научная статья по теме 1.5-КИЛОМЕТРОВЫЙ КРАТЕР НА ПАНОРАМЕ ПОВЕРХНОСТИ ПЛАНЕТЫ, ПОЛУЧЕННОЙ АППАРАТОМ ВЕНЕРА-13 Астрономия

Текст научной статьи на тему «1.5-КИЛОМЕТРОВЫЙ КРАТЕР НА ПАНОРАМЕ ПОВЕРХНОСТИ ПЛАНЕТЫ, ПОЛУЧЕННОЙ АППАРАТОМ ВЕНЕРА-13»

АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ВЕСТНИК, 2014, том 48, № 6, с. 454-457

УДК 523.42

1.5-КИЛОМЕТРОВЫЙ КРАТЕР НА ПАНОРАМЕ ПОВЕРХНОСТИ ПЛАНЕТЫ, ПОЛУЧЕННОЙ АППАРАТОМ ВЕНЕРА-13 © 2014 г. Л. В. Ксанфомалити

Институт космических исследований РАН, Москва e-mail: ksanf@iki.rssi.ru Поступила в редакцию 26.02.2013 г.

В результате новой обработки архивных материалов телевизионного эксперимента, выполненного аппаратом Венера-13 в 1982 г. на поверхности планеты, удалось получить детальное изображение близко расположенного 1.5-километрового кратера. Особенности его структуры указывают, по-видимому, на его вулканическую природу. Все полученные раннее подробные изображения подобных образований составлялись только по данным орбитальной радиолокации и соответствуют размерам в десятки километров.

DOI: 10.7868/S0320930X14060036

ВВЕДЕНИЕ

В течение 32 лет, прошедших с выполнения миссии Венера-13, полученные в эксперименте панорамы поверхности Венеры остаются уникальными. В 2010—2012 гг. изображения удалось значительно улучшить с помощью современных средств их обработки. Полученные во время работы Венеры-13 изображения были представлены в печати комбинированием черно-белых и цветных панорам. Каждое изображение состоит из 1000 вертикальных строк с разрешением 211 пикселов в строке, 11 угл. мин каждый (Селиванов и др., 1983). Получение каждой панорамы с одновременной ее ретрансляцией через спутник Венеры занимало 13 мин. Таблица с привязками изображений по времени приведена в работе (Ксанфомалити, 2012а). При длительности развертки строки 0.78 с на передачу одного пиксела уходило 3.3 мс. Всего с помощью камеры 1 аппарата Вене-ра-13 было получено 11 полных панорам и 2 их фрагмента. В целях получения высокого разрешения близких объектов оси сканирующих камер были расположены под углом 50° к вертикали. Анализ фрагментов ближнего плана приводился в работах (Ксанфомалити, 2012а; 2012б). Вместе с тем, качество краевых частей панорам, где поле сканирующих камер достигало горизонта, оказалось вполне достаточным для отождествления крупного кратера, который остается единственным объектом такого рода, изображение которого получено непосредственно с поверхности планеты и который рассматривается в предлагаемой статье.

Орбитальное радиолокационное картирование поверхности Венеры (Head и др., 1992) позволило обнаружить значительное число кратеров

различных размеров. Первым результатам исследований с аппарата Magellan были посвящены специальные выпуски журналов Science, "Magellan at Venus" (1991, V. 252) и JGR, "Magellan at Venus" (1992, V. 97, E8, E 10). Из-за высокой плотности и протяженности атмосферы планеты кинетическая энергия метеоритных тел, как правило, рассеивается в атмосфере и достичь поверхности могут лишь немногие из них. Следы их на поверхности очень редки, а число известных метеоритных кратеров на Венере оценивается различно, от 200 до 1000. У значительно большего числа кратеров было установлено вулканическое происхождение (Romeo, Turcotte, 2009.

КРАТЕР У ГОРИЗОНТА НА ПАНОРАМЕ,

ПОЛУЧЕННОЙ С АППАРАТА ВЕНЕРА-13

Наряду с радиолокационным картированием, на панораме, полученной аппаратом Венера-13 непосредственно на поверхности Венеры, в обычном оптическом диапазоне обнаружен кратер гораздо меньших размеров, представленный в настоящей статье.

Аппарат Венера-13 (1982 г.) опустился в равнинном районе, в точке с координатами 7.5° S, 303.5° E. Расстояние D до горизонта (если считать поверхность Венеры в данной точке плоской):

D = [(R + AR + z)2 — (R + AR)2]1/2 = 3.3 км,

где R = 6050 км — радиус планеты, AR = 1.8 км — высота места в точке посадки, z = 0.9 м — положение оптического входа камеры над поверхностью в месте посадки. Соответственно, разрешение на горизонте составляет

r = pD = 10.56 м,

рис. 1. Левая часть изображения закрыта корпусом спектрометра (Мошкин и др., 1983).

На рис. 2 показан вид того же фрагмента после обработки. Геометрические искажения для панорам в целом рассматривались в (Ксанфомалити, 2012а). На рис. 1 и 2 искажения специально не устранялись, так как угловые размеры строк изображения невелики (38°) и относительное положение краевых частей изображения при исправлении практически не изменяется. Для визуально более удобного положения изображение достаточно просто повернуть. Отсутствующие на панораме боковые части заполнены на рис. 2 расфокусированными частями того же изображения. Кратер находится у горизонта и, если исходить из приведенных выше соотношений, имеет размеры около 1400—1500 м (в проекции на линию горизонта).

