автореферат диссертации по истории, специальность ВАК РФ 07.00.10
диссертация на тему: Концепция картографирования тел солнечной системы в ее историческом развитии

Полный текст автореферата диссертации по теме "Концепция картографирования тел солнечной системы в ее историческом развитии"

РОССИЙСКАЯ АКАДЕЛШЯ НАУК ИНСТИТУТ ИСТОРИИ ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ И ТЕХНИКИ

На правах рукописи

ШИН ГАРЕВА Кира Борисовна

КОНЦЕПЦИЯ КАРТОГРАФИРОВАНИЯ ТЕЛ СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЫ В ЕЕ ИСТОРИЧЕСКОМ РАЗВИТИИ

(внеземные территории) Специальность 07.00.10 — история науки и техники

Диссертация на соискание ученой степени доктора физико-математических наук (в форме научного доклада)

Москва — 1992 г.

Работа выполнена в Московском институте инженеров геодезии, аэрофотосъемки и картографии.

Официальные оппоненты:

— доктор физико-математических наук, член-корреспондент РАН, В. К. Абалакин

— доктор физико-математических наук В. С. Кислюк

— доктор технических наук А. В. Постников

Ведущая организация: Государственный астрономический институт им. П. К. Штернберга

Защита диссертации состоится 28 мая 1992 г. в 15 часов на заседании разового Специализированного Совета ДР 003.11.90 при Институте истории естествознания и техники РАН по адресу: 103012, Москва К-,12, Старопанский пер., 1/5.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института истории естествознания и техники РАН.

Диссертация разослана « ¿2- » 1992 г.

Ученый секретарь Специализированного Совета

Б. М. Мариничев

Введение

Применение картографических методов для отображения информации о телах Солнечной системы имеет долгую историю. Первая из дошедших до нас рисованых карт Луны, составленная по наблюдениям еще невооруженным глазом, датируется примерно 1603 годом. Позднее с помощью телескопических наблюдений были составлены десятки карт видимой стороны Луны, делались попытки представить на картах поверхность Меркурия, Венеры, Марса . Этому, в част -ности, способствовало применение фотографии и развитие наземного телескопического фотографирования.

В последние десятилетия картография внеземных объектов получила мощный источник информации благодаря полетам космических аппаратов (КА) и космических кораблей (КК), производивших съемки поверхности небесных тел в самых различных масштабах (от 1:10 до 1:100 ООО ООО), с различным охватом территории (от локальных площадок до глобального охвата), с различным разрешением и в различных диапазонах спектра. Это привело к интенсивному составлению не только общегеографических карт поверхности, но и тематических карт различной направленности. В дальнейшем будем пользоваться земной терминологией с указанием конкретного небесного тела (например, геологическая карта Марса, геофизическая карта Луны и др.).

Использование картографических методов в планетных исследованиях позволяет, прежде всего, наглядно представить поверхность того или иного тела на карте или глобуса. Выбор картографической проекции определяет характер и величину искажений, сопровождающих это отображение. С учетом искажений можно получить предств .1-ление о взаимном расположении в пространстве тех или иных образований и их метрике, поскольку метричность является важнейшим

свойством картографических изображений. Созданные к настоящему времени карты поверхностей планет и спутников позволяют проводить картометрические исследования, получать характеристики распределения различных форм рельефа, выявлять соотношения между глобальными образованиями и т.п.

Тематические карты тел Солнечной системы служат теми хра -нителями информации, на которых наиболее наглядно отображаются научные данные, получаемые методами астрофизических, геолого-морфологических, геофизических, геохимических, геодезических исследований. Изучение пространственного распространения того или иного явления на поверхности небесного тела помогает обна -ружить корреляции между группировками явлений и особенностями отдельных областей, а также между группировками явлений, отно -сящихся к различным категориям. В результате анализа обнаружи -ваются корреляционные зависимости поверхностного и внутреннего строения небесного тела. Используемые для этих целей карты-основы позволяют выполнять привязку специальной информации к реальному рельефу.

Помимо неоспоримого значения карт небесных тел для отображения различного рода научной информации, они также играют важную роль при решении прикладных задач, в частности, при обеспечении космических полетов и научных экспериментов. При этом, как правило, требуются не только отдельные карты, но и серии карт различного назначения и различных масштабов.

В качестве одного из примеров картографического обеспече -ния космического эксперимента можно привести подготовку полетов к Луне КК серии "Аполлон". Поскольку запуски к Луне имеют, как известно, гораздо больше баллистических и энергетических огра -ничений, чем запуски на околоземную орбиту, предварительные программы полетов должны предусматривать различные варианты

достижения научных целей и допускать корректировку программ даже в ходе самого полета. С учетом этих обстоятельств для обеспечения полета КК "Аполлон 8" было специально создано около 100 различных листов карт. Для полета КК."Аполлон II" было из -готовлено 150 листов карт и карт-диаграмм. В комплект входили, в частности, навигационные карты, топографические карты с лун -кыш опознаками, специальные посадочно-взлетные карты, карты для запасных районов посадки и др.

Представление о картографической изученности тел Солнечной системы, а именно планет, их спутников, комет и астероидов можно получить из таблицы I. В ней показаны основные виды картог -рафических произведений, систематизирующих и обобщающих результаты космических исследований: наличие фотокарт и фотопланов, общегеографических и тематических карт, а также атласов и гло -бусов. Как следует из таблицы, применительно к планетам земной группы созданы (за небольшим исключением) все виды картографи -ческих произведений. Что касается планет-гигантов и их спутни -ков, то здесь пока можно говорить только о картографировании ртдельных спутников и то частичном. К настоящему времени уже предпринимались попытки картографирования ядра кометы Галлея и ряда астероидов. Полностью отсутствует картографическая инфор -мация'о системе Плутон - Харон.

Существенный вклад в развитие планетной картографии внесли исследования, проводившиеся в смежных областях. Если в докосми-ческий период здесь, прежде всего, следует упомянуть астрометрию, геодезию и небесную механику, то в переходный и особенно в космический период все более важную роль начинают играть фотограмметрия и астрофизика.

