Путешествия к Луне
Шрифт:
5.10. «Лунар Орбитер»: фотосъемка с орбиты
Для детального изучения всей поверхности спутника Земли в 1966–1967 гг. на окололунной орбите работали американские зонды «Лунар Орбитер-1…5», которые вели съемку на фотопленку шириной 70 мм, проявляли ее прямо на борту, затем сканировали и по радио передавали изображения на Землю. Первые три аппарата двигались по околоэкваториальным орбитам и в основном изучали области, перспективные для будущих посадок на поверхность, а четвертый и пятый зонды с полярных орбит отсняли практически всю поверхность видимого и обратного полушарий. С разной степенью успеха зонды выполнили свою задачу, получив с высоты от 6000 до 40 км тысячи качественных снимков Луны с разрешением от 60 до 20 м, а местами и лучше, вплоть до 1–2 м. На их основе были выбраны места для посадки пилотируемых экспедиций и подготовлены новые атласы. Одним из первых стал атлас «The Lunar Orbiter Photographic Mission», составленный Л. Шерером. В нем на одном
На основе съемок «Лунар Орбитера-4», сфотографировавшего 99 % видимого полушария Луны, в 1971 г. был издан «Atlas and Gazeteer of the Near Side of the Moon» (Атлас и справочник видимой стороны Луны), подготовленный научной картографической лабораторией NASA. Он включает 404 фотографии и табличный каталог официально наименованных образований видимой стороны Луны. Каждое фото сопровождается списком образований, которые на нем имеются. Фотографии обозначены в соответствии с положением аппарата на орбите с юга на север для каждого витка, начиная с южного кадра на восточном лимбе и заканчивая самым северным кадром на западном лимбе. Справочник содержит списки названий лунных образований в различных системах (Блэгг и Мюллера, Лунно-планетной лаборатории), координаты образований, а также замечания и поправки, внесенные при сравнении с другими системами. Во «Введении» дана краткая история номенклатуры. Этот атлас очень полезен для картографов, поскольку разрешение фотографий с отождествленными образованиями лунного рельефа в несколько раз выше, чем наземных снимков. К сожалению, работая с Атласом, мы обнаружили некоторое опечатки и ошибки в отождествлении наименованных кратеров.
Рис. 5.23. Зонд «Лунар Орбитер» был предназначен для длительной работы на окололунной орбите.
Рис. 5.24. Изображение северной полярной области Луны, полученное зондом «Lunar Orbiter» с высоты 3345 км. Координаты центра снимка: 70° N, 30° W. Размер изображенной области — примерно 400x300 км. У верхнего края снимка в середине виден кратер Пири диаметром 73 км, внутри которого расположен северный полюс Луны.
Самый полный набор снимков с «Лунар Орбитеров-1…5» представлен в атласе «Lunar Orbiter Photographic Atlas of the Moon», изданном NASA в 1971 г. В нем 675 фотографий в масштабе от 1:600 000 (в 1 см — 6 км) и мельче. Снимки снабжены буквенно — цифровой индексацией, по которой можно отождествить крупные наименованные образования. Специальные таблицы содержат информацию о дате каждого снимка, времени экспозиции с точностью до секунды, высоте Солнца в момент съемки, фазовом угле и многих других параметрах. Имеется также таблица наименованных кратеров с указанием номеров снимков, на которых можно их найти. Атлас очень полезен для картографов, несмотря на то, что поперечные полосы, возникшие при монтаже оригинальных снимков, мешают правильному восприятию изображений.
Рис. 5.25. Снимок небольшой области в Море Спокойствия, полученный 20 ноября 1966 г. зондом «Лунар Орбитер-2» с высоты 47 км.
После окончания первого этапа «покорения Луны» работы по ее картографированию значительно сократились. Долгие годы материалы, полученные от «Лунар Орбитер», оставались без движения, но в начале XXI в. к ним обратились вновь. Преобразовав аналоговые записи 1960–х гг. в цифровую форму и применив современные методы обработки изображений, специалисты добились потрясающего улучшения их качества: исчезли полосы между отдельными снимками, выровнялся фон, появилось значительно больше деталей. Можно сказать, что, не покидая Земли, астрономы совершили новую — лабораторную — экспедицию к Луне.
5.11. Современные карты и глобусы Луны
В большинстве своем лунные карты, составленные в эру космических полетов, изданы в США, небольшая часть карт была подготовлена и издана в СССР, Чехословакии, Германии, Венгрии. Большая часть карт Луны, изданных в СССР, подготовлена при участии ГАИШ.
В 1966 г. в ГАИШ и ЦНИИГАиК была составлена и в 1968 г. издана «Карта Луны, экваториальная зона видимого полушария» в проекции Меркатора в масштабе 1:1 000 000 на область ±8° по широте и ±70° по долготе.
На этой карте впервые было показано место первой мягкой посадки АМС «Луна-9» названное Заливом Прилунения.
