|
Новая методика позволяет получать более точные карты Луны
|
|
|
|
Новое исследование, проведенное учеными Университета Брауна, может помочь по-новому взглянуть на то, как ученые наносят на карту поверхность Луны, делая этот процесс более упорядоченным и точным, чем когда-либо прежде. В исследовании ученых из Брауна Бенджамина Боутрайта и Джеймса Хеда, опубликованном в журнале Planetary Science, описываются усовершенствования метода картографирования, называемого "форма на основе затенения". Этот метод используется для создания подробных моделей лунного рельефа с указанием кратеров, горных хребтов, склонов и других опасных участков поверхности. Анализируя то, как свет попадает на различные поверхности Луны, это позволяет исследователям оценить трехмерную форму объекта или поверхности по совокупности двумерных изображений. Точные карты могут помочь планировщикам лунных миссий определить безопасные места посадки и области, представляющие научный интерес, что сделает работу миссии более плавной и успешной.
|
|
|
|
"Это помогает нам составить более полное представление о том, что там на самом деле", - сказал Боутрайт, научный сотрудник отдела наук о Земле, окружающей среде и планетах университета Брауна и ведущий автор новой статьи. "Нам нужно понять топографию поверхности Луны, где не так много света, как в затененных областях южного полюса Луны, на которые нацелены миссии НАСА "Артемида". - Это позволит автономному программному обеспечению для посадки ориентироваться и избегать опасностей, таких как большие камни и валуны, которые могут поставить под угрозу выполнение миссии. По этой причине вам нужны модели, которые отображают рельеф поверхности с максимально высоким разрешением, потому что чем больше деталей у вас есть, тем лучше". Однако процесс создания точных карт является трудоемким и имеет ограничения, когда речь заходит о сложных условиях освещения, неточной интерпретации теней и работе с изменчивостью рельефа. Усовершенствования исследователями Brown метода определения формы на основе затенения направлены на решение этих проблем.
|
|
|
В своем исследовании ученые описывают, как передовые компьютерные алгоритмы могут быть использованы для автоматизации большей части процесса и значительного повышения разрешения моделей. Новое программное обеспечение дает ученым, изучающим Луну, инструменты для создания увеличенных карт поверхности Луны, содержащих более мелкие детали, в гораздо более быстром темпе, говорят исследователи. "Для создания этих слоев информации требуется, чтобы изображения, которые вы используете, были идеально выровнены друг с другом, чтобы элемент на одном изображении находился точно в том же месте на другом изображении, но современные инструменты не позволяют просто сгруппировать их. из изображений получится идеальный продукт", - сказал Боутрайт. "Мы внедрили алгоритм выравнивания изображений, при котором он выделяет элементы на одном изображении и пытается найти те же самые элементы на другом, а затем выстраивает их в ряд, так что вам не нужно сидеть и вручную отслеживать интересные точки на нескольких изображениях, что отнимает много часов и мозговых усилий".
|
|
|
|
Исследователи также внедрили алгоритмы контроля качества и дополнительные фильтры, чтобы уменьшить отклонения от процесса выравнивания, — инструменты, позволяющие гарантировать, что выровненные изображения действительно совпадают, и удалять изображения, которые также не совпадают. Выбирая только те изображения, которые в конечном итоге можно использовать, это улучшает качество и снижает точность до субметрового разрешения. Скорость также позволяет исследовать большие площади поверхности, что увеличивает время создания этих карт. Исследователи оценили точность своих карт, сравнив их с другими существующими топографическими моделями, в поисках расхождений или ошибок в характеристиках лунной поверхности. Они обнаружили, что карты, созданные с использованием их усовершенствованного метода определения формы на основе затенения, были более точными по сравнению с картами, полученными с помощью традиционных методов, и показывали более тонкие особенности и вариации рельефа лунной поверхности. Для исследования исследователи в основном использовали данные лазерного высотомера Lunar Orbiter и камеры Lunar Reconnaissance Orbiter, приборов на борту аппарата NASA Lunar Reconnaissance Orbiter, который находится на орбите Луны с 2009 года.
|
|
|
|
Ученые планируют использовать свое усовершенствованное программное обеспечение для создания лунных карт, и они надеются, что другие также будут использовать его в своих работах по моделированию. Вот почему они использовали алгоритмы с открытым исходным кодом для создания этого инструмента. "Эти новые картографические продукты значительно лучше того, что мы использовали при планировании геологоразведочных работ во время миссий Apollo, и они значительно улучшат планирование миссий и научную отдачу от Artemis и роботизированных миссий", - сказал Хед, профессор геологических наук в Брауне, который работал в программе Apollo. Исследователи надеются, что новый инструмент повысит нынешний интерес к науке и исследованию Луны в НАСА и космических агентствах по всему миру. "Сделав эти инструменты доступными для всех, можно получить огромное количество информации", - сказал Боутрайт. "Это равноправный способ заниматься наукой".
|
|
|
|
Источник
|
