Астрономический вестник. Исследования Солнечной системы, 2024, № 1

Российская академия наук
АСТРОНОМИЧЕСКИЙ 
ВЕСТНИК
ИССЛЕДОВАНИЯ СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЫ
том 58   № 1   2024   Январь–Февраль
Основан в 1967 г. 
Выходит 6 раз в год 
ISSN: 0320-930Х
Журнал издается под руководством 
Отделения физических наук РАН
Главный редактор
О.И. Кораблев
Редакционная коллегия:
А.Т. Базилевский, О.Л. Вайсберг, Г.С. Голицын, В.В. Емельяненко, 
А.В. Захаров, Б.А. Иванов, С.И. Ипатов, А.В. Колесниченко, А.Б. Макалкин,
Д.В. Титов, А.Г. Тучин, Хатунцев И.В. (ответственный секретарь), 
В.В. Шевченко, И.И. Шевченко, В.И. Шематович
Зав. редакцией Т.Д. Лубнина
Адрес редакции: 117485 Москва, В-485, Профсоюзная ул., 84/32 
Редакция журнала “Астрономический вестник”
Tел. +7 (499) 220-70-00 доб. 70-93
E-mail: astvest@pleiadesonline.com
Москва
ФГБУ «Издательство «Наука»
© Российская академия наук, 2024
© Редколлегия журнала “Астрономический 
     вестник” (составитель), 2024

СОДЕРЖАНИЕ
Том 58, номер 1, 2024
Комплекс научной аппаратуры посадочной платформы ЭкзоМарс-2022
О. И. Кораблев, Д. С. Родионов, Л. М. Зеленый  
3
Особенности проектирования звездных каталогов для датчиков ориентации  
космических аппаратов
Г. А. Аванесов, Я. Д. Эльяшев 
32
Ударный кратер со следами тектонических деформаций  
в южной полярной области Луны
А. Т. Базилевский, С. С. Красильников, М. А. Иванова 
49
Оценка темпа склоновых процессов и морфологической изменчивости 
километровых ударных кратеров на Луне
К. Кочубей, М. А. Иванов 
60
Поведение серы на примере железных шариков из реголита  
проб АС Луна-24 (Море Кризисов)
А. В. Мохов, А. П. Рыбчук, Т. А. Горностаева, П. М. Карташов 
72
Короны-источники молодого вулканизма на Венере:  
топографические особенности и оценки продуктивности
Е. Н. Гусева, М. А. Иванов 
82
Анализ концентраций водорода в тектонически деформированном ударном кратере  
в районе южного полюса Луны
А. Б. Санин, И. Г. Митрофанов, А. Т. Базилевский, М. Л. Литвак, М. В. Дьячкова 
93
Рост Луны за счет тел, выброшенных с Земли
C. И. Ипатов 
99
Картографирование Гипериона в проекциях трехосного эллипсоида  
на основе новой опорной сети и цифровой модели рельефа
А. И. Соколов, И. Е. Надеждина, М. В. Нырцов,  
А. Э. Зубарев, М. Э. Флейс, Н. А. Козлова 
118
Некоторые аспекты релятивистского вращения тел Солнечной системы  
на примере Юпитера и его галилеевых спутников
В. В. Пашкевич, А. Н. Вершков 
129
Памяти Михаила Яковлевича Марова 
148

АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ВЕСТНИК, 2024, том 58, № 1, с. 3–31
УДК: 520.6; 523.4–1; 523.43; 523.43–1/-8; 523.43–852
КОМПЛЕКС НАУЧНОЙ АППАРАТУРЫ ПОСАДОЧНОЙ 
ПЛАТФОРМЫ ЭКЗОМАРС-2022
© 2024 г.   О. И. Кораблев a, *, Д. С. Родионов a, **, Л. М. Зеленый a, ***
a Институт космических исследований Российской академии наук (ИКИ РАН), Москва, Россия
* korab@cosmos.ru
** rodionov@cosmos.ru
*** lzelenyi@cosmos.ru
Поступила в редакцию 17.08.2023 г.
После доработки 05.09.2023 г.
Принята к публикации 13.09.2023 г.