Кратер имеет частично разрушенный вал и представляет собой, по-видимому, очень старую геологическую структуру. Как видно из снимка, кратер, по-видимому, заполнен туманом, и внутренняя часть вала различается трудно, но на наиболее удачных изображениях в левой его части прослеживаются радиальные полосы. Никаких догадок о природе тумана пока нет. Желтый цвет тумана определяется просто условиями естественной освещенности на планете. Ярко-желтый цвет неба над горизонтом также присущ Венере, но, как отмечалось в (Ксанфомалити, 2012а; 2012б), яркость небосвода немонотонна. Неоднократные

Рис. 2. Вид кратера, восстановленный с помощью новой обработки панорамы Венеры-13. 3 АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ВЕСТНИК том 48 № 6 2014

Рис. 1. Краевая часть панорамы Венеры-13 с валом кратера у горизонта.

где угловой размер пиксела в = 3.2 х 10-3 радиана (11''). Строка изображения состояла из 211 пикселов и у горизонта покрывала 2.23 км. Краевая левая часть панорамы камеры 1 Венеры-13 в предварительно обработанном виде представлена на

456

КСАНФОМАЛИТИ

Рис. 3. Кратер окружен широким внешним валом, по-видимому, представляющим собой результаты многократных наложений застывших лавовых потоков на более старую поверхность.

изменения направления диффузной освещенности за интервалы времени около 10 мин отмечены на панорамах Венеры-9 и Венеры-13 (Ксанфомалити, 2012а; 2012 б), но вид кратера на последовательно полученных панорамах не меняется.

Более подробно кратер показан на рис. 3. Кратер опоясан широким внешним поясом (валом), образованным, по-видимому, многократными напластованиями застывшей лавы. Слева вал уходит за пределы изображения. Как можно видеть на рис. 3, передняя часть вала в 2—3 местах разрушена. Возможную реконструкцию событий предлагает рис. 4.

Рис. 4. Реконструкция событий, как их можно предположить на основе анализа панорамы Венеры-13.

В местах образовавшихся понижений вала возникали новые лавовые потоки, которые двигались по ранее застывшей поверхности. Расположение описываемых геологических деталей показано цифрами 1—4. Поверхность (1), находящаяся на первом плане на схеме расположения деталей кратера и его периферии, по-видимому, относится к наиболее старым объектам района. После возникновения на поверхности кратера 2, на нее наложились два широких, последовательно возникших застывших вала 3. Ориентировочные размеры внешнего вала — не менее 2.7—3 км. Интересны следы двух более поздних лавовых потоков 4, которые возникали у разлома вала справа и, по-видимому, налагались или взаимно пересекались. Таким образом, можно заключить, что до застывания лавовые потоки 3 и 4 растекались на расстояние до 1 км. В других частях панорам, полученных с Венеры-13, охватывающих 360°, подобных объектов нет. Исходя из предложенной реконструкции, можно предполагать, что кратер действительно имеет вулканическую природу. Согласно признакам, приводимым в работе (Head и др., 1992), также наиболее вероятно вулканическое происхождение кратера.

ОБСУЖДЕНИЕ

Следует отметить, что первоначально автор предполагал, что объект на рис. 1—3 представляет широкую долину, заполненную туманом, а интерпретацию объекта как кратера впервые предложил д.ф.-м.н. А.В. Захаров при обсуждении руко-

АСТРОНОМИЧЕСКИИ ВЕСТНИК том 48 № 6 2014

писи. Достоверно судить о природе и происхождении самого кратера, исходя из представленного фрагмента панорамы, можно лишь с известной осторожностью. Вулканических кратеров на Венере известно много, ударных мало. Первое из этих предположений представляется более вероятным, так как на снимке отсутствуют характерные следы выбросов от ударных кратеров, наблюдающихся на планете (Ivanov и др., 1992). Во всяком случае, поверхности типов 1 и 3 на рис. 4 морфологически заметно различаются. По сравнению с орбитальной радиолокацией, снимки объектов километрового масштаба, сделанные на поверхности Венеры, помимо очевидных достоинств в разрешении, обладают определенными преимуществами и в исследовании эволюции планеты по морфологическим признакам. Предельное разрешение на изображениях, полученных в миссии Magellan, составляло 300 м. Кратеры были классифицированы по размерам; к "промежуточным" были отнесены объекты размерами 40—70 км. Километровые кратеры оставались за пределами возможностей аппарата Magellan, поэтому объект на рис. 1—4 представляет особый интерес. Насколько можно судить, несмотря на их несопоставимые размеры, контуры и структура прорыва лавы через вал кратера таковы же, как у "промежуточного" кратера на рис. 3h в статье (Head и др., 1992). Предполагается, что из сопоставления с данными миссии Magellan (Head и др., 1992) можно сделать выводы о вероятном возрасте кратера.

Интересно отметить, что кратер привлек внимание геологической группы эксперимента сразу после получения панорам Венеры-13. Флоренский и др. (1983) писали: "На полученных панорамных изображениях видно, что СА Венера-13 совершил посадку в седловине между двумя низкими (несколько метров) пологосклонными холмами (см. левые края панорам)... За одним из этих холмов просматриваются контуры более удаленной и соответственно более крупной возвышенности." Этой возвышенностью оказался рассматриваемый кратер. Не удивительно, что Флоренский и др. (1983) его не увидели, так как они пользовались ранней обработкой изображений, где различить кратер было сложно. Согласно рис. 3, высота его вала может превышать 100 м.

Содержание панорам, полученных в миссиях "Венера", после обработки современными методами оказалось весьма информативным. Ревизия результатов непосредственных ис

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком