Отдел физики планет и малых тел
Солнечной системы

Научный руководитель: Кораблев О.И.
Ведущий по прибору: Доброленский С.Ю.

В начале 2000-x годов в ИКИ РАН для космического аппарата «Марс-Экспресс» был предложен компактный акустооптический спектрометр СПИКАМ ИК для исследования атмосферы Марса (Bertaux et al., 2003; Korablev et al., 2002, 2006). Позднее его усовершенствованная версия СПИКАВ ИК была поставлена на аппарат «Венера-Экспресс» (Korablev et al., 2012). На базе этих спектрометров в настоящий момент разрабатывается спектрометр для исследования поверхности Луны для спускаемых аппаратов «Луна-Глоб» («Луна-25») и «Луна-Ресурс-1» («Луна-27»).

ИК-спектры поверхности будут исследованы на посадочном аппарате (на макромасштабе). Спектральный диапазон Лунного Инфракрасного Спектрометра (ЛИС) оптимизирован для обнаружения различных форм воды. Эти измерения будут сопоставлены с глобальными картами миссии «Чандраян-1» и с наблюдениями планируемой орбитальной миссии «Луна-Глоб» («Луна-26»).

Спектральный диапазон ЛИС оптимален для детектирования H₂O/OH минералов и наиболее приемлемой в этом плане будет полоса ~3 мкм.

Основные научные задачи спектрометра ЛИС будут включать:
• Определение степени гидратации реголита в окрестности посадочного аппарата,
• Определения формы гидратации (OH, связанная вода, лед),
• Определение изменений гидратации поверхности в зависимости от цикла освещенности Солнцем,
• Исследование минералогического состава грунта,
• Поддержка выбора образцов для анализа другими приборами посадочного аппарата.

Общий вид прибора ЛИС:

Прибор ЛИС будет установлен на манипулятор в поле зрения (45°) телевизионных камер рабочего поля манипулятора (ТВ-РПМ).

Технические характеристики прибора ЛИС:

Прибор будет наводиться на различные участки грунта, анализируя их спектр (будет построен так называемый "куб изображений"). Спектрометр работает на принципе последовательного сканирования спектра.

На данный момент (2020 год) лётный образец прибора поставлен в НПО Лавочкина. Также в лаборатории ИКИ РАН проводятся измерения аналогов лунного грунта.

Эксперимент будет выполняться на посадочных модулях миссий «Луна-Глоб» (запуск планируется в 2021 году) и «Луна-Ресурс-1» (запуск планируется в 2023 году).

Дополнительные материалы:
1. Oбщий постер по ЛИС (pdf)
2. Презентация ЛИС ТВ-РПМ (pdf, английский язык)
3. Презентация ЛИС на COSPAR 2014 (pdf, анлийский язык)

Список публикаций:

1. Korablev O.I., Ivanov A.Y., Fedorova A.A. et al, Development of a mast or robotic arm-mounted infrared AOTF spectrometer for surface Moon and Mars probes. Proc. of SPIE, 2015, v. 9608, pp. 960807-1 – 960807-10.

2. Korablev, Oleg; Fedorova, Anna; Bertaux, Jean-Loup; Stepanov, A. V.; Kiselev, A.; Kalinnikov, Yu. K.; Titov, A. Yu.; Montmessin, et al., SPICAV IR acousto-optic spectrometer experiment on Venus Express, Planetary and Space Science, Volume 65, Issue 1, pp. 38-57, 2012.

3. Basilevsky, A. T.; Abdrakhimov, A. M.; Dorofeeva, V. A., Water and other volatiles on the moon: A review , Solar System Research, Volume 46, Issue 2, pp. 89-107, 2012.

4. Tompkins, S., Pieters, C. Spectral characteristics of lunar impact melts and inferred mineralogy, Meteoritics & Planetary Science 45, Nr 7, pp. 1152-1169, 2010.

5. Korablev, O. I.; Bondarenko, A. V.; Dokuchaev, I. V.; Ivanov, A. Yu.; Kozlov, O. E.; Kottsov, V. A.; Kiselev, A. B.; Bibring, J.-P.; Fourmond, J.-J., Microscope spectrometer for the Phobos-Grunt mission, Solar System Research, Volume 44, Issue 5, pp. 403-408, 2010.

6. Kuzmin, R. O.; Mironenko, M. V.; Evdokimova, N. A., Spectral and thermodynamic constraints on the existence of gypsum at the Juventae Chasma on Mars, Planetary and Space Science, Volume 57, Issue 8-9, pp. 975-981, 2009.

7. Pieters, C.M. et al "Character and Spatial Distribution of OH/H₂O on the Surface of the Moon Seen by M3 on Chandrayaan-1”. Science, 2009.

8. Sunshine, Jessica M.; Farnham, Tony L.; Feaga, Lori M.; Groussin, Olivier; Merlin, Frédéric; Milliken, Ralph E.; A'Hearn, Michael F., Temporal and Spatial Variability of Lunar Hydration As Observed by the Deep Impact Spacecraft, Science, Volume 326, Issue 5952, p. 565 (2009).

9. Clark, Roger N., Detection of Adsorbed Water and Hydroxyl on the Moon, Science, Volume 326, Issue 5952, p. 562 (2009).

10. О.И. Кораблев, Ж.-Л. Берто, Ю.К. Калинников, А.А. Федорова, В.И. Мороз, А.В. Киселев, А.В. Степанов, А.В. Григорьев, В.С. Жегулев, А.В. Родин, Э. Димареллис, Ж.П. Дюбуа, А. Реберак, Э. Ван Рансбеек, Б. Гонде, Исследования Марса в эксперименте СПИКАМ-ИК на борту КА Марс-Экспресс. 1. Акустооптический спектрометр СПИКАМ-ИК, Космические исследования, т.44, №4, 292-307, 2006.

11. Korablev, O., J. L. Bertaux, A. Fedorova , D. Fonteyn, A. Stepanov, Yu. Kalinnikov, A. Kiselev, A. Grigoriev, V. Jegoulev, S. Perrier, E. Dimarellis, J.P. Dubois, A. Reberac, E. Van Ransbeeck, B. Gondet, F. Montmessin, A. Rodin. SPICAM IR acousto-optic spectrometer experiment on Mars Express, J. Geophys. Res., 111, E09S03, doi:10.1029/2006JE002696, 2006.