Представлены научные задачи, приборы и программа измерений комплекса научной аппаратуры 
стационарной посадочной платформы “Казачок” проекта Госкорпорации Роскосмос и Европейского космического агентства (ESA) ЭкзоМарс-2022. Научные задачи исследований на посадочной 
платформе включали долговременный мониторинг климата, исследования состава атмосферы, механизмов подъема пыли и связанных электрических явлений, взаимодействий между атмосферой 
и поверхностью, распространенности воды в подповерхностом слое, мониторинг радиационной 
обстановки и изучение внутреннего строения Марса. Для решения этих задач были созданы, испытаны и интегрированы в состав космического комплекса 11 российских и два европейских прибора 
общей массой 45 кг. В их числе система телевизионных камер, метеокомплексы, комплекс для исследования пыли и связанных с ней электрических явлений, оптические спектрометры и аналитический комплекс для исследования состава атмосферы, микроволновый радиометр, нейтронный 
и гамма-спектрометры для исследования поверхности, сейсмометр, магнитометры и эксперимент 
по определению собственного движения Марса для исследования внутреннего строения. Хотя проект ЭкзоМарс-2022 прекращен, научные задачи комплекса не утратили актуальности, а технические 
решения и разработки, реализованные в научной аппаратуре, представляют интерес и перспективны для дальнейших исследований Марса.
Ключевые слова: Марс, приборы космических исследований, атмосфера, пыль, поверхность, магнитное поле, внутреннее строение, метеорология, дозиметрия
DOI: 10.31857/S0320930X24010011, EDN: OIHISN
ВВЕДЕНИЕ
В недавних номерах журнала “Астрономический вестник. Исследования Солнечной системы” начата публикация серии статей, посвященных экспериментам, подготовленным для 
посадочной платформы “Казачок” (Москатиньев и др., 2020а; 2020б) проекта Госкорпорации 
Роскосмос и Европейского космического агентства (ESA) ЭкзоМарс-2022 (Vago и др., 2015a). 
Запуск автоматической межпланетной станции, 
состоящей из европейского перелетного модуля, российского десантного модуля с посадочной 
платформой (ПП) и европейским ровером, планировался в сентябре 2022 г. с космодрома Байконур ракетой-носителем Протон-М с разгонным блоком Бриз-М.
Посадка должна была состояться в 2024 г. 
в район равнины Оксия (Oxia Planum), которая 
расположена вблизи экватора в северном полушарии Марса, к востоку от равнины Хриса, на 
границе высокогорных регионов и низменностей 
(Vago и др., 2015b; Иванов и др., 2020). Район посадки – эллипс 120 × 19 км внутри неглубокого 
кратера. Здесь на поверхность выходят филлосиликаты (глинистые породы), обогащенные железом и магнием. Над ними лежит слой вещества, 
возможно, вулканического происхождения, который подвергался эрозии на протяжении последних 100 млн лет. Нижний слой, по имеющимся 
данным, не претерпевал изменений, связанных 
с температурным режимом или метаморфизмом. 
Внутри эллипса посадки нет существенных возвышенностей, и он имеет достаточно ровный для 
посадки рельеф.
По причинам, не связанным с научными или 
техническими проблемами, весной 2022 г. международная кооперация ЭкзоМарс была разорвана и запуск не состоялся. В то же время научная 
3

КОРАБЛЕВ и др. 
аппаратура была полностью подготовлена, испытана и интегрирована на ПП. Научные задачи 
комплекса не утратили актуальности, а технические решения и разработки, реализованные в научной аппаратуре, представляют интерес и перспективны для дальнейших исследований Марса.
Научные задачи комплекса научной аппаратуры (КНА) и его состав, соответствующий ранней 
стадии проекта (до 2014 г)., был представлен в публикации (Zelenyi и др., 2015). С тех пор научные 
задачи и состав КНА претерпели существенные 
изменения. Прежде всего, было принято решение 
отказаться от забора образцов грунта при помощи 
руки-манипулятора и их анализа в бортовой аналитической лаборатории на основе газового хроматографа и масс-спектрометра. Наиболее оптимально было бы решать эту задачу с подвижной 
платформы – ровера Rosalind Franklin (Vago и др., 
2017). Кроме того, состав КНА был дополнен рядом европейских приборов и датчиков, выбранных по результатам международного конкурса, 
завершившегося в ноябре 2015 г. Были выбраны 
два европейских прибора – LaRa и HABIT, в состав российских приборов – MAIGRET, МТК 
и ПК вошли европейские блоки и датчики. Таким 
образом было сбалансировано взаимное участие 
партнеров по международной кооперации в двух 
сегментах проекта, ровера Rosalind Franklin с преимущественно европейской научной аппаратурой 
и ПП “Казачок” – с преимущественно российской. Состав научной аппаратуры ровера и ПП 
представлен на рис. 1. Фотография ПП с установленным ровером в процессе сборки приведена на 
рис. 2. Приборы КНА в основном размещены на 
уровне палубы ПП справа и слева от ровера.
Цель серии публикаций и настоящей статьи – 
представить состояние КНА по итогам завершения разработки и испытаний ПП в 2022 г. В состав КНА входило 13 приборов (36 блоков) общей 
массой (включая кабельную систему) ≤45 кг.
К моменту написания статьи в “Астрономическом вестнике” (2022–2023 гг). опубликовано 
семь статей, посвященных приборам и датчикам 
КНА ПП. Еще шесть статей с достаточно полным 
описанием приборов КНА опубликованы в других изданиях (ссылки на соответствующие публикации приведены в табл. 2). К сожалению, современные и подробные описания трех приборов 
и главного метеокомплекса КНА пока отсутствуют. Мы надеемся, что они появятся в ближайшее 
время, а данная публикация сможет частично 
компенсировать недостаток информации.
Рис. 1. Научные приборы ровера Rosalind Franklin и посадочной платформы “Казачок”.
АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ВЕСТНИК      том 58       № 1       2024

 
КОМПЛЕКС НАУЧНОЙ АППАРАТУРЫ ПОСАДОЧНОЙ ПЛАТФОРМЫ... 
5
Рис. 2. Посадочная платформа и ровер в процессе сборки на предприятии TAS-I (Турин, Италия). Отмечены оптические блоки приборов ровера PanCam и ISEM и антенна радара WISDOM. Фото ИКИ РАН.
Научные задачи КНА обсуждаются в разделе 
“Научные задачи”, краткие сведения о приборах комплекса собраны в разделе “Научные эксперименты…”, примеры сценариев измерений 
комплекса приведены в разделе “План проведения…”.
НАУЧНЫЕ ЗАДАЧИ
Неподвижные посадочные платформы неоднократно и успешно использовались в истории 
исследований Марса: проекты NASA Viking-1, -2, 
Pathfinder, Phoenix, InSight. До появления подвижных платформ они выполняли, прежде всего, 
исследовательские и, в меньшей степени, мониторинговые задачи (Viking, Phoenix). В последние 
годы акцент смещается в сторону мониторинга 
(InSight). Неподвижная платформа – несомненно, лучший вариант для проведения метеорологического и геофизического мониторинга. При 
этом ряд важнейших исследовательских задач, 
связанных с исследованиями атмосферы и взаимодействий атмосфера–поверхность, также целесообразно решать на неподвижной платформе. 
Объединение задач исследований поверхности 
и атмосферы, даже с использованием самой совершенной аппаратуры, приводит к неизбежным 
компромиссам при планировании экспериментов, снижению приоритета атмосферных исследований. В то же время в исследовании состава 
поверхности, обитаемости, поисках признаков 
жизни, дистанционно или путем забора и анализа образцов грунта, подвижность, возможность 
выбора места для анализов являются ключевыми 
преимуществами. Эти соображения принимались во внимание при формулировке научных задач и выборе научной аппаратуры ПП “Казачок” 
и разделения задач между ПП и ровером Rosalind 
Franklin.
При планировании миссии (Zelenyi и др., 
2015), ставились следующие научные задачи ПП: 
(1) длительный мониторинг климатических условий на поверхности Марса в месте посадки; 
(2) изучение состава марсианской атмосферы 
с поверхности; (3) изучение взаимодействия атмосферы и поверхности; (4) изучение состава 
поверхности; (5) изучение внутреннего строения 
Марса; (6) мониторинг радиационной обстановки и других факторов. С учетом упомянутых изменений акцентов, научные задачи исследований 
на посадочной платформе к моменту ее готовности можно сформулировать следующим образом:
1. Долговременный мониторинг климата.
2. Исследования состава атмосферы.
3. Исследования механизмов подъема пыли 
и связанных электрических явлений.
4. Исследование взаимодействий между атмосферой и поверхностью.
