Методика радиолокационного картирования Луны

С. Р. Павлов, Ю. С. Бондаренко, Д. А. Маршалов

Труды ИПА РАН, вып. 67, 3–7 (2023)

DOI: 10.32876/ApplAstron.67.3-7

Ключевые слова: Луна, радиолокационное картирование, метод преобразования координат

Аннотация

Радиолокация является одним из наиболее эффективных методов наземного дистанционного исследования Луны, который позволяет получать изображения ее поверхности с пространственным разрешением, не достижимым для наземных средств измерений на других длинах волн. Этот метод заключается в освещении Луны радиолокационным сигналом, приеме отраженного сигнала (эхо-сигнала) и анализе его характеристик. При этом разрешающая способность радиолокационной системы не зависит от земной атмосферы и расстояния до цели, а задаётся характеристиками излучаемого сигнала. Радиолокационное изображение формируется в системе координат, связывающей доплеровский сдвиг по частоте с задержкой прихода эхо-сигнала, возникающих в результате движения передающей и приемной антенных систем относительно цели. Для практического использования получаемых таким образом изображений необходимо осуществить привязку радиолокационных изображений к селенографическим координатам. В данной работе предложен численный метод преобразования временной задержки и частоты эхо-сигнала к селенографической широте и долготе. Значения широты и долготы в любой точке радиолокационного изображения вычисляются на сетке узлов интерполяцией плоскостями, которые строятся по трем соседним узлам, образующим треугольники. Триангуляция сетки узлов выполняется с помощью метода Делоне таким образом, чтобы отклонение интерполируемых значений в пределах треугольников было минимальным. Методика была применена к радиолокационному изображению района кратера Тихо на длине волны 4.2 см. Полученная в результате радиолокационная карта охватывает область на поверхности Луны протяженностью ~ 30° по долготе и 25° по широте, что соответствует размерам 600 × 600 км со средним пространственным разрешением в 120 м. В работе выполнена оценка точности полученной карты и проведено ее сравнение с оптическим изображением. Радиолокационные карты высокого разрешения лунной поверхности, полученные с использованием предложенного в работе метода, могут быть полезны для изучения геологической истории Луны, разведки и добычи полезных ископаемых, выбора безопасных посадочных площадок, особенно в связи с возросшим на сегодняшний день интересом многих стран к освоению Луны.

Цитирование