Структура верхней атмосферы Венеры по данным затменного эксперимента SOIR/VEx

Исследование мезосферы и термосферы Венеры играет ключевую роль в изучении ее атмосферных процессов, включая диссипацию воды, что подтверждается аномально высоким отношением [HDO/H2O] (Fedorova et al., 2008; Mahieux et al., 2024).  Также на основе исследований этих атмосферных слоев регулярно обновляются существующие фотохимические модели верхней атмосферы Венеры.

Наиболее обширная база наблюдений получена спектрометром SOIR на борту Venus Express (Nevejans et al., 2006). SOIR регистрировал линии поглощения в ИК-диапазоне (2.2–4.2 мкм) в режиме солнечного просвечивания, охватывая высоты 65–170 км. Помимо CO₂, прибор регистрировал малые газовые составляющие и изотопы: HO, HDO, HCl, SO и другие.

В работе представлены вертикальные профили температуры и плотности, восстановленные по спектрам CO₂ (2006–2014 гг.). Алгоритм восстановления, разработанный в ИКИ, использует зависимость интенсивности линий поглощения от температуры и гидростатическое приближение. Данный метод успешно применялся для обработки данных эксперимента ACS/ExoMars на Марсе (Fedorova et al., 2020; Belyaev et al., 2022). В отличие от альтернативного алгоритма ASIMAT (Mahieux et al., 2010, 2023), который работает только с ненасыщенными линиями, метод ИКИ охватывает более широкий диапазон высот.

Обновленные данные позволят уточнить содержание малых газов, включая проверку аномального соотношения [HDO/H₂O].

Литература:

1. Fedorova et al. HDO and H2O vertical distributions and isotopic ratio in the Venus mesosphere by Solar Occultation at Infrared spectrometer on board Venus Express // J. Geophys. Res., 2008, 113, E00B22, doi:10.1029/2008JE003146.
2. Mahieux et al, Unexpected increase of the deuterium to hydrogen ratio in the Venus mesosphere // Proceedings of the National Academy of Sciences, 2024.
3. Nevejans et al. Compact high-resolution spaceborne echelle grating spectrometer with acousto-optical tunable filter based order sorting for the infrared domain from 2.2 to 4.3 microm. // Appl Opt. 2006. Jul 20;45(21):5191-206. doi: 10.1364/ao.45.005191.
4. Fedorova et al. Stormy water on Mars: The distribution and saturation of atmospheric water during the dusty season // Science, 2020, 367. eaay9522. doi:10.1126/science.aay9522.
5. Belyaev et al. Thermal Structure of the Middle and Upper Atmosphere of Mars From ACS/TGO CO2 Spectroscopy // Journal of Geophysical Research: Planets, 2022, 127. doi:10.1029/2022JE007286.
6. Mahieux A. et al. Densities and temperatures in the Venus mesosphere and lower thermosphere retrieved from SOIR on board Venus Express: Retrieval technique // Journal of Geophysical Research, 2010, 115. doi:10.1029/2010JE003589.
7. Mahieux et al. The SOIR/Venus Express species concentration and temperature database: CO2, CO, H2O, HDO, H35Cl, H37Cl, HF individual and mean profiles // Icarus, 2023. Volume 405. doi:10.1016/j.icarus.2023.115713.