Упомянутая выше «Фотокарта видимого полушария Луны» в масштабе 1:5 000 000 была составлена в 1967 г. под научным руководством Ю. Н. Липского в ГАИШ и топогеодезической службы СССР на основе оригинальных фотографий, полученных отечественными и зарубежными обсерваториями и по материалам фотографических атласов Луны. Карта построена в косой позитивной внешней перспективной проекции при положительных значениях либрации по широте и долготе, близких к максимальным, благодаря чему в восточной краевой зоне показаны Море Гумбольдта, Море Краевое и Море Смита. Именно в проекции с позитивным проектированием получаются фотографии Луны, передаваемые на Землю космическими аппаратами и астрографами на Земле.
Первая «Полная карта Луны» в масштабе 1:5 000 000 на 9 листах, составленная под руководством Ю. Н. Липского на основе наземных фотографий и снимков «Луны-3» и «Зонда-З», была издана в 1965 г. На ней впервые изображено 95 % поверхности Луны. Область, ограниченная параллелями ±60°, построена в произвольной цилиндрической проекции, приполярные области даны в азимутальной проекции в масштабе 1:10 000 000. Вдвое меньший масштаб объясняется отсутствием в то время материала на высокие широты. В произвольной цилиндрической проекции искажения углов не превышают ±5° в пределах широт ±50°. На параллели 60° угловые искажения менее 14°, а площади искажаются в гораздо меньшей степени, чем, например, в проекции Меркатора. Второе издание «Полной карты Луны» вышло в 1969 г. При ее создании использовались также снимки «Лунар Орбитеров», а приполярные области показаны в масштабе 1:5 000 000. Привязка снимков обратной стороны в единой системе селенографических координат проводилась в Отделе исследований Луны и планет ГАИШ. Третье издание карты вышло в 1979 г. В нем использованы данные всех летавших к Луне зондов и экспедиций «Аполлон». Особое внимание при изображении рельефа уделялось отображению образований морского типа, кратеров с затопленным дном, лучевых систем и кратерных цепочек. Переданы такие характерные для лунных кратеров особенности, как небольшая по сравнению с диаметром глубина кратеров, малая по сравнению с глубиной высота вала, большая крутизна внутреннего склона по сравнению с внешним. Цветовая гамма «Полной карты Луны» выбиралась с учетом естественного цвета лунной поверхности и с целью наиболее выразительно изобразить рельеф. Яркостные особенности лунной поверхности на карте показаны вариациями тона цветовой отмывки (кстати, установлено, что светлоту лунного материала определяет химический состав пород). Каталог лунных наименований на русском и латинском языках был составлен с помощью библиографических отделов библиотеки МГУ и Большой советской энциклопедии.
«Полная карта Луны» предназначена как для ученых, исследующих Луну, так и для широкого круга интересующихся Луной. Навигационная проекция карты позволяет использовать ее для нанесения следов траекторий искусственных спутников Луны и проектирования космических экспериментов. Она используется как основа для нанесения на нее различной информации, описывающей свойства поверхности и ее геологическое строение. «Полная карта Луны» стала основой для создания многих специальных карт: «Тектонической карты Луны» (НИЛЗарубежгеология, 1969 г.), серии геолого — морфоло- гических карт Луны (Геологический институт АН СССР, 1969 г.), «Карты вулканических форм Луны» и «Структурно — геологической карты» (1974 г.). По «Полной карте Луны» проводились исследования для выявления закономерностей размещения лунных образований и их взаимосвязей, вычислялись площади морских образований и крупных кратеров. На основе измерения координат и диаметров кратеров по этой карте создан «Морфологический каталог кратеров Луны». Используя оригиналы отмывки рельефа этой карты, мы подготовили «Полную карту Луны» в масштабе 1:10 ООО ООО на одном листе, содержащую справочные данные о Луне, сведения о площадях морских образований, данные об основных этапах исследования Луны и карту распределения лунных пород. Второе дополненное издание этой карты вышло в 1985 г.
Как известно, наилучшим образом передает внешний вид планеты ее глобус. Только на нем в неискаженном виде можно представить взаимное расположение и относительный размер элементов поверхности. В СССР глобусы Луны масштаба 1:10 ООО ООО издавались в 1967, 1969,1974,1979,1984 и 1989 гг. В каждое издание вносились изменения в наименованиях в соответствии с решениями Международного астрономического союза. Оригиналы глобуса Луны готовились в виде 12 сегментов, охватывающих зоны в 30° по долготе и ±80° по широте, а также двух приполярных областей в прямой азимутальной равнопромежуточной проекции. По специальному заказу в 1970 г. было подготовлено несколько глобусов Луны диаметром 1 м 30 см. Новые возможности в создании глобусов появились с применением термопластичных материалов, когда сразу формируется целое полушарие. Такой глобус был подготовлен в 1990 г. при участии ПКО «Картография», ГАИШ и ЦНИИГАиК.