники средневековье старение старообрядцы стартапы статистика табак такси технологии тигры топливо торнадо транспорт ураган урбанистика фармакология физика физиология фольклор химия христианство цифровизация школа экзопланеты экология электрохимия эпидемии эпидемиология этология язык Александр Беглов Алексей Ананьев Дмитрий Козак Древний Египет Западная Африка Латинская Америка НПО «Энергомаш» Нобелевская премия РКК «Энергия» Российская империя Сергиев Посад Солнечная система альтернативная энергетика аутизм биология бозон Хиггса вымирающие виды глобальное потепление грипп защита растений инвазивные виды информационные технологии искусственный интеллект история искусства история цивилизаций исчезающие языки квантовая физика квантовые технологии климатические изменения компьютерная безопасность компьютерные технологии космический мусор криминалистика культурная антропология культурные растения междисциплинарные исследования местное самоуправление мобильные приложения научный юмор облачные технологии обучение одаренные дети педагогика персональные данные подготовка космонавтов преподавание истории продолжительность жизни происхождение человека русский язык сланцевая революция темная материя физическая антропология финансовый рынок черные дыры эволюция эволюция звезд эмбриональное развитие этнические конфликты ядерная физика Вольное историческое общество Европейская южная обсерватория жизнь вне Земли естественные и точные науки НПО им.Лавочкина Центр им.Хруничева История человека. История институтов дело Baring Vostok Протон-М 3D Apple Big data Dragon Facebook Google GPS IBM MERS PayPal PRO SCIENCE видео ProScience Театр SpaceX Tesla Motors Wi-Fi

Редакция

Электронная почта: polit@polit.ru
Телефон: +7 929 588 33 89
Яндекс.Метрика Top.Mail.Ru
Свидетельство о регистрации средства массовой информации
Эл. № 77-8425 от 1 декабря 2003 года. Выдано министерством
Российской Федерации по делам печати, телерадиовещания и
средств массовой информации. Выходит с 21 февраля 1998 года.
При любом использовании материалов веб-сайта ссылка на Полит.ру обязательна.
При перепечатке в Интернете обязательна гиперссылка polit.ru.
Все права защищены и охраняются законом.
© Полит.ру, 1998–2021.