5. Изучение распространенности воды в подповерхностном слое.
АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ВЕСТНИК      том 58       № 1       2024

КОРАБЛЕВ и др. 
6. Мониторинг радиационной обстановки.
7. Изучение внутреннего строения Марса.
Список научных экспериментов и их соответствие научным задачам приведены в табл. 1. Порядок экспериментов в таблице приблизительно 
соответствует порядку научных задач.
Таблица 1. Соответствие научных задач ПП ЭкзоМарс 
и научных экспериментов
Научные 
задачи
Приборы
Мониторинг климата
Состав атмосферы
Пыль и атмосферное 
электричество
Атмосфера/поверхность
Подповерхностная вода
Радиационная обстановка
Внутреннее строение
ТСПП-ЭМ Телевизионная 
система
×
×
×
МТК Метеокомплекс
x
×
×
×
HABIT Метеокомплекс
x
×
×
×
ПК пылевой комплекс
×
x
×
ФАСТ Фурье-спектрометр
×
x
×
×
МГАК газоаналитический 
комплекс
x
×
М-ДЛС лазерный 
спектрометр
×
x
РАТ-М радиометр
×
×
x
×
АДРОН-ЕМ Нейтронный 
и гамма-спектрометр 
с активацией; дозиметр
×
x
×
MAIGRET, ARM 
Магнитометры
×
×
x
СЕМ Сейсмометр
x
LARA радиомаяк
x
Примечание: 
x 
– 
основная 
научная 
задача, 
 
× – дополнительные научные задачи.
Научные задачи, связанные с атмосферой
Долговременный мониторинг климата, изучение состава атмосферы и явлений, связанных с атмосферной пылью, являются ключевыми и тесно связанными научными темами ПП 
ЭкзоМарс. Они распадаются на следующие основные составляющие: (1) регулярный долговременный почасовой мониторинг основных 
метеорологических 
параметров 
(температура, 
давление, скорость и направление ветра, запыленность и влажность), создающий основу для 
настройки и валидации моделей общей циркуляции атмосферы Марса; (2) регулярные измерения 
атмосферных газов, включая инертные, и их изотопологов для выяснения суточной и сезонной 
динамики состава атмосферы вблизи поверхности Марса и взаимодействия атмосферы с грунтом, выяснения изотопных соотношений летучих 
элементов в различных резервуарах; (3) изучение 
структуры атмосферы и динамики пограничного планетного слоя при спуске десантного модуля и с поверхности при помощи дистанционных 
методов; исследование динамики приповерхностного слоя атмосферы; (4) исследование механизма подъема и процессов переноса пыли, 
включая измерения импульса пылевых частиц 
вблизи поверхности одновременно с их размерами и регистрацией связанных электрических явлений.
В составе аппаратуры многочисленных аппаратов, достигших поверхности Марса, было 
несколько 
полноценных 
метеостанций: 
Viking Lander (VL) –1, –2 (Chamberlain и др., 
1976), Phoenix (Taylor и др., 2008), роверы 
Curiosity и Perseverance (Gómez-Elvira и др., 
2012; Rodriguez-Manfredi и др., 2021) и платформа Interior Exploration using Seismic Investigations, 
Geodesy and Heat Transport (InSight) (Spiga и др., 
2018). На Mars Pathfinder и ровере Zhurong также 
присутствовали элементы метеокомплексов (Seiff 
и др., 1997; Liu и др., 2022). Особую ценность 
представляют длинные ряды наблюдений, и до 
недавних пор записи давления с VL-1, -2 (Hess 
и др., 1980) были главным средством калибровки 
моделей общей циркуляции атмосферы Марса. 
Богато оснащенная разнообразными метеодатчиками с большой степенью дублирования, ПП 
ЭкзоМарс обеспечила бы достойный вклад в исследования марсианской метеорологии.
