Аннотация результатов, полученных в 2024 году
Радиолокационные карты Луны существенно дополняют инфракрасные, видимые и ультрафиолетовые изображения информацией о шероховатости, количестве, распределении и составе материалов не только на поверхности реголита, но и в его толще. При этом радиолокационные сигналы сантиметрового диапазона позволяют зондировать реголит на глубину до нескольких метров, рассеиваясь на структурах сантиметрового масштаба. После отражения радиолокационного сигнала от гладких участков поверхности направление его круговой поляризации меняется на противоположное, а в случае диффузного рассеяния на шероховатых поверхностях или на грудах каменей направление поляризации сохраняется. Эти поляризационные составляющие эхо-сигнала принято называть зеркальной и диффузной соответственно, а отношение мощностей диффузной составляющей эхо-сигнала к зеркальной (CPR – Circular Polarization Ratio), позволяет судить о физических характеристиках исследуемой области. За отчетный период были получены новые радиолокационные карты зеркальной и диффузной поляризационных составляющих, а также карта распределения CPR эхо-сигналов видимой стороны Луны на длине волны 4.2 см. Карты охватывают южный полярный район от полюса до 50 параллели южной широты со средним пространственным разрешением 90 м на пиксель. На сегодняшний день это самые полные и подробные радиолокационные карты поверхности Луны на длине волны 4.2 см. Карты построены на основе радиолокационных изображений, полученных с использованием 64-метровой антенны «ТНА-1500» Центра космической связи ОКБ МЭИ «Медвежьи озёра» и 13.2-метровых радиотелескопов «РТ-13» в обсерваториях «Светлое» и «Зеленчукская» ИПА РАН. В работе был применен оригинальный метод привязки радиолокационных изображений к селенографическим координатам, учитывающий длительное время интегрирования эхо-сигналов. Сравнение результатов с оптической картой Луны LROC WAC и мозаиками постоянно затененных областей LROC NAC, показало, что радиолокационные карты на длине волны 4.2 см содержат скрытые на оптических изображениях детали лунной поверхности, находящиеся в реголите на глубинах до 1 метра или в постоянно затененных областях южного полярного района Луны. В частности, на радиолокационных картах были обнаружены четкие границы застывших потоков лавы, которые сформировались в результате ударного воздействия и последующего вытекания расплавленного материала за пределы центральной полости кратера Rutherfurd (Резерфурд). Такие структуры характеризуются сильным диффузным рассеянием эхо-сигнала и, соответственно, высокими значениями CPR, поскольку покрыты соразмерными длине волны излучения трещинами и неровностями, появляющимися в процессе их остывания. Также высокие относительно окружающей местности значения CPR, были обнаружены в окрестностях небольших молодых ударных кратеров, что связано с обилием измельченных камней, разбросанных по поверхности и скрытых в верхних слоях реголита. В случае, если ударное воздействие происходило под малым углом к поверхности, то обломки материала формировали направленный выброс из родительского кратера, который отчетливо выделяется на радиолокационных картах за счет диффузного рассеяния. На полученных радиолокационных картах были найдены области за границами постоянной тени, отсутствующие на оптических картах LROC, по причине недостаточного для оптических камер вторичного освещения. Помимо топографии затененных областей, радиолокационные карты дополняются распределением значений CPR, по которым можно судить о рассеивающих свойствах материалов, находящихся в тени. Например, аномально высокие значения CPR, связанные с сильным когерентным обратным рассеянием эхо-сигнала, наблюдаются у низкотемпературных льдов в постоянно затененных приполярных областях Меркурия, поэтому участки постоянно затененных областей на Луне с наибольшими значениями CPR являются потенциальными кандидатами для поиска водяного льда в южном полярном районе Луны. При всем этом оптические мозаики имеют лучшую детализацию поскольку собраны из тысяч отдельных фотографий, сделанных камерами LROC под разными углами в течение длительной работы на окололунной орбите, в то время как сопоставимые по разрешению радиолокационные изображения были получены с Земли за сравнительно короткие интервалы наблюдений. Таким образом, радиолокационные карты на длине волны 4.2 см и оптические мозаики LROC будут служить отличным дополнением друг другу при изучении геологической истории Луны, поиска ледяных отложений или выбора безопасных посадочных площадок при планировании будущих лунных миссий. Для доступа исследователей к радиолокационным картам, поляриметрическим и топографическим данным, полученным в результате выполнения проекта на сервере ИПА РАН был создан информационный веб-картографический сервис расположенный в сети Интернет по адресу http://luna.iaaras.ru/. Сервис реализован на базе настраиваемого интерфейса Lunaserv, поддерживающего изменение проекций радиолокационных карт и включение различных слоев и карт, в том числе глобальной оптической карты Луны LROC WAC. Развитие и поддержка сервиса, а также обновление данных планируется участниками и после завершение проекта.