Тем не менее, накопленные за последние три десятилетия данные о строении поверхностей планет и спутников Солнечной си-

Таблица I

Вид Изображения ;небесных „ тел 1 1 ! Кар т ы ' « II ¡Атласы ,-п.,. ;

¡Небесные ;тела 1 продукции !Топо-!общеге-1 планы1ографи- ! !ческие | » !тема-!фото- !карто-!бу- ! !тиче-!графи-!графи-!сы ! !ские !ческие!ческие! ! <1 1 II

Меркурий** + - + + + + -

Венера + + + + + +

Земля + + + + + + +

Луна + + + + + + +

Марс + + + + + + +

Фобос + - + + + - +

Деймос + - + - +

Астероидыш + - + - - - -

Юпитер + - - - _

Спутники*** + - + + _

Сатурн + - - - -

Спутники*** + - + + - - -

Уран + - - - - - -

Спутники*** + - + + - - -

1 зптун + - „ - - - - -

Спутники*** + - + + -

Плутон Харон + + _ : _ _ _ _

Ядра комет*** + - + + _

х Дтя получения изобоажения использовались различные метопы съемок (фотографические, телевизионные, радиолокационные и др.;.

х) Неполный охват территории.

xxx

'пильные тела, нсполнь.-П охват территории

стемы, прогресс в разработке математической основы карт, создании фундаментальных опорных каталогов, связанный со спецификой отображения фигур ряда небесных тел, и большой объем информации по физическим характеристикам свойств поверхности небесных тел дают возможность систематизации и анализа результатов планетного картографирования и, как следствие, попытку формулирования общей концепции планетной картографии и рекомендаций по ее да -льнейшему развитию, включающих всю совокупность проблем картографирования, способов отображения и др.

Очевидно, что всесторонее раскрытие этой темы предполагает знакомство с широким спектром вопросов, затрагивающих как саму планетную картографию, так и многие смежные направления. Автор с 1965 года принимал непосредственное участие в работах по планетной картографии; Сначала в отделе физики Луны и планет Государственного астрономического института им.П.К.Штернберга под руководством Ю.Н.Липского (обработка результатов съемок АМС "Зонд 3", создание первой Полной карты и глобуса Луны и др.), затем с 1967 года по 1977 год в Институте космических исследо -ваний РАН под руководством К.П.Флоренского и А.А.Гурштейна, а с 1977 года и до настоящего времени в группе по планетной картографии комплексной проблемной лаборатории Московского института инженеров геодезии, аэрофотосъемки и картографии, совместные работы с которым были начаты автором еще в 1973 году (обработка материалов съемок, переданных с "Лунохода 2", составление пер -вой отечественной карты Марса). В середине 80-х годов творчес -кое содружество упомянутой группы по планетной картографии су -щественно расширилось в связи с разработкой двух комплексных атласов, а именно "Атласа планет земной группы и их спутников" и "Комплексного атласа Луны". Работы этого периода велись автором в тесном контакте с коллективами ГАИШ, ИФЗ РАН, ГАО Украин-

ской АН, ИПМ РАН, ИИЕиТ РАН, АО ХГУ, ААО Грузинской АН. Эти исследования имели в виду также серьезную разработку проблем истории планетной картографии.

В настоящем докладе сформулирована концепция картографиро -вания тел Солнечной системы в ее историческом развитии. В связи с этим представлена сводка результатов по истории планетной картографии и становление ее на современном этапе при непосредственном участии автора. Автором предложена периодизация планетной картографии с выделением основных этапов в каждом периоде, охарактеризована картографическая изученность тел Солнечной системы, сделан анализ текущего состояния картографирования в отношении масштабного ряда, компоновки и разграфки карт, планетной номенклатуры, разработана классификация карт, рассмотрена эволюция математической основы, в том числе поверхностей относимости и опорных каталогов, особенностей выбора масштабов, компоновок карт, выбора и изыскания картографических проекций; различающихся по . характеру искажений и оптимально удовлетворяющих назначению карт, разработки для аппроксимации тбл несферической формы в виде двухосного и трехосного эллипсоидов, а также проекций для карт регионов, перспективных для космических исследований,.в том числе для посадки космических кораблей, создание специфической серии бланковых карт и использование их в качестве карт-основ при тематическом картографировании небесных тел. Также рассмотрена концепция создания общегеографических и тематических карт небесных тел, вопросы атласного картографирования тел Солнечной.системы, в том числе разработка программ и проектирование комплексных атласов, которые находят применение как у специалистов смежных областей знаний, при повышении общеобразовательного уровня, так и при ин-.^нерных разработках, связанных с проектированием,лунной базы и разработкой программы исследований Марса. Следует подчеркнуть,

что картографические методы способствуют как изучению самих не бесных тел, так й Земли в сравнительно-планетологическом аспекте.

Таким образом, в цели настоящей работы входило:

1. Разработать концепцию картографирования тел Солнечной системы

в ее историческом развитии и сформулировать прогноз на бу, ущее.

2. Проанализировать историю развития планетной картографии и предложить обоснованную периодизацию.

3. Охарактеризовать текущее состояние картографической изученности тел Солнечной системы и выдать рекомендации по развитию планетной картографии.

4. Проследить эволюцию и перспективы дальнейшей трансформации математической основы карт небесных тел, в частности, тел существенно несферической формы.

5. Выявить особенности содержания карт небесных тел и срчзаннуи с ним специфику отображения его на картах.

6. Сформулировать концепцию создания общегеографических и тематических карт тел Солнечной системы и на этой основе принципы атласного картографирования небесных тел.

Актуальность данной работы следует из опыта организации и осуществления космических полетов к телам Солнечной системы, которые однозначно показали, какую важную роль играет картографическое обеспечение полетов. В то же время для интерпретати результатов космических исследований существенную помощь оказывают те -матические карты. Развитие тематического картографирования способствует пониманию закономерностей распределения физических свойств поверхности, их корреляций, выбору регионов, перспективна тс для исследований, а также последующему освоению этих территорий.

Научная новизна. Впервые предложена периодизация истории пла-

нетной картографии, причем акцент сделан на новейшем периоде. Проанализирована история создания карт и выполнена систематизация данных по картографической изученности планет и их спутников. Выработаны рекомендации го развитию планетной картографии в'будущем. Последовательно рассмотрена эволюция математической основы небесных тел. Особое внимание уделена разработкам, связанным с карте -графированием поверхностей небесных тел, форма которых существен-ло отличается от сферической. Впервые для этих гелей использован трехосный эллипсоид. Разработаны проекции для карт регионов, перспективных для исследований. На основе научных данных в их историческом развитии впервые сформулирована концепция создания общегеографических и тематических карт в применении к планетам и спутникам и на ее основе осуществлена разработка программ, проекти-рэва; :е и составление комплексных атласов небесных тел.