Регулярные измерения малых и обильных составляющих атмосферы Марса и их изотопологов 
дают понимание деталей основных климатических циклов Марса – углекислоты, пыли и воды. До 30% основной составляющей атмосферы, 
CO2, зимой конденсируется на полярных шапках, 
вызывая соответствующие колебания давления 
и изменения относительного содержания неконденсирующихся составляющих (Ar, N2, CO). Вода, представленная в атмосфере Марса в следовом количестве, играет тем не менее ключевую 
роль в химических превращениях в атмосфере, 
предотвращая фотолитическое разрушение CO2, 
образует конденсационные облака, регулирующие нагрев атмосферы, и на длительных масштабах времени обеспечивает миграцию ледников по 
поверхности Марса (Montmessin и др., 2017). Адсорбция и десорбция воды в верхнем слое грунта – слабо изученный процесс, по-видимому, выполняющий в водяном цикле роль трения (Jakosky 
АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ВЕСТНИК      том 58       № 1       2024

 
КОМПЛЕКС НАУЧНОЙ АППАРАТУРЫ ПОСАДОЧНОЙ ПЛАТФОРМЫ... 
7
и др., 1997; Navarro и др., 2014). Орбитальные аппараты вокруг Марса – Mars Express (MEx), Mars 
Reconnaissance Orbiter (MRO), ExoMars Trace Gas 
Orbiter (TGO) – ведут регулярный мониторинг 
основных и хорошо известных малых составляющих (CO2, CO, H2O, O3) дистанционными методами (см., например, Smith и др., 2017; 2021; 
Knutsen и др., 2022; Lefèvre и др., 2021). Измерения на поверхности с помощью спектроскопической и газоаналитической аппаратуры (М-ДЛС, 
МГАК, датчики озона SIS, HABIT) позволили бы 
надежно привязать дистанционные измерения 
к поверхности, оценить временные масштабы суточного и сезонного взаимодействия атмосфера–
поверхность.
Измерение изотопных отношений водорода, 
кислорода и углерода в водяном паре и CO2 в процессе обмена атмосфера–поверхность позволит, 
помимо уточнения их значений, известных в основном по результатам дистанционных измерений (например, Alday и др., 2021a; 2021b) и единичным измерениям на поверхности (Webster 
и др., 2013), выявить различия между атмосферным и поверхностным резервуарами летучих. Наконец, измерения инертных газов и их изотопов 
имеют очень высокий приоритет: по ним можно 
судить о далекой истории атмосферы и летучих на 
Марсе, а измерения на поверхности были проведены только на ровере Curiosity (или Mars Science 
Laboratory, MSL) (Mahaffy и др., 2013; Wong и др., 
2013; Atreya и др., 2013; Conrad и др., 2016).
Исследование атмосферы в процессе спуска 
десантного модуля – необходимая задача проекта. Она тесно связана с техническими проблемами входа спускаемой капсулы в атмосферу 
и спуска десантного модуля. Значения плотности 
верхней атмосферы могут кратно отличаться от 
моделей, и неудивительно, что более двух третей 
посадок на Марс закончились неудачей. Нам известно 11 атмосферных профилей, измеренных 
в процессе спуска: Марс-6 (Авдуевский и др., 
1975), VL-1, -2 (Seiff, Kirk, 1977), Mars Pathfinder, 
(Magalhães, 
1999), 
Mars 
Exploration 
Rovers 
(Opportunity и Spirit; MER; Withers, Smith, 2006), 
Phoenix (Blanchard, Desai, 2011), MSL (HolsteinRathlou и др., 2016), ExoMars-2016 Schiaparelli 
(Aboudan и др., 2018), InSight (Karlgaard и др., 
2021) и Perseverance (Karlgaard и др., 2023). Для 
реконструкции спускаемого профиля в проекте были предусмотрены измерения замедления 
в процессе торможения спускаемой капсулы 
с использованием данных инерциального блока 
космического аппарата, эксперимента AMELIA 
(Ferri и др., 2019), и при помощи акселерометров 
МТК. Измеряется плотность атмосферы, из которой можно получить давление и температуру 
в гидростатическом приближении. Из данных 
акселерометра может быть получена также горизонтальная скорость ветра. После раскрытия парашюта измерения температуры и давления планировались при помощи датчиков МТК.
