نقشه برداری سیاره ای
[h=2]مقدمه
بیش از هفتاد و دو هزار خط تراز از ماه، شانزده میلیون خط تراز از سیارک اِروس 1 و بیش از ششصد میلیون خط تراز از مریخ، به عنوان داده های ارزشمند نقشهب رداری، راه را برای اكتشافات آینده بشر هموار كرده است. در مورد مریخ، دقت موقعیت سنجی در نقشه هایی كه توسط فضاپیمای نقشهب ردار سراسری مریخ و با بهره گیری از ابزار ارتفاع سنج لیزری مدارگرد مریخ 2 آن تهیه شد، حدود یك متر شعاعی و صد متر افقی بود. این در حالی است كه تصاویر ارسالی ابزار مسافتی اب لیزری پروژه نیِر 3 در كاوش سیارک ها از سیارک اروس، دقتی معادل ده متر در داشته است. از نزدیكترین همسایه زمین، ماه، به z و y ،x سه راستای دلیل چگالی كم و مشكلات فنی نقشهب رداری، به مراتب كم دقت ترین اندازه گیری های توپوگرافی انجام شده است كه حدود یك متر شعاعی و بیش از یك كیلومتر افقی خطای تخمینی دارد. در مورد زمین هم، اگرچه محاسبات در مورد پستی و بلندی سطوح با به كارگیری تجهیزات گوناگون با دقت های مختلف به طور دقیق صورت می گیرد، نقشه برداری از بستر اقیانوس ها با دقت بسیار كمی امكان پذیر است.
در این مطالعه، پیشرفت هایی كه در فهم و تحلیل مقاطع ارتفاع سنجی (آلتیمتری) مریخ و سیارک اروس به دست آمده است، بررسی می شود. در زمان پرتاب نقشه بردار سراسری مریخ ( 1996 )، دانش نشانه روی فضاپیما محدودیت اساسی به شمار می رفت، در صورتی كه در مورد پروژه نیِر -كه برای كاوش سیارک های نزدیك به زمین پس از نقشه بردار سراسری مریخ آغاز شد.
[h=2]توپوگرافی كره خاكی ما
تصاویری كه اینجا نشان داده شدها ند، به طور تقریبی توپوگرافی كره زمین را نشان می دهند. شاید زمین به دلیل اینكه برخلاف اجرام سماوی دیگر از آب پوشیده شده است، یكی از مرموزترین اجرام از نظر توپوگرافی باشد. در این رابطه باید اذعان كرد كه عمق سنجی در برخی نواحی اقیانوس آرام به واقع دقیق نیست. در بسیاری از موارد، عمق سنجی ها در این نواحی بر اساس میدان های گرانشی ماهوارها ی با دقت ترازی حدود ده كیلومتر در افق و دقت عمودی بین صد تا هزار متر تخمین زده شدها ند. ماموریت آبِس 4 مجهز به ارتفاع سنج راداری پیشرفته، اطلاعات ما در رابطه با پستی و بلندی های كف اقیانوس ها را به طور قابل ملاحظه ای بهبود خواهد بخشید.
مسافت یاب لیزری كلمنتاین 5 طی دو ماه عملیات، بیش از 72000 خط تراز از سطح ماه ارسال كرد. این خطوط تراز با دقتی معادل صد متر، اولین نقشهب رداری سراسری از ماه را در چارچوب مركز حجم هدف در اختیار دانشمندان قرار دادند. در آن زمان، تجهیزات نشانه روی از چند دهم درجه كارآتر نبودند كه این امر، موجب ایجاد خطاهای اساسی در محاسبات می شد. افزون بر این، امكان پوشش كافی برای ارسال تصاویر بدون سایه هم وجود نداشت و در عوض، از تصاویری كه دوربین های مدارگرد آپولو فرستاده به دست آمده بود، برای ایجاد رنگ زمینه استفاده شد.
استفاده از یك سامانه ردیاب نور، مانند تجهیزات LVIS(که در هواپیماها استفاده می شود) یا ارتفاع سنج های ردیاب تك فوتون ها، توانست طی یك سال عملیات نقشه برداری، نقشه ای با وضوح 5 تا25 متر و دقت عمودی در حد سانتیمتر تولید كند. در این میان، امكان ردیابی و پهنای باند دورسنجی چالش های بزرگتری نسبت به قدرت لیزر و دیرپایی آن ایجاد می كند.
[h=2]ارتفاع سنجی لیزری یا راداری؟
با آنكه سیاره زهره هرگز با یك ارتفاع سنج لیزری اندازه گیری نشده، شكل كلی آن به طور مناسبی توسط ارتفاع سنج راداری ماژلان 6 به دست آمده است. در این مورد، حد توپوگرافی حدود 14 كیلومتر بوده كه در مقایسه با موارد مشابه در سیارک اروس ( 15 كیلومتر)، ماه ( 16 كیلومتر)، زمین (19كیلومتر)، مریخ (29.5کیلومتر)نسبتاً قابل قبول است. سیاره عطارد تقریباً ناشناخته است، اما نیمكره شمالی آن به زودی با ارتفاع سنج راداری فضاپیمای مسنجر ترازیابی خواهد شد.
توپوگرافی سطحی كره زمین هم با استفاده از رادار و هم لیزر امكانپذیر است، اما اندازه گیری دقیق سراسری زمین در مقیاس دسی متر توسط ارتفاع سنج لیزری علوم زمین شناسی 7 در حال انجام است. این مأموریت یك چارچوب مرجع كارتوگرافی جهانی دقیق در اختیار دانشمندان قرار می دهد.
[h=2]مدل کارتوگرافی IAU2000 برای مریخ
توپوگرافی مریخ توسط ارتفاع سنج لیزری مدارگرد مریخ، با دقتی حدود یك متر و صد متر افقی، با محدودیت دقت خطوط تراز0.4 و پوشش 150 متری لیزر به دست آمده است. تحلیل های ویژها ی برای تعیین خطا در نواحی نزدیك قطب ها به كارگرفته شد. پس از همسازی، نقطه گذاری به اندازه كافی برای تصویر عوارض قطب ها با مقیاس حدود 150 متر در هر پیكسل دقیق می شود.
مدل كارتوگرافی روی مریخ باIAU2000 قطبی و مدل حركت وضعی تعیین می شود. این مدل با ردیابی سطحن شین های وایكینگ و پت فاندر،ارتفاع سنج لیزری مدارگرد مریخ و تصاویر تهیه شده از دهانه Airy-0 مریخ توسط دوربین مدارگرد مریخ محدود شده است. مقدار خطا در موقعیت كلی دهانهAiry-0 در مریخ، حدود 55 متر در مختصات بدنه است.
منبع:ISA.ir
[h=2]مقدمه
بیش از هفتاد و دو هزار خط تراز از ماه، شانزده میلیون خط تراز از سیارک اِروس 1 و بیش از ششصد میلیون خط تراز از مریخ، به عنوان داده های ارزشمند نقشهب رداری، راه را برای اكتشافات آینده بشر هموار كرده است. در مورد مریخ، دقت موقعیت سنجی در نقشه هایی كه توسط فضاپیمای نقشهب ردار سراسری مریخ و با بهره گیری از ابزار ارتفاع سنج لیزری مدارگرد مریخ 2 آن تهیه شد، حدود یك متر شعاعی و صد متر افقی بود. این در حالی است كه تصاویر ارسالی ابزار مسافتی اب لیزری پروژه نیِر 3 در كاوش سیارک ها از سیارک اروس، دقتی معادل ده متر در داشته است. از نزدیكترین همسایه زمین، ماه، به z و y ،x سه راستای دلیل چگالی كم و مشكلات فنی نقشهب رداری، به مراتب كم دقت ترین اندازه گیری های توپوگرافی انجام شده است كه حدود یك متر شعاعی و بیش از یك كیلومتر افقی خطای تخمینی دارد. در مورد زمین هم، اگرچه محاسبات در مورد پستی و بلندی سطوح با به كارگیری تجهیزات گوناگون با دقت های مختلف به طور دقیق صورت می گیرد، نقشه برداری از بستر اقیانوس ها با دقت بسیار كمی امكان پذیر است.
در این مطالعه، پیشرفت هایی كه در فهم و تحلیل مقاطع ارتفاع سنجی (آلتیمتری) مریخ و سیارک اروس به دست آمده است، بررسی می شود. در زمان پرتاب نقشه بردار سراسری مریخ ( 1996 )، دانش نشانه روی فضاپیما محدودیت اساسی به شمار می رفت، در صورتی كه در مورد پروژه نیِر -كه برای كاوش سیارک های نزدیك به زمین پس از نقشه بردار سراسری مریخ آغاز شد.
[h=2]توپوگرافی كره خاكی ما
تصاویری كه اینجا نشان داده شدها ند، به طور تقریبی توپوگرافی كره زمین را نشان می دهند. شاید زمین به دلیل اینكه برخلاف اجرام سماوی دیگر از آب پوشیده شده است، یكی از مرموزترین اجرام از نظر توپوگرافی باشد. در این رابطه باید اذعان كرد كه عمق سنجی در برخی نواحی اقیانوس آرام به واقع دقیق نیست. در بسیاری از موارد، عمق سنجی ها در این نواحی بر اساس میدان های گرانشی ماهوارها ی با دقت ترازی حدود ده كیلومتر در افق و دقت عمودی بین صد تا هزار متر تخمین زده شدها ند. ماموریت آبِس 4 مجهز به ارتفاع سنج راداری پیشرفته، اطلاعات ما در رابطه با پستی و بلندی های كف اقیانوس ها را به طور قابل ملاحظه ای بهبود خواهد بخشید.
مسافت یاب لیزری كلمنتاین 5 طی دو ماه عملیات، بیش از 72000 خط تراز از سطح ماه ارسال كرد. این خطوط تراز با دقتی معادل صد متر، اولین نقشهب رداری سراسری از ماه را در چارچوب مركز حجم هدف در اختیار دانشمندان قرار دادند. در آن زمان، تجهیزات نشانه روی از چند دهم درجه كارآتر نبودند كه این امر، موجب ایجاد خطاهای اساسی در محاسبات می شد. افزون بر این، امكان پوشش كافی برای ارسال تصاویر بدون سایه هم وجود نداشت و در عوض، از تصاویری كه دوربین های مدارگرد آپولو فرستاده به دست آمده بود، برای ایجاد رنگ زمینه استفاده شد.
استفاده از یك سامانه ردیاب نور، مانند تجهیزات LVIS(که در هواپیماها استفاده می شود) یا ارتفاع سنج های ردیاب تك فوتون ها، توانست طی یك سال عملیات نقشه برداری، نقشه ای با وضوح 5 تا25 متر و دقت عمودی در حد سانتیمتر تولید كند. در این میان، امكان ردیابی و پهنای باند دورسنجی چالش های بزرگتری نسبت به قدرت لیزر و دیرپایی آن ایجاد می كند.
[h=2]ارتفاع سنجی لیزری یا راداری؟
با آنكه سیاره زهره هرگز با یك ارتفاع سنج لیزری اندازه گیری نشده، شكل كلی آن به طور مناسبی توسط ارتفاع سنج راداری ماژلان 6 به دست آمده است. در این مورد، حد توپوگرافی حدود 14 كیلومتر بوده كه در مقایسه با موارد مشابه در سیارک اروس ( 15 كیلومتر)، ماه ( 16 كیلومتر)، زمین (19كیلومتر)، مریخ (29.5کیلومتر)نسبتاً قابل قبول است. سیاره عطارد تقریباً ناشناخته است، اما نیمكره شمالی آن به زودی با ارتفاع سنج راداری فضاپیمای مسنجر ترازیابی خواهد شد.
توپوگرافی سطحی كره زمین هم با استفاده از رادار و هم لیزر امكانپذیر است، اما اندازه گیری دقیق سراسری زمین در مقیاس دسی متر توسط ارتفاع سنج لیزری علوم زمین شناسی 7 در حال انجام است. این مأموریت یك چارچوب مرجع كارتوگرافی جهانی دقیق در اختیار دانشمندان قرار می دهد.
[h=2]مدل کارتوگرافی IAU2000 برای مریخ
توپوگرافی مریخ توسط ارتفاع سنج لیزری مدارگرد مریخ، با دقتی حدود یك متر و صد متر افقی، با محدودیت دقت خطوط تراز0.4 و پوشش 150 متری لیزر به دست آمده است. تحلیل های ویژها ی برای تعیین خطا در نواحی نزدیك قطب ها به كارگرفته شد. پس از همسازی، نقطه گذاری به اندازه كافی برای تصویر عوارض قطب ها با مقیاس حدود 150 متر در هر پیكسل دقیق می شود.
مدل كارتوگرافی روی مریخ باIAU2000 قطبی و مدل حركت وضعی تعیین می شود. این مدل با ردیابی سطحن شین های وایكینگ و پت فاندر،ارتفاع سنج لیزری مدارگرد مریخ و تصاویر تهیه شده از دهانه Airy-0 مریخ توسط دوربین مدارگرد مریخ محدود شده است. مقدار خطا در موقعیت كلی دهانهAiry-0 در مریخ، حدود 55 متر در مختصات بدنه است.
منبع:ISA.ir