Апробация работы. Материалы диссертационной работы докладывались на ХУ, ХУ1, ХУШ, XIX Гагаринских чтениях по авиации и космонавтике (1983, 1984, 1988, 1990 гг.), на Всесоюзных совещаниях по Луне (1990г., Абастумани ; 1982 г., Москва; 1984 г., Москва; 1986 г., Киев), на Всесоюзной картографической конференции "Картограф.¡я в эпоху НТР" (1986 г., Москва), на расширенных пленумах секции истории астрономии СНОИФЕТ (198Ь г., Абастумани; 1987 г., Молетай ; 1988 г., Рига), на пленуме секции "Солнечная система" : Астросовета АН СССР (1990 г., Ленинград), на ХХУШ сессии КОСПАР (1990 г., Гаага), на 12-м и 13-м советско-американских симпозиумах по сравнительной планетологии (1990, 1991 гг., Москва), на ХХУ1 сессии чтений К.Э.Циолковского (1991 г., Калуга). Доклад автора "Концепция картографирования тел Солнечной системы в ее историческом развитии (внеземные территории)" был заслушан в 1991 -

992 гг. на семинарах в ИИЕиТ РАН, ИЖГАиК, ГАИШ МГУ, а также на' Боосоконом совещании по Луне в CAO РАН С1ЭЭ1 г., Зеленчук).

Основные результгты работы послужили для разработки кониеп-

ции картографирования тел Солнечной системы в ее историческом

развитии и прогноза дальнейшего развития работ в этой области.

1. Впервые предложена и обоснована периодизация истории становления планетной картографии. Выделены три периода: докосмический, переходный и космический с соответствующими этапами.

2. Выполнена систематизация и анализ работ и картографических произведений по планетной картографии, сделаны выводы о состоянии картографической изученности небесных тел в указанные периоды.

3. Выполнена классификация карт для тел Солнечной системы и обоснована система оптимальных масштабов карт.

4. Охарактеризовано состояние планетной номенклатуры и составлены перечни названий в русской и латинской транскрипции для "Атласа планет земной группы и их спутников".

5. В итоге изучения основных этапов эволюции математической основы карт небесных тел выполнен сравнительный анализ разнообраз-

' их

ных картографических проекций, сделаны выводы об использовании, а также о компоновках и разграфках карт.

6. Разработаны проекции, приспособляемые к контуру картографируемой территории, применение которых целесообразно при отображении внеземных территорий, перспективных для комплексных планетных исследований, а также при решении практических задач кос-« мических исследований.

7. Впервые в качестве поверхности относимости использован трехосный эллипсоид (при создании карты и глобуса Фобоса). Применена равноугольная цилиндрическая проекция трехосного эллипсоида и специальная глобусная проекция трехосного эллипсоида.

8. Сформулированы основные этапы методики создания общегеограф1 -ческих и тематических карт тел Солнечной системы в различные периоды.

9. Разработана и апробирована методика создания бланковых карг, используемых как в качестве самостоятельных карг, так и в качестве карт-ослов при картографировании небесных тел.

10. Вшолнено впервые соо-авление тематических карт небесных тел по не ым направлениям (карта распределения нестационарных я а-- . лений на видимом полушарии Луны, карга эшщентров сейсмичес- -кой активности Луны, карты плотности распределения опорных точек на Меркурии, Марсе и Луне).

11. Выделены три типа атласов, для которых разработаны методики . определения математической основы, содержания, способов отображения информации и оистем условных знаков, а также этапность создания атласов по мере накопления информации.

12. Предложен комплексный подход при разработке программ и проектов атласов тел Солнечной системы, который продемонстрирован на примере создания "Атласа планет земной группы и их спутников"

и "Комплексного атласа Луны". Разработана концепция и выполнены все исследования и практические работы по созданию серий ■ карг различной тематики и назначения, вошедших в эти атласн.

На основе выполненных исследований созданы тематические и об-щегеогр $ические карты поверхностей различных небесных тел (например, карты ¿¡арса, Луны, Фобоса).

Автор выражает глубокую благодарность. Л.^.Бугаевскому, Б,В. ' • ^расноповцево'4, Г.С.Григорьевой С.ЗМГАиК) за'творческое содружество на основных этапах работы, А.АЛурштейну (ИИЕиТ РАН) за посто-' янные консультации в области космических исследований, ;,1.Я.:.1арову, К.Л.Рускол, ¡З.Б.Шевченко, Е.Ф.Родионовой, Е.А.Ераиштэну, В.П.Белову, Б.В.Бровару, В.П.Цолосухииу, за творческое общение, E.JC. "левой, Л.Л.Коцошшшу, К.И.Кондрацкой, II.Л.Кузьминой, Л.А.Курчонка Л.С.Оре^июи, И.П.Словохотоео;';, Г.В.Тоболлну, О.Д.Родэ,1 A.II.Юзе-

фовичу, В.В.Рябчиковой, Н.И.Гончаровой, Г.Н.Щербининой за помо'ць в работе, сотрудникам лаборатории сравнительной планетологии ГЕОХИ РАН за предоставление необходимых материалов.

Автор всегда будет признателен Ю.Н.Липскому, под руководством которого им были сделаны первые шаги в области картографирования планет, К.П.(Флоренскому, общение с которым оказало глубокое влияние на всю его последующую работу, Л.А.Вахрамеевой, оказывавшей большую моральную поддержку, а также И.Ю.Васютинскому, всегда с пониманием относившемуся к работам, связанным с планетной картографией.

I. История становления планетной картографии

Наиболее древними объектами картографирования явлш. :ся собственно Земля и звездное небо. История их картографического изучения насчитывает не одно тысячелетие. В основе лежит путь от образных схематических эскизов, служивших для запоминания, к современным картам, базирующимся на передаче метрических свойств пространства (Салищсв, 1975).

Изучение картографическими методами внеземных территорий, в частности, тел Солнечной системы (за исключением Земли) насчитывает всего несколько столетий. При этом наиболее ощутимые результаты относятся к Луне и приходятся главным образом на три последних десятилетия. Следует огоаориться, что в данном случае внеземными территориями являются поверхности твердых тел, а именно планет земной группы, их естественных спутников, спутников планет -гигантов, астероидов, ядер комет (Краснопевцева, Шингарева, 1991). В дальнейшем не будут рассматриваться карты звездного неба (звездных скоплений, туманностей, галактик и др.), карты планетных атмосфер (метеорологическая картография), карты фотосферы Солнца л др. Вопросу картографирования Земли будут затрагиваться лишь при

необходимости увязки с внеземной планетной картографией.

Поскольку многие компоненты, которые закладываются в основу картографических произведений (например, геометрические и динамические фигуры, физические свойства поверхностей и др.), семи уже долгое время являются предметом обширных исследований, в дальнейшем будем их касаться только в связи с решением конкретных картографических вопросов.

В истории картографирования тел Солнечной системы мы выделяем три принципиально отличных друг от друга периода, а именно ^космический, когда исследования велись только с земной поверх :ости, переходный, когда наряду с интенсивными наземными наблюдениями начиналось проникновение в космическое пространство средств космической техники, и космический, когда основную роль пи получении научной информации стали играть космические аппараты и космические корабли. Эти периоды существенно отличаются как по своим техническим возможностям, так и по профессионально^ составу непосредственных исполнителей, а главное по полученным результатам (табл.2). В каждом из периодов можно выделить ряд этапов.

1.1. Особенности объектов картографирования. К основным особенностям объектов картографирования, которыми в данном случае являются тела Солнечной системы, мы относим следующие:

- удаленность' от Земли самих объектов ;

- нерегулярность физических поверхностей ;

- особую роль физических параметров (альбедо, освещенность, вращение и др.) ;

- роль рельефа как основного доминирующего компонента нагру-

Э| ч ;

Таблица 2.

1й№8?ВаТ)ириьш111я Докасмачоский п Иерохоллгй m Kocr.uinccuüii х- до 1УьО г. 1ЬьО-1С6Эгг послс 1969 г.

Этапа

ка^1'огра.нлройа;ц1я_

а/.lía ось'ово пазсыних

наблюдений

аа/. Невооружшшш глазом

Толе enorme ских визуальных

аб/. ав/.

Тслоскогшчсскнх «¿отогрифичоских

ь oiiv;;4cic;cuM диапазона в других диапазонах

и Ajj/i ал /c-'UuLio

б/.На UGH013C :1спо;п.ииш

:;::я кос:,:лчсс:их средств

66/. Clüi.'jíu в олт;:чо-c:cxi ,и:алазопо

бв/.

Съсшси и других

СПОГЛ'раЛМШХ

диапазонах

- отсутствие антропогенных факторов;

- наличие специфических особенностей практически у каждого

тела.

Удаленность от Земли оказывает в той или иной мере влияние на изучение всех объектов Солнечной системы. Так, если,например, наземные наблюдения Луны могли быть использованы для создания лунных карт, то наблюдения Меркурия и Марса давали представле -ние лишь о примерном распределении альбодо для этих тел, а наб -людения Венеры - об изменениях атмосферы. Наблюдения же поверх -мости шобоса и Деймоса или спутников планет-гигантов были просто неосуществимы с Земли.

Фигуры небесных тел отличаются друг от друга иногда очень существенно. В ряде случаев в качестве поверхности относимости достаточно использовать поверхность шара или эллипсоида вращения, но нередко более целесообразно для них принимать не сферу или эллипсоид вращения, а трехосный эллипсоид вращения,

другие регулярные поверхности, что ставит новые задачи перед математической картографией, которая на пути решения этих задач сделала еще только первые шаги. Возможно также испо -льзование морфографических проекций.

Специфика небесных тел сказывается в наличии или полном отсутствии атмосферы, доступности для наблюдений (например, долго-периодические кометы и периоды пылевых бурь на Марсе, закрытость Венеры для наблюдений в оптическом диапазоне и др.).

В отношении рельефа, играющего главную роль в нагрузке карт небесных тел, выделяются как формы рельефа, встречающиеся на многих телах (например, кратеры), так и специфичные, характерные для одного тола (например, тессеры, хаосы и др.).

1.2. Докосмический период. К основным этапам докосмического

периода, как следует из табл.2, относятся наблюдения невооруженным глазом и зарисовки внешнего вида небесных тел, визуальные телескопические наблюдения, сопровождавшиеся рисовкой карт, те -лескопическое фотографирование и составление карт и атласов на основе фотографических материалов.

Луна ближе всех небесных тел к Земле и практически лишена атмосферы. Поэтому первые три этапа докосмичоского периода наи ~ более отчетливо прослеживаются именно в картографировании Луны. Карты Луны (точнее видимого с Земли полушария Луны), составленные по наземным наблюдениям, исчисляются десятками. Что касается планет земной группы, то из них Меркурий очень близко расположен к Солнцу, что существенно затрудняет его наблюдения с Земли; Марс значительно удален от Земли и окружен атмосферой, что препятствует изучению его поверхности с хорошим разрешением; спут -ники Марса - Фобос и Деймос - слишком малы, чтобы с Земли можно было наблюдать детали их поверхности. Наконец, Венера обладает столь плотной атмосферой, что наблюдения в оптическом диапазоне ничего не дают для картографирования ее поверхности. Поверхности прочих групп тел Солнечной системы (астероидов, спутников планет-гигантов, ядер комет) вследствие большой удаленности от Земли также не могут быть предметом картографирования с использованием наземных методов. Этими причинами объясняется скромный вклад астрономических наблюдений в картографирование внеземных территорий (Шингарева, в печ.).

Тем не менее, попытки получить с Земли карты других небесных тел предпринимались астрономами неоднократно и имеют свою историю ( йс £wen I 1936). Так, в картографировании Меркурия космического периода четко прослеживаются два этапа. Первый - создание карт, на которых все наблюдаемые детали относились к одному полушарие (Davits et ai , 1978). Координаты деталей на этих картах не

имеют реального смысла.. Однако именно несовпадение деталей на различных картах навело на мысль об отсутствии синхронности периодов движения. Второй этап начался после уточнения параметров движения планеты. На картах, созданных с учетом асинхрон-ности периода вращения планеты с периодом ее обращения вокруг Солнца, детали альбедо имеют привязку к реальному рельефу (Шингарева, Ромашина, 1980; Крупенио, 1981).

В картографировании Венеры докосмического периода выделяют этап наблюдений до открытия у планеты атмосферы, этап изучения ее атмосферы до космических полетов и этап наземных радио -локационных наблюдений. Открытие Ломоносовым у Венеры атмосферы, сравнимой с земной, и последовавшие за этим наблюдения Венеры, выполненные У.Гершелем в 1780 г. и И.Шретером в 1788 г., позволили утверждать, что наблюдавшиеся на диске планеты темные и светлые пятна отражают атмосферные явления и никак не связаны с деталями рельефа. Таким образом, выполненные ранее рисунки Дж. Д.1{ассини и карта Ф.Бьянкини представляют лишь исторический интерес (Мур, 1961). Радиолокационные же карты Венеры, построенн-ные по наземным наблццениям в радиодиапаэоне, в общих чертах согласовываются между собой достаточно хорошо и свидетельствуют о том, что Венере свойственно разнообразие форм рельефа. Этот вывод был впоследствии неоднократно подтвержден при радиол ока - -ционном картографировании планеты с орбит ИС8 ( к0Бегс ей а1 » 1974; Ватзеу ег а1 , 1974; Крупенио, 1981).

Первые попытки зарисовать поверхность Марса с помощью те -лескопа относятся ко второй половине ХУШ века (Уиппл, 1948). Последовавшие за этим два столетия отмечены появлением большого количества зарисовок, выполнявшихся опытными наблюдателями. В результате появились первые карты Марса, еще без координатной сетки, но на них уже четко прослеживалось деление поверхности

планеты на области трех типов, а именно: материковые, морские (равнинные) и полярные. Итогом этого периода в картографировании Марса явилась карта ДжОкиапарелли, который предложил, в частности, для наблюдаемых деталей: систему названий, существующую до сих пор ( Uoore f Cross , 1973). В 19*73 г. Международный астро -номический союз (MAC), как бы подводя черту наземным наблюдениям. Марса и стремясь упорядочить детали, наблюдаемые с Земли, выбрал карту Марса Г. де Моттони в качестве карты-основы для отображе -ния деталей альбедо, утвержденных специальной комиссией MAC.

Что касается спутников Марса - Фобоса и Деймоса, спутников планет-гигантов, астероидов, ядер комет, то в докосмический период говорить о картографировании их поверхности было вообще преждевременно.

Как уже отмечалось, в этом ряду Луна занимает особое место. Датировать начало наблюдений Луны невооруженным глазом не представляется возможным (Барабашов, Бронштэн и др., I960). С 1610 г. появляются изображения Луны, полученные на основе инструментальных наблюдений. Первыми в этом начинании явились Галилео Галилей, поместивший в своем "Звездном вестнике" ряд гравюр с изображением Луны, и Томас Харриот, наблюдавший Луну в тот же период и независимо от Галилея нарисовавший карту Луны, дав лунным деталям буквенные и цифровые обозначения (Ограут, 1965). Последовавшее совершенствование телескопической техники привело уже во второй половине ХУЛ века к заметным сдвигам В картографировании Луны. Для карт этого периода характерна возросшая детальность при отображении объектов поверхности, применение различных способов рисовки, упорядочение и оформление системы названий, в которяваж -ную роль сыграл Дж.Ричч--эли, наконец, передача на картах явления либрации. С середины ХУЛ века для лунных карт разрабатываются системы координат, рассчитываются проекции, карты снабжаются

координатной сеткой. Однако это по-прежнему однолистные, мелкомасштабные карты, передающие изображение видимого полушария Луны в целом в ортографической проекции. Многолистные карты Луны появляются только в XIX веке. При этом видимое полушарие делится на секции, и составляются все более детальные в отношении рельефа поверхности карты отдельных секций. В первой половине XX века все еще продолжается составление лунных карт по визуальным телескопическим наблюдениям, хотя одновременно происходит накопление на обсерваториях обширных фотографических материалов. Создаются первые опорные каталоги, уточняется координатная привязка деталей (Kopal , Carder , 1974). Фотографирование Луны, начатое на стыке XIX и XX веков, привело к созданию целого ряда фотографических атласов и отдельных карт, подготовленных на различных обсерваториях мира (Шингррева, 1973; Родионова, 1978). Русский исследователь Ф.Ф.Петрушевский предложил план физического изучения Луны, который по смыслу был планом подготовки тематического картографирования отдельных физических характеристик ее поверхности (Пономарев, 1988). Следует отметить, что атласы и карты Луны, составленные по результатам наземных наблюдений, не потеряли своей актуальности и в настоящее время.

Таким образом, на протяжении более чем трех столетий астрономических наблюдений в деле картографирования небесных тел был достигнут определенный прогресс. В случае Луны этот вклад оказался наиболее весомым и сыграл свою роль в начале космических исследований. В других случаях это был путь заблуждений и ошибок (Меркурий, Венера). Тем не менее, все эти попытки способствовали расширению и углублению наших знаний о телах Солнечной системы.

1.3. Переходный период. Конец 50-х годов XX столетия был отмочен заметной активизацией планетных исследований, что не за-

медлило сказаться на развитии планетной картографии. Причинами, побудившими к этому астрономов, стали, с одной стороны, разработка американскими учеными программы высадки человека на Луну, которая, в частности, включала создание целого комплекса лунных карт по результатам наземных наблюдений, а с другой стороны, фотографирование в 1959 г. обратной-стороны Луны, впервые выполненное советской MC "Луна-3" и положившее начало использованию космических снимков в планетных исследованиях. В связи с этим мы выделяем в планетной картографии переходный период, когда параллельно интенсивно велось картографирование (в основном Луны) на основе наземных и космических материалов.

В качестве наземных материалов использовались коллекции негативов ведущих обсерваторий мира (Маунт Вилсон, Маунт Паломар, Лик-ской, Пик-дю-Миди), дополненные новыми сериями фотографий обсерваторий Мак Дональд и Йеркской.

В течение I960 - 1959 гг. была создана целая серия фотографических атласов Луны, а на'их основе затем - отдельные фотокарты, серии фотокарт, а также лунных топографических карт. Наиболее ценными следует считать четыре атласа, подготовленные под руководством Дж.Койпера в Луно-планетной лаборатории Аризонского университета. Содержание этих атласов, а именно: Фотографического, Ортог-рафического, Ректифицированного и Консолидированного предполага -

лось постоянно уточнять и расширять (Родионова, 1978).

ЖЗДЮчительно

Среди карт этого периода, опирающихся на результатьгназемно-го картографирования Луны, прежде всего следует упомянуть " Lanar Astronautical Chart " масштаба 1:1 ООО ООО, отображавшую на 44 листах'примерно 2/3 поверхности видимого полушария, и Apollo Intermediate Chart ,, „ т ппп

. " масштаба 1:500 ООО на 20 листах,

передававшую рельеф поверхности экваториального пояса на пределе возможностей земного разрешения. Обе эти карты сыграли важную роль в картографическом обеспечении космических полетов.

Одновременно в СССР по результатам космических съемок' были составлены карты-схемы обратной стороны Луны (Липский и др., 19'Л, 1967). В'1967 г. вышла "Фотокарта видимого полушария Луны" масштаба 1:5 ООО ООО, выполненная методом мозаичного монтажа фотогра-

фий. Карта была подготовлена сотрудниками ГАШ1 и Топогеодезичес-кой службы СССР под руководством Ю.Н.Липского. В том же году ГАИШ выпустил "Полную каргу Луны" масштаба 1:5 ООО ООО, при составлении которой использовались данные как наземных, так и кос -мических съемок. Практически этой картой, а точнее ее вторым изданием (19о9 г.) завершается переходный этап в лунной картогра -фии (Шингарева, 1973).

В дальнейшем при создании лунных карт средних и крупных масштабов, как правило, использовались материалы только космичес -ких съемок. Этот переходный период выделяется в основном для лунной картографии, поскольку карты других небесных тел, полу -ченные по результатам наземных наблюдений, в очень малой степени могли быть использованы при отображении деталей поверхности, о чем уже было сказано при характеристике докосмического периода.

Следует подчеркнуть, что наземные телескопические наблюде -ния Луны, в том числе фотографирование ее поверхности, естественно продолжаются, и коллекции обсерваторий пополняются новыми материалами, которые находят применение при комплексном изучении Луны. Однако их роль при картографировании поверхности в средних и крупных масштабах практически сведена к нулю.

1.4. Космический период. Космические съемки, проводившиеся' целенаправленно для картографирования поверхностей небесных тел, имеют два четко выраженных этапа, а именно: интенсивные съемки в течение 10 лет (1970-1979 гг.) поверхностей планет земной группы и их спутников и в течение последних 10 лет (1980-1990 гг.) - расширение съемочного диапазона и распространение его на планеты -гиганты, их спутники, кометы и астероиды как объекты картографирования при одновременном продолжении съемок планет земной группы и

их спутников, но уже менее интенсивных. При этом начало космических съемок, как уже отмечалось, относится к переходному периоду, однако широкое их использование для картографирования - это, безусловно, прерогатива 70-х годов.

Космические съемки в течение первых 20 лет проводились при подлете к поверхности и непосредственно с поверхности небесного тела, а также при пролете (или облете) небесных тел и с орбиты их искусственных спутников. По охвату территории их можно разделить на локальные, региональные и глобальные. В дальнейшем нами будут рассматриваться лишь те съемки, материалы которых после необходимой обработки использовались для картографирования.

Съемки Луны велись сериями советских КА "Луна" и "Зонд" и американских КА "Рейнджер", "Сервейер", "Лунар Орбитер", а также с серии КК "Аполлон" (Шингарева, 1973). Советскими КА была впер -вые сфотографирована обратная сторона Луны ("Луна 3", "Зонды 3, 6, 7, 8"), причем опять же впервые последние три "Зонда" в результате облета Луны доставили пленки на Землю (Краснопевцева, 1971). Впервые была осуществлена мягкая посадка на поверхность Луны ("Луна 9, 13"), и переданы первые панорамы лунной поверхности. Съемки с американских КА велись в рамках вспомогательных программ, которые должны были обеспечить высадку человека на Луну. Так, КА серии "Рейнджер" ("Рейнджер 7, 8, 9") вели съемку в режиме падения аппарата.на лунную поверхность без погашения скорости, КА серии "Сервейор" ("Сервейор I, 3, 5, 6, 7") осуществили мягкую посадку на Луну и передали панорамы мест посадок, ¡и серии "Лунар Орбитер", работая в режиме ИСЛ, доставили основную информацию для выбора районов прилунения КК серии "Аполлон" (Шингарева, 1986). При этом ИСД "Лунар Орбитер I, П, Ш" снимали предполагаемые районы прилунения с различным разрешением, ИСЛ "Лунар Орбитер У", кроме уточнения положения районов, провел съемку обратной

стороны Луны, а ИСЛ "Лунар Орбитер. 1У" в 1967 г. впервые выполнил глобальную съемку практически всей лунной поверхности, хотя качество этой съемки, к сожалению, далеко не везде было удовлетвори- . тельным. Съемки КК серии "Аполлон" велись как с орбиты ИСЛ ("Аполлон 8, 10, II, 12, 14-17"), так и с поверхности Луны ,("Аполлон II, 12, 14-17"). Впервые на КК "Аполлон 15, 16, 17" был опробован картографический комплекс, который передал информацию о примерно 20/2 поверхности Луны, позволившую вести картографирование в масштабе 1:250 ООО.

Тем не менее, хотя за период с 1959 по 1979 гг. съемки Луны проводили в различных режимах в общей сложности 30 КА и КК, не считая аппаратов, съемки с которых не могли быть использованы в гелях картографирования, в настоящее время поверхность Луны полностью отображена лишь в масштабе 1:5 ООО ООО. Составление полной карты более крупного масштаба все эти съемки обеспечить не смогли. В связи с этим планируемые как в СНГ, так ив США запуски к Луне полярного спутника должны восполнить этот- пробел и позволить составление на всю лунную поверхность карты масштаба 1:1 ООО ООО.