Мониторинг и исследование планетарного пограничного слоя (ППС) также относится к числу 
задач, имеющих высокую значимость для дальнейшего освоения Марса и перспективных пилотируемых экспедиций (Petrosyan и др., 2011; 
Read и др., 2017). Динамика атмосферы в приповерхностном слое тесно связана со следующей 
задачей: измерения ветра и понимание механизмов, определяющих приповерхностные ветра, лежат в основе исследования механизмов подъема 
и переноса пыли, инициации крупномасштабных пылевых событий. Состояние ППС в конкретных локациях уже неплохо описываются мезомасштабными динамическими моделями (см., 
например, Toigo и др., 2002). Для исследований 
погранслоя решающее значение имеют данные 
МТК и ПК. Эти приборы, а также система камер помогут отслеживать еще один специфический элемент климата Марса – локальные вихри 
или пылевые дьяволы (см., например, Kurgansky, 
2022), участвующие в подъеме пыли (Neakrase 
и др., 2016), и, вероятно, создающие сильные 
электрические поля и разряды (Renno и др., 
2003). В условиях пыльной бури на Земле возникают электрические поля ~100 кВ/м. Аналогичные поля на Марсе превысят напряженность 
пробоя (~20 кВ/м), поэтому следует ожидать разрядов, имеющих, вероятно, сильное влияние на 
химические превращения в атмосфере и даже 
на обитаемость поверхности (Atreya и др., 2006; 
Kok, Renno, 2009). Регистрировать такие разряды могли MAIGRET и ПК. В ходе исследований 
Марса посадочными аппаратами и роверами детальное описание приповерхностного профиля 
атмосферы получено лишь однажды при помощи 
Фурье-спектрометра Мini-TES/Mars Exploration 
Rovers (MER) (Smith и др., 2006). Эксперимент 
ФАСТ позволил бы получать такие данные регулярно, дополняя исследования с МТК и ПК.
Как уже упоминалось, пылевой цикл относится к основным атмосферным циклам Марса 
(Kahre и др., 2017). В отличие от Земли, где тепловой баланс атмосферы и, в конечном итоге, 
поверхности 
определяется 
преимущественно 
газовым поглощением (водяным паром), в слабой атмосфере Марса эту роль выполняет пыль. 
Она поглощает приходящее солнечное излучение 
в видимом диапазоне и задерживает уходящее от 
планеты тепловое излучение (в полосе поглощения силикатов на 9 мкм). Современная модель 
оптических свойств пылевых частиц, основанная главным образом на дистанционных наблюдениях, дана в работе (Wolff и др., 2009). Более 
АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ВЕСТНИК      том 58       № 1       2024

КОРАБЛЕВ и др. 
вание пограничного слоя атмосферы. В таких исследованиях главную роль будут играть эксперименты МТК, ПК, ТСПП.
Другое направление основано на мониторинге циклов обмена летучих компонентов между 
атмосферой и поверхностью. В частности, измеряя содержание H2O и отношений изотопов D/H, 
18O/17O/16O, 13C/12C в H2O и CO2 вблизи поверхности в разное время суток в течение сезонного цикла можно не только уточнить физические 
и химические процессы, идущие между поверхностью и атмосферой, но и сделать выводы об 
обитаемости Марса в прошлом и настоящем (см., 
например, Franz и др., 2020). Ведущая роль в этих 
исследованиях отводилась лазерному спектрометру М-ДЛС и аналитическому комплексу МГАК. 
Влажность атмосферы и гидратация верхнего слоя 
грунта могла быть оценена датчиком влажности 
МТК и прибором АДРОН-ЕМ, соответственно. 
Вспомогательная информация о физических условиях в атмосфере, на поверхности и в верхнем 
слое грунта могла быть получена датчиками МТК 
и HABIT, ИК-спектрометром ФАСТ и микроволновым радиометром РАТ-М.
жаркое лето в южном полушарии, когда Марс 
ближе к Солнцу, усиливает циркуляцию и запыленность атмосферы, разогревая ее, что, в свою 
очередь, усиливает подъем пыли (Daerden и др., 
2015). Такая положительная обратная связь периодически, в среднем один раз за три марсианских года, приводит к глобальным пылевым 
бурям (ГПБ), охватывающим почти все тропические и средние широты (см., например, Guzewich 
и др., 2020). Исторически модели общей циркуляции, описывающие климат Марса, использовали доступные измерения содержания пыли 
в атмосфере (Forget и др., 1999; Hartogh и др., 
2005; Wilson, Hamilton, 1996). При наличии регулярных наблюдений с орбитальных и посадочных аппаратов полной оптической толщины пыли и вертикальных профилей пыли (Montabone 
и др., 2015), Martian Climate Database (MCD) неплохо воспроизводит состояние атмосферы в течение конкретного марсианского года или для 
ряда типовых сценариев. Другой класс моделей 
пытается параметризовать процессы подъема пыли с поверхности и описать ее транспорт циркуляционными потоками (Kahre и др., 2023; Neary, 
Daerden, 2018; Newman, Richardson, 2015). Параметризации опираются в основном на теоретические представления и натурные измерения 
в аэродинамических трубах, имитирующие условия на Марсе (см., например, Martin, Kok, 2017; 
Sagan, Bagnold, 1975), в том числе даже гравитацию (Musiolik и др., 2018). Хотя этому вопросу 
уделяется колоссальное внимание, прямые данные о сальтации, переносе, электризации пыли 
и разрядах в реальных условиях Марса практически отсутствуют. Недостаточное понимание процессов подъема пыли и ее переноса у поверхности 
приводит к тому, что самосогласованные модели 
пока не в состоянии воспроизвести условия возникновения ГПБ. Совместная работа ПК и МТК 
впервые позволила бы детально и комплексно 
изучить процессы подъема пыли с поверхности 
Марса. Дополнительно информацию о пылевых 
явлениях и свойствах пыли можно получить по 
наблюдениям с камерами ТСПП, из мониторинга электромагнитных полей MAIGRET и комбинируя данные ФАСТ в ИК-диапазоне с орбитальными измерениями (Wolff и др., 2006).
Изучение распространенности воды 
в приповерхностном слое
Вода в приповерхностном слое марсианского 
грунта может находиться в виде льда, в адсорбированной форме между гранулами реголита или 
в связанной форме в составе минералов. Наличие воды вблизи места посадки может свидетельствовать как о перспективности локации с точки зрения обитаемости и дальнейшего освоения 
космическими средствами, так и о геологическом 
прошлом планеты: гидратированные минералы 
могли сформироваться в водоемах раннего Марса. 
Информация о распределении воды может быть 
получена из данных радарного зондирования, 
однако за пределами полярных шапок, в низких 
и средних широтах, основным источником служат данные нейтронного мониторинга. Длительные орбитальные измерения нейтронного потока 
от Марса, индуцированного космическим излучением, показали наличие ядер водорода в верхних 
(1–2 м) слоях реголита, соответствующие массовой доле воды от единиц до 20–40% (см., например, Malakhov и др., 2022). Обнаружение льда 
в экваториальных широтах вероятно лишь в глубоких каньонах (Mitrofanov и др., 2022a). По данным нейтронного каротажа с активацией при помощи генератора нейтронных импульсов на MSL, 
массовая доля воды вдоль трассы марсохода составляла от ≤ 0.5 до ≥6% (Mitrofanov и др., 2022b).
В проекте планировались измерения гидратации поверхности Марса на глубину 1–2 м при 
Исследования взаимодействия 
атмосфера–поверхность
Исследование взаимодействий между атмосферой и поверхностью тесно связано с атмосферной группой задач и примыкает к исследованиям 
поверхности. К таким взаимодействиям относятся уже упомянутые механизмы подъема пыли, ее 
обратное воздействие на поверхность и исследоАСТРОНОМИЧЕСКИЙ ВЕСТНИК      том 58       № 1       2024

 
КОМПЛЕКС НАУЧНОЙ АППАРАТУРЫ ПОСАДОЧНОЙ ПЛАТФОРМЫ... 
9
и др., 2023). На посадочной платформе ЭкзоМарс 
мониторинг радиационной обстановки планировался с помощью дозиметрического канала LulinML прибора АДРОН-ЕМ и детекторов нейтронов 
и гамма-квантов самого прибора АДРОН-ЕМ.
помощи нейтронного детектора АДРОН-ЕМ. 
В первые дни после посадки прибор должен был 
работать совместно с ADRON-RM на ровере Rosalind Franklin (Mitrofanov и др., 2017). По мере удаления ровера от платформы и в сочетании 
с данными геофизического радара ровера (Ciarletti 
и др., 2017) такие измерения позволили бы получить приоритетную информацию о вертикальном 
распределении воды во всех ее формах. Влияние 
изменений температуры на вертикальное распределение воды предполагалось выяснить, используя оценки суточного и сезонного хода температуры на трех уровнях (до ~1 м) под поверхностью 
при помощи радиометра РАТ-М.
Прибор АДРОН-ЕМ также должен был дать 
информацию об элементном составе основных 
породообразующих и радиогенных элементов 
в ближайшей окрестности места посадки. Параллельно измеряется плотность грунта. Таким образом, эксперимент АДРОН-ЕМ мог бы выполнить 
научную задачу, сформулированную для первоначальной конфигурации КНА: изучение состава 
поверхности. Дополнительные данные о характере пород вблизи посадочного модуля можно 
получить из оценок электропроводности грунта 
магнитометрами MAIGRET и AMR.
Мониторинг радиационной обстановки
Радиационная обстановка на поверхности 
Марса, как современная, так и в прошлом, имеет 
решающее значение для обитаемости и возможности сохранения жизни на планете. Она влияет 
на любые потенциальные формы жизни, которые 
могли выжить под землей (см., например, Pavlov 
и др., 2010). Излучения высоких энергий и связанные с ними риски для здоровья человека во 
многом определяют планирование будущих пилотируемых полетов на Марс.
Марс, его верхняя атмосфера, взаимодействует с двумя видами излучения высоких энергий: 
галактическими космическими лучами (ГКЛ) 
и энергичными частицами солнечного ветра. Мониторинг этих излучений на орбите вокруг Марса ведет дозиметр Liulin-MO в составе прибора 
FREND/TGO (Mitrofanov и др., 2018; Semkova 
и др., 2021). Из-за слабости атмосферы ГКЛ и частицы солнечного ветра достигают поверхности, 
где производят вторичные частицы, в том числе 
нейтроны и гамма-кванты. Вторичные частицы 
образуются и в результате взаимодействия с атмосферой. Таким образом, радиационная обстановка на поверхности существенно отличается 
от обстановки на орбите. Первые и единственные прямые измерения радиации на поверхности Марса проведены с помощью прибора RAD 
на Curiosity (Hassler и др., 2012; 2014; Ehresmann 
Изучение внутреннего строения Марса
Исследование внутреннего строения  
Марса 
имеет прямое отношение к фундаментальной 
проблеме формирования и ранней эволюции планет Солнечной системы. Уточнение моделей внутреннего строения позволяет оценить долю летучих компонентов, собранных планетой на ранних 
этапах аккреции и интенсивной бомбардировки 
(Zharkov, 1996). С точки зрения аналогий между Землей и Марсом, не менее важны процессы 
дифференциации и дальнейшая эволюция недр. 
Марс – единственная планета, похожая на Землю, которую можно длительно изучать геофизическими методами, и неподвижные станции на 
его поверхности, лучше несколько, являются оптимальной платформой для таких исследований 
(см., например, Lognonné и др., 2000).
Основным методом исследования внутреннего строения служит сейсмометрия. Проведение 
таких измерений на поверхности другой планеты – сложная техническая задача. Помимо высокой чувствительности и широкой полосы частот, 
сейсмометр на Марсе должен быть защищен от 
ветра, колебаний температуры и давления, изолирован от влияния самой платформы. После 
неоднозначных результатов сейсмического эксперимента Viking Landers (1976–1982) (Anderson 
и др., 1976) и попытки на Марс-96 (Linkin и др., 
1998; Lognonné и др., 1998) потребовалось более 20 лет для реализации специализированной 
платформы InSight (2018–2022). Вакуумированный сейсмометр SEIS, размещенный на поверхности отдельно от посадочного аппарата InSight 
под серьезной защитой от атмосферных влияний 
(Lognonné и др., 2019), зарегистрировал несколько значительных сейсмических событий и множество мелких (см., например, Giardini и др., 2020; 
Kawamura и др., 2023). Получен богатый материал 
о мощности и свойствах коры (Knapmeyer-Endrun 
и др., 2021), свойствах мантии (Huang и др., 2022), 
получен отклик от ядра (Stähler и др., 2021).
Исследования недр Марса можно было бы 
расширить, используя еще одну геофизическую 
станцию (см., например, Gudkova и др., 2014). Регистрация сейсмических событий одновременно 
с двух точек поверхности позволило бы получить 
важную информацию о неоднородности коры 
и мантии, перейти от профилей к 3D-структуре, 
восстановить которую можно в области, сравнимой с расстоянием между станциями. При этом 
АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ВЕСТНИК      том 58       № 1       2024