Подтверждение образования
Сравнение систем координат советских лунных миссий и современных систем координат
Go to the English version of the site section
Начиная с подготовки запуска «Луны-15», координатное обеспечение лунных миссий опиралось на лунные карты LAC [Lunar Chart (LAC) Series], пожалуй лучший картографический продукт того времени (Рис. 1). Сегодня появилась возможность выяснить степень отличия советских координатных данных 40-50 летней давности (табл. 1) от современной системы координат и даже получить представление о точности «привода» КА в прицельную точку на Луне в середине прошлого века.
Таблица 1. Координаты артефактов советской лунной программы на поверхности Луны
* - сложное приземление космического аппарата, миссия не была осуществлена.
| Космический аппарат | Дата | Широта, ° | Долгота, ° | Место посадки |
|---|---|---|---|---|
|
Луна 15* Прицельная точка |
21.07.1969 | + 12.109° | + 12.109° | Море Кризисов |
| Луна 16 | 21.09.1970 | - 0°41' | +56°18' | Море Изобилия |
| Луна 17 | 2.09.1971 | +38°17' | - 35°00 ' | Море Дождей |
| Луна 18* | 2.09.1971 | +3°41' | 56°30' | Континентальный регион между морем Изобилия и морем Кризисов |
| Луна 20 | 21.02.1972 | +3° 32' | +56°33' | Континентальный регион между морем Изобиля и морем Кризисов |
| Луна 21 | 16.01.1973 | +25° 51' | +30° 27' | Море ясности (Crater le Monnier) |
| Луна 23* | 6.11.1974 | +12°41' | +62°17' | Южная часть Моря Кризисов |
| Луна 24 | 18.8.1976 | +12°45' | +62°12' | Южная часть Моря Кризисов |
Ко времени реализации миссии LRO (Lunar Reconnaissance Orbiter) международным сообществом были разработаны две совершенно новые прецизионные лунные координатные системы Mean Earth/Polar axis (ME) и Principal axis (PA). Координатная система ME служит для обработки высокоинформативных изображений лунной поверхности, получаемых с LRO). В ней учитываются временные изменения положения земной полярной оси. Для работы с физическими приборами на лунной орбите и астрономическими инструментами на Земле (например, с РСДБ), более удобной оказалась координатная система PA, связанная с главными осями инерции лунного тела [1, 2].
В лаборатории были рассмотрены отдельные аспекты проблемы, возникшей из-за неопределенностей в комплектах координатных данных советских космических объектов (артефактов), доставленных на лунную поверхность в 60-70 годах прошлого века (рис. 2). Предпринята попытка соотнести эту координатную информацию XX века (СССР (XX век)) с координатами артефактов, полученными в новейшей лунной системе координат ME (Mean Earth / Polar Axis). Прямое сравнение координатных данных двух систем (табл. 2), было подкреплено вычислением параметров связи этих систем и последующим (контрольным) трансформированием комплекта координат системы ME в систему СССР (XX век).
Таблица 2. Различия между координатами космических объектов (артефактов) в современной ME и применявшейся ранее в СССР системах координат
| Космический аппарат | Размицы между координатами космических аппаратов в системах ME (LRO) и СССР (XX век) | ||
|---|---|---|---|
| Широта, ° | Долгота, ° | Радиус-вектор, км | |
| Луна 16 | 0.1697 | 0.0642 | -0.555 |
| Луна 17 | -0.0416 | 0.0028 | -1.669 |
| Луна 18 | 0.1930 | 0.1550 | -2.095 |
| Луна 20 | 0.2568 | 0.0745 | -1.188 |
| Луна 21 | 0.1527 | -0.0422 | -2.480 |
| Луна 23 | -0.0169 | -0.1320 | -2.869 |
| Луна 24 | -0.0361 | 0.0131 | -2.874 |
| СКО | 0.151° | 0.087° | +2.15 |
Результаты выполненного соотнесения координатных систем позволяют утверждать, что плановые координаты (широта и долгота) системы СССР (XX век) согласуется с координатными величинами, полученными в системы ME в пределах (0,10-0,12)°. Абсолютные высоты (радиус-векторы) в системе координат СССР(XX век) существенно отличаются (до 2.8 км) от значений, полученных по данным лазерного альтиметра LOLA. Получены также первые представления о величинах сдвига вдоль соответствующих координатных осей и углах их взаимного разворота (табл. 3).
Таблица 3. Параметры связи двух лунных координатных систем, полученные в МИИГАиК
| Параметр | Значение | Accuracy estimate |
|---|---|---|
| Масштаб | 1.0019536 | 0.0008808 |
| Сдвиг вдоль оси X, км | -1.005 | 3.762 |
| Сдвиг вдоль оси Y, км | -1.633 | 2.340 |
| Сдвиг вдоль оси Z, км | 1.002 | 5.175 |
| Разворот вокруг оси X | 0°12`46”.648 | 0°05`32”.210 |
| Разворот вокруг оси Y | -0°00`57”.636 | 0°14`43”.021 |
| Разворот вокруг оси Z | 0°02` 37.089 | 0°06`43”.077 |
[1] «A Standardized Lunar Coordinate System for the LRO and Lunar Datasets, LRO Project and LGCWG White Paper, Version 5», 2008 October 1 (Version 5), Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Maryland, NASA // http://lunar.gsfc.nasa.gov/library/LunCoordWhitePaper-10-08.pdf
[2] Baldwin, RB 1963. The Measure of the Moon. University of Chicago Press.
Лист карты LAC 77 масштаба 1:1 000 000
Места посадки советских лунных миссий