В качестве причин столь нерационального планирования съемок ■ как основные можно вьщелить следующие. С советской стороны - это преобладание политических (пропагандистских) приоритетов в осуществлении лунной космической программы. Вместо планомерного изучения упор делался на первенство (первая съемка обратной стороны, первая мягкая посадка, первый ИСЛ, доставка на Землю первой пробы лунного грунта и первых пленок). Результатом этого явилась фрагментарность съемок и соответственно составляемых карт. Американская программа, суженная до выполнения одной задачи - высадки человека на Луну - также не могла обеспечить целенаправленное картографирование лунной поверхности от общего к частному.

Съемки Марса в рассматриваемый период велись в пролетном варианте, с орбит ИСМ и с поверхности. Они также носили локальный, региональный и глобальный характер (Шингарева, Заргарян, 1978). Советские КА серии "Марс" ("Марс 4, 5") сумели отснять лишь небольшой участок в окрестностях долины Нергал. Съемки, выполненные с КА "Марс 2, 3", вообще не годились для картографиче-• ских целей. Американская программа съемок Марса была гораздо успешнее. Съемки в пролетном варианте осуществили КА серии "Маринер" ("Маринер 4, 6, 7"), глобальные съемки с орбиты ИСМ - КА "Маринер 9" и КА "Викинг I, 2", причем спускаемые аппараты последних двух станций успешно осуществили мягкую посадку на поверхность планеты и передали первые панорамы поверхности. Основные глобальные съемки с КА "Викинг" позволили составить полную карту Марса масштаба 1:2 ООО ООО (Шингарева, Самсонова, 1988). Таким образом, полное представление о поверхности Марса в настоящее время более детально, чем о поверхности Луны.

С КА "Маринер 9" и "Викинг I, 2" были выполнены съемки большей части поверхности спутников Марса - Фобоса и Деймоса, которые позволили начать картографирование этих небесных тел (Кра-снопевцева, Самсонова, 1988).

Более чем скромные результаты съемок поверхности Марса с советских КА объясняются с одной стороны техническими неполадками при проведении коррекций траекторий аппаратов ("Марс 4, б, 7"), ас другой стороны, пылевыми бурями на Марсе в период съемок ("Марс 2, 3"). Что касается американской программы, то здесь в основном был выдержан принцип съемок от общего к частному с последующим картографированием от мелких масштабов к крупным, хотя при съемках с КА "Маринер 9" также были помехи из-за пылевых бурь. В будущем, очевидно, будут проводиться локальные съемки поверхности Марса, в первую очередь, для выбора районов выса-

дки марсианской экспедиции.

Съемки Венеры в оптическом диапазоне возможны только с поверхности планеты. В результате этих съемок, выполненных советскими станциями серии "Венера" ("Венера 9, 19, 13, 14"), были впервые получены панорамы венерианской поверхности. Американский КА "Пионер-Венера Iм выполнил в 1978 г. альтиметрирование поверхности Венеры в пределах +70° —65° широты, что позволило зака-ртографировать ее поверхность в масштабе 1:50 ООО ООО,(Краснопе-вцева, Самсонова, 1988).

Съемки Меркурия проводились КА "Маринер 10" в 1974-1975 гг. в течение трех пролетов, что позволило закартографировать 40% территории планеты в масштабе 1:5 ООО ООО (Краснопевцева, Самсонова, 1988).

В период после 1979 г. и до настоящего времени в космичес -ких съемках планет земной группы и их спутников наметился заметный спад, продлившийся до конца 80-х годов. Исключение составила лишь радиолокационная съемка большей части северного полушария Венеры, выполненная советскими ИСВ "Венера 15, 16" в 1983 г. (Тюфлин и др., 1984). В 1988 г. КА "Фобос 2" передал ряд снимков поверхности Марса и Фобоса, в конце 1990 г. КА Галилео, направляющийся к планетам-гигантам, снял для тестирования область обратной стороны Луны. В середине того же 1990 г. началась глобальная радиолокационная съемка Венеры с орбиты ИСВ КА "Магеллан". Весной 1991 г. первый этап этих съемок закончился. С августа начались повторные съемки, которые должны восполнить все пробелы предыдущих съемок и позволить получить изображение всей южной полярной . области. Наконец, в ноябре 1991 г. были впервые получены изображе-^ 1я поверхности астероида (Гаспра)с КА Галилео. Первое знакомстт. во с ними обнаружило -большое сходство с поверхностью Фобоса, а.

именно: кратерированность, наличие борозд.

Пришедшееся на 80-е годы третье десятилетие космических съемок отмечено началом картографирования спутников планет-гигантов и ядра кометы.. В результате полета КА серии "Вояджер" ("Вояджер 1,2") получены снимки экваториальных областей Галилеевых спутников Юпитера, спутников Сатурна, Урана, Нептуна, что позволило составить карты на 30-50& их поверхности в масштабе 1:5 000000 в проекции Меркатора (Иеикит , 1984; БЪооке , 1991). Спутники Юпитера, поверхность которых картографировалась - это Амальтея, Ио, Европа, Ганимед, Каллисто; спутники Сатурна - Янус, Эпимед, Мимас, Энцелад, Тефия, Диона, Рея, Гиперион, Япет, Феба; спутники Урана - Пак, Миранда, Ариэль, Умбриэль, Титания, Оберон; спутник Нептуна - Тритон.

В.конце 80-х годов делались попытки картографирования ядра кометы Галлея на основании съемок, выполненных с КА "Вега" и "Джотто" в 1986 г. (БЪооке , 1991).

Наряду со съемками в оптическом диапазоне, начиная с 1967 г. проводились с КА съемки небесных тел в других диапазонах спектра, что стимулировало развитие тематический планетной картографии. При этом, если для периода 60-х годов характерно использование • для этих целей в большей степени данных наземных наблюдений, то в 70-е и 80-е годы больший вес приобретают тематические карты, базирующиеся на космической информации. Прежде всего, это относится к наблюдениям в ИК-диапазоне (Шингарева, 1977).

Таким образом, если докосмическому периоду планетной картографии (особенно лунной) свойственно постепенное увеличение де -тальности и точности карт в соответствии с ростом наблюдательных возможностей, то переходный период, особенно с 1960 по 1970 гг. характеризуется некоторой хаотичностью, не всегда обоснованным

выборочным картографированием отдельных областей, а в целом -очевидной подчиненностью научных задач техническим задачам и политическим устремлениям момента. Что касается 70-х и особенно 80-х годов, то здесь уже намечается определенная системность в картографировании поверхности небесных тел, а именно; рекогносцировочные съемки, затем глобальные и, наконец, выборочные, локальные.

