Современная обработка архивных лунных панорам, полученных в ходе Советских лунных миссий

Go to the English version of the site section

В рамках международного проекта PRoViDE (Planetary Robotics Vision Data Exploitation - Использование данных съемки планетных роботов) по Седьмой рамочной программе Европейского Союза учеными из разных стран выполняются совместные работы, направленные на то, чтобы предоставить широкому кругу исследователей возможность удобного доступа и совместной обработки различных данных, накопленных за время роботизированных миссий к разным телам Солнечной системы (http://www.provide-space.eu/).

Специалисты Комплексной лаборатории исследования внеземных территорий МИИГАиК активно участвуют в этой работе, имея опыт картографирования Луны, в том числе с использованием современных данных космического аппарата Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO), на основе которых выполнено геоинформационное картографирование участков лунной поверхности, связанных с советскими миссиями (в частности, Луна-16, 17, 18, 20, 21, 23, 24).

В рамках проекта PRoViDE в Лаборатории выполняется современная цифровая обработка архивных лунных изображений (панорам), полученных в конце 60-ых - начале 70-ых гг. прошлого века в ходе советских роботизированных миссий Луноход-1 (Луна-17) и Луноход-2 (Луна-21), а также с помощью зондов (Луна-9, -13 и -20) [1, 2]. Проводится описание сохранившихся на сегодняшний день архивных данных и оценка возможности их использования для задач современных лунных исследований, которые включают как фундаментальные проблемы, например, изучение эволюции лунного рельефа [3], так и прикладные аспекты, связанные с планированием будущих российских лунных миссий [4]. В настоящий момент ведется апробация разработанных методов и технологий на примере совместной обработки данных съемки Лунохода-1 и -2, осуществленной с поверхности Луны и орбитальной съемки космического аппарата LRO для целей нового крупномасштабного картографирования и геоморфологического анализа лунной поверхности [5].

Сшивка панорамы из архивных фраментов (Луноход-1)

Приведение панорамных изображений к горизонту (из-за наклона панорамной камеры относительно вертикали горизонт на исходных панорамах искажен), на примере панорамы, снятой Луходом-2

В ходе двух миссий Луноходами были получены около 300 панорамных изображений с высоким разрешением, но, к сожалению, информация о точках съёмки (координаты и внешнее ориентирование снимков) была утеряна.

Для восстановления потерянной информации мы предлагаем искусственное моделирование изображений, основанное на использовании цифровой модели рельефа и ортофотоплана (построенным в Лаборатории по изображениям LRO NAC) и возможных точек наблюдения на оцифрованном пути Лунохода. Для этого было разработано специальное программное обеспечение, которое помогает определить все необходимые параметры внешнего ориентирования, характеризующие снимки и имеющие важное значение для дальнейшей обработки. После сравнения полученного изображения с исходным (линии горизонта, кратеры, характерные особенности рельефа и т.д.), мы можем утверждать, что исходное изображение было получено из точки, которая была использована для моделирования.

Программное обеспечение, разработанное для искусственного моделирования панорам и определения элементов внешнего ориентирования изображений

Работы по современной цифровой обработке архивных лунных панорам поддержаны грантом по проекту PRoViDE (Planetary Robotics Vision Data Exploitation, Grant Agreement № 312377), выполняемого в рамках Седьмой рамочной программы EC (FP7/2007-2013, Space). Коллектив лаборатории также выражает благодарность Российскому государственному архиву научно-технической документации (РГАНТД) за предоставленные для проведения исследований архивные материалы.

1. Первые панорамы лунной поверхности / Академия наук СССР.− М.: Наука, 1968.

2. Передвижная лаборатория на Луне Луноход-1. Т. 1, 2. – М.: Наука, 1971, 1978.

3. Basilevsky A.T., Florensky C.P., Ronca L.B. A possible lunar outcrop: study of Lunokhod-2 data. The Moon 17, 1977, 19-28.

4. Zelenyi L., Popovkin V. Russian solar system exploration program. Updated version. // The 4th Moscow International Solar System Symposium, 2013.

5. Козлова Н.А., Карачевцева И.П., Зубарев А.Э., Надеждина И.Е., Конопихин А.А., Коханов А.А., Патратий В.Д., Гаров А.С., Абдрахимов А.М., Оберст Ю. Новая цифровая обработка архивных лунных панорам для целей крупномасштабного картографирования и геоморфологического анализа поверхности Луны // Изв. ВУЗов. Геодезия и аэрофотосъемка. 2014. №2. С. 11-19. http://elibrary.ru/item.asp?id=21976808.