Окончательная проверка прибора LaRa была проведена в конце июля в Институте космических исследований Российской академии наук (ИКИ РАН). В этом мероприятии приняли участие представители различных международных организаций. В частности, на испытаниях присутствовали руководитель проекта "LaRa" Вероника Дехант и ее заместитель Себастьен Ле Мэстр из Королевской обсерватории Бельгии, а также представитель компании "Антверпен Спейс" Ливен Томассен, главный подрядчик бельгийских приборов. Их сопровождали технический сотрудник ЕКА по программе "ПРОДЕКС" (программа развития научных экспериментов) Вацлав Валента, российские эксперты миссии, а также сотрудники ИКИ и ЦНИИмаша (Российский Институт космических исследований). Проверка включала в себя испытания на электрическую и механическую совместимость с российской платформой. Испытания проводились в стерильной среде для предотвращения загрязнения поверхности Марса биологическими следами с Земли. 7 ноября, во время Совета по проверке испытаний (TRB), основываясь на результатах этих испытаний было объявлено о их принятии. Выпускной, в некотором смысле. "Это замечательное достижение, ведь Лара-результат многолетней самоотверженной работы!",- говорит Вероника Дехант. Транспондерная часть прибора была разработана, изготовлена и испытана компанией Antwerp Space, а антенны-компанией UCLouvain. LaRa готова к установке на российскую платформу "Казачок". Дата запуска ракеты на Марс запланирована на июль 2020 года.

О приборе:

Эксперимент LaRa (Lander Radio science) был выбран для миссии ESA-Roscosmos ExoMars, которая будет запущена в 2020 году. Миссия ExoMars 2020 состоит из ровера, доставляемого наземной платформой. Эксперимент LaRa будет расположен на наземной платформе, поэтому зафиксирован относительно поверхности Марса.  LaRa был разработан для передачи сигнала X-диапазона, передаваемого с наземных станций Земли обратно на Землю. Относительная лучевая скорость Земли и марсианского землевладельца определяется по эффектам Доплера, измеренным на наземных станциях Земли. В доплеровские сдвиги измерены от доплеровского слежения наблюдения под названием «Двусторонний», сравнивая частоту радиосигнала, принимаемого от LaRa с частотой опорного сигнала наземного базирования. Поскольку LaRa выполняет когерентное преобразование нисходящей линии связи, поступающей на восходящую линию связи, мазеры наземных станций Земли обеспечивают стабильность частоты ретранслятора LaRa. Частота несущей нисходящей линии связи связана с несущей восходящей линии связи мультипликативной константой - коэффициентом транспондера. LaRa использует антенну X-диапазона для связи с Землей, размеры и вес которой довольно малы. Чтобы свести к минимуму отключение радиосигнала во время периода наблюдения Земли в марсианском небе, антенна LaRa предназначена для получения оптимального усиления антенны с центром на высоте (угол прямой видимости от Ландера до Земли) около 35 -45 градусов.

Назначение инструмента Понимание структуры и процессов в глубине внутренних планет имеет решающее значение для понимания их происхождения и эволюции. Поскольку глубокие планетарные внутренние пространства недоступны для непосредственного наблюдения, наиболее эффективный способ их изучения - это геофизика, которая может быть использована в качестве инструмента для «дистанционного зондирования» внутреннего пространства. Четырьмя основными классами геофизических методов, которые используются для исследования внутренних планет, являются сейсмология, геодезия, тепловой поток и электромагнетизм. Команда LaRa (Lander Radioscience) предлагает геодезический эксперимент в области радиологии для точного измерения вращения и ориентации Марса. Большинство из нас знает, что вращение вареного яйца заметно отличается от вращения сырого яйца. Это простое наблюдение показывает, что информация о внутренней части яйца может быть получена из его вращения.

Изменения в ориентации можно разделить на две составляющие: прецессия и нутация. Прецессия описывает долгосрочную тенденцию изменения ориентации в пространстве, в то время как нутация - это имя, данное наложенным кратковременным периодическим изменениям. Прецессия переносит полюс полярной оси с одинаковой скоростью в направлении против часовой стрелки по кругу на поверхности небесной сферы, центрированной по нормали к плоскости орбиты Марса (эклиптика). Нутация состоит из небольших отклонений на небесной сфере от этого равномерного движения, как по прецессионному пути (нутация по долготе), так и перпендикулярно ей (нутация по наклонности). Нутация Марса с твердым ядром (слева) и жидким ядром (справа)

Внутренняя часть Марса с твердым ядром (слева) и жидким ядром (справа)

Получающийся путь полюса поэтому кажется волнистым. Нутация происходит в несколько дискретных периодов, самый большой из которых имеет период половины орбитального периода Марса. Вращение Марса приблизительно равномерно, но изменения в длине дня (LOD) существуют из-за обмена угловым моментом между твердой планетой и ее атмосферой. Поскольку атмосфера Марса меняется в зависимости от времени года (сезонные изменения массы атмосферы, ветра и распределения массы в атмосфере), вращение Марса также меняется в зависимости от времени года. Важная часть вариаций LOD Марса связана с изменениями ледяных шапок в результате процесса сублимации и конденсации CO2. Наблюдения за LOD позволяют ограничить это глобальное перераспределение массы и его изменения в зависимости от времени года.

Наблюдение за вращением и ориентацией Марса может быть выполнено с помощью радионауки, то есть путем точного отслеживания относительных изменений положения посадочного аппарата на поверхности Марса относительно наземных станций на Земле. Возможности LaRa Эти измерения будут выполнены с помощью предлагаемого эксперимента Lander Radioscience (LaRa) для наземной платформы ExoMars 2020 (SP). Этот эксперимент состоит в измерении точных доплеровских сдвигов на двусторонней радиосвязи в X-диапазоне между Землей и ретранслятором LaRa на поверхности Марса. Точное отслеживание с Земли в течение длительного периода времени (ежегодно или более) позволяет получить прецессию, нутации и вариации LOD на Марсе, описанные выше. Этот эксперимент сложен, так как мы стремимся измерить движения около десяти сантиметров или меньше на планете, которая находится в 200 миллионах километров от Земли. Лара ожидаемые результаты Исследование LaRa (Lander Radioscience) включает радиосвязь между платформой ExoMars и Землей и выводит информацию о внутренней структуре Марса на основе точного определения прецессии и нутации, которая изменяет ориентацию Марса относительно инерциального пространства, что приводит к от взаимодействия внутреннего распределения масс с гравитационным потенциалом Солнца. Прецессионные измерения позволят улучшить определение момента инерции всей планеты и, следовательно, радиуса ядра, что оказывает наибольшее влияние на момент инерции. Точное измерение изменений ориентации оси вращения Марса в пространстве позволяет независимо определять размер ядра посредством резонанса амплитуд нутаций. Резонансное усиление низкочастотных вынужденных нутаций зависит от размера, момента инерции и уплощения сердечника. Наблюдение за ним позволяет определить свойства керна и подтвердить жидкое состояние керна. LaRa также обеспечит улучшенные вариации скорости вращения Марса, выявляя изменения углового момента из-за сезонного массопереноса между атмосферой и полярными шапками, анализируя прямую радиосвязь с платформой. Точное слежение за марсианской поверхностью осуществляется по радиосвязи между наземными станциями на Земле и посадочными аппаратами на поверхности Марса. В эксперименте используется когерентная связь в X-диапазоне для получения двусторонних доплеровских измерений, которые измеряют скорость на линии прямой видимости. Эти допплеровские измерения в течение длительного периода времени в сочетании с другими предыдущими или одновременными измерениями прямой линии связи с Землей могут использоваться для получения характеристик вращения Марса (прецессия, нутации и изменения продолжительности дня). Более конкретно, Измерение относительного положения спускаемого аппарата на поверхности Марса относительно наземных наземных станций позволяет восстановить изменяющуюся во времени ориентацию Марса и вращение в пространстве. Конечной целью этого эксперимента является получение информации о внутренней структуре Марса и о массовом перераспределении CO2 в атмосфере и полярных шапках Марса. LaRa синергизм 5 мая 2018 года НАСА запустило марсианскую миссию InSight (исследование интерьера с использованием сейсмических исследований, геодезии и переноса тепла). Позже, 26 ноября, он достиг поверхности планеты. Ученые-планетологи Королевской обсерватории Бельгии в сотрудничестве с американскими учеными изучают данные сейсмометра ( SEIS ) и транспондера ( RISE ), которые устанавливаются на посадочную площадку, чтобы лучше понять приливы и внутреннюю структуру планеты. Данные InSight будут добавлены к данным миссии ExoMars2020 и ее транспондера LaRa, чтобы получить очень точную картину внутренней части Марса. https://www.astro.oma.be/en/exomars-2020-lara-will-be-part-of-the-trip/ #экзомарс