2. Картографическая изученность планет и их спутников

Нарастание темпов освоения космического пространства в течение первых космических десятилетий потребовало решения широкого круга прикладных задач, связанных с картографическим обеспе -чением космических исследований. Для успешного осуществления космических полетов автоматических станций и космических кораблей и для дальнейшего изучения физической природы небесных тел пот -ребовались не только отдельные карты, но и целые серии карт как различного назначения, так и различных масштабов, с различным охватом территории. В связи с этим приобретает особую актуальность систематизация уже имеющихся картографических произведений, их всесторонний анализ и составление рекомендаций по планирова -нию картографических работ.

2.1. Анализ текущего состояния. Наибольшее внимание до настоящего времени как сейчас, так и в прошлом в планетной картографии уделялось Луне, и особенно ее картографированию в мелких масштабах. Карт масштабов мельче 1:5 ООО ООО насчитывается несколько десятков (Шингарева, 1973;Шингарева, Самсонова, 1988). Эти обзорные карты издавались как в СССР и США, так и во многих странах мира, а именно: в Англии, Швейцарии, ФРГ, Польше, ГДР, ЧССР и др. Карты средних масштабов - это карты регионов, карты крупных

масштабов - это карты на локальные районы и отдельные участки. Среди лунных карт имеются карты на Луну в целом, на видимое и обратное полушария, обзорно-топографические карты масштабов от 1:1 ООО ООО до 1:250 ООО, наконец, крупномасштабные - от 1:100000 до 1:5 000, а также топопланы и топосхемы масштабов от 1:1 000 до 1:20.

Наряду с "Полной картой Луны" масштаба 1:5 000 000 (ГАИШ), которая явилась первой картой, отобразившей всю поверхность естественного спутника Земли, и выдержала уже несколько изданий, и картой " Lunar Astronautical Chart " масштаба 1:1 000 000(США) на видимую сторону Луны, составленной по данным наземных наблюдений, следует отметить карты серии " Lunar Ortophotomap " масштаба 1:250 000, покрывающие в этом масштабе около 20% лунной которые

поверхности,^ыли составлены по материалам съемок с КА серии "Аполлон". Топографическип планы и схемы составлялись в местах посадок КА и КК, а также по маршрутам Луноходов.

Поверхность Марса уже полностью отображена не только на карте масштаба 1:5 000 000 (Шингарева, Заргарян, Кондрацкая, 1977), но и на карте масштаба 1:2 000 000. В первом случае карта состоит из 30 листов, во втором - из 138 листов. Опубликован целый ряд обзорных мелкомасштабных карт Марса в США, Швейцарии, СССР. Региональные карты планеты имеют масштабы 1:1 ООО ООО и 1:500 ООО. Более крупные масштабы для картографирования планет пока не применялись. Правда, на места посадок КА серии "Викинг" была составлена серия топопланов.

Для Венеры карта масштаба 1:5 ООО ООО существует пока только на территорию северного полушария. Карта создана в ЦНИИГАиК, имеет 27 листов. Эти листы представляют собой фотокарты с гори?э-нталями, проведенными через 100 м (Александров, Богомолов, Тк/лин и др., 1985, 1987). На территорию Венеры в пределах +70° по широ-

те имеется карта масштаба 1:50 ООО ООО, составленная по данным КА "Пионер-Венера". Карта северного полушария в масштабе 1:15 ООО ООО опирается как на данные КА "Пионер-Венера", так и станций "Венера 15, 16". Кроме того, имеются фотопланы на места посадок КА серии "Венера" (Селиванов, Тюфлин, Нараева и др., 1982). В настоящее время получены материалы радиолокационной съемки всей поверхности планеты с КА "Магеллан", что позволит соз -дать карты планеты в необходимых масштабах.

Имеется целый ряд мелкомасштабных карт поверхности Меркурия, отображающих, правда, лишь 40% поверхности планеты. На остальную территорию материалы съемок пока отсутствуют. Наиболее совершенной является карта масштаба 1:15 ООО ООО. Карта масштаба 1:5 ООО ООО издана на 15 листах согласно понятой разграфке, хотя большинство листов не имеет полного покрытия изображением. Для поверхности планеты в целом имеется информация только об альбедо, полученная в результате наземных телескопических наблюдений..

В результате съемок с КА спутников Марса - Фобоса и Деймоса

были составлены первые карты поверхности этих небесных тел в ма-

в

сштабах 1:200 ООО и 1:100 ООО. Карта Фобоса, созданная МИИГАиК, опирается на материалы КА "Маринер 9" и "Викинг". Из-за неоднородности исходных материалов рельеф поверхности Фобоса, изображенный на карте, нуждается в уточнении (по мере поступления новых

съемочных материалов). На карте имеется пометка - предварительная

(Еугаевский, Краснэпевцева, Шингарева и др.,1988). версия./Другой способ отображения поверхности тел существенно не-

сферлческой формы демонстрирует карта Фобоса, выполненная в мор-фографической проекции ( stooke » 1987). Благодаря этой проекции фигура Фобоса становится ближе к реальной. Что касается Деймоса, 'о его поверхность пока наша отражение лишь на очень приближенной карте-схеме ( Thomas ,1978).

Карты спутников планет-гигантов, как правило, однолистны,

составлены в нормальной равноугольной проекции Меркатора, имеют масштаб 1:5 ООО ООО. Они отображают от 30 до 50$ поверхности спутника, отснятой в пролетном варианте КА серии Вояджер (иеикит » 1984; stocke , 1986, 1991).

Предпринимались уже попытки картографирования астероидов по наземным наблюдениям - карты альбедо ( Stooke , 1991), а также ядра кометы (комета Галлея) (stooke » 1991).

В настоящее время создана серия карт-схем, отображающих современное состояние картографической изученности Меркурия, Венеры, Луны, Марса, а также Фобоса и Деймоса (Шингарева, Самсонова, 1988). На них дается охват территории, масштаб, компоновка, номенклатура многолистных карт и ряд других сведений. В "Атласе планет земной группы и их спутников" в качестве иллюстраций приведены уменьшенные фотоизображения наиболