Моделирование многопроходной оптической кюветы ИК спектрометра высокого разрешения ИСКРА-В для посадочного аппарата миссии Венера-Д.

Авторы
Волков П.А.(1), Виноградов И.И.(1), Спиридонов М.В.(1)
Организации
(1) Институт космических исследований РАН
Сессия
Космическое приборостроение и эксперимент
Форма представления
Устный
Место работы научного руководителя
Институт космических исследований РАН
Научный руководитель
Виноградов И.И., Спиридонов М.В.
Текст тезисов
Проект Венера-Д имеет целью исследование Венеры с использованием как орбитального, так и посадочного аппарата. Исследование каких-либо глобальных климатических явлений и верхней атмосферы разумно делать с орбитера, изучение же нижних слоёв и поверхности невозможно без посадочного аппарата ввиду плотной атмосферы и облачного слоя.
На посадочном аппарате планируется установка инфракрасного спектрометра высокого разрешения ИСКРА-В (Измеритель Сернистых Компонентов Разрежаемой Атмосферы Венеры) для исследования средней и нижней атмосферы, в том числе облачного слоя и приповерхностной атмосферы. В задачи прибора будет входить измерение концентраций углекислого газа, воды, сернистых соединений, хлороводорода и различных изотопных соотношений.
Предполагаемое устройство прибора ИСКРА-В основано на принципах лазерной абсорбционной спектроскопии. Монохроматическое излучение перестраиваемого лазера проходит через исследуемый газ, закачанный в аналитическую кювету и регистрируется фотодетектором. Путём перестройки частоты лазера осуществляется сканирование спектра в узком диапазоне и измерение интенсивности характерных линий молекулярного поглощения.
Для регистрации ряда спектральных линий целевых молекул необходима длина оптического пути через изучаемый газ более 15 метров, в то время как размеры прибора на космическом аппарате сильно ограничены, что приводит к необходимости использования многопроходной оптической схемы, в качестве таковой была избрана схема Эрриотта.
В данной работе проведено моделирование многопроходной оптической кюветы по схеме Эрриотта, вычислены характеристики для нескольких её вариантов. Проведён анализ устойчивости многоходовой конфигурации оптических лучей в кювете в зависимости от температурных изменений, механических воздействий, допусков на точность при производстве. Сформулированы критерии выбора оптимальной многопроходной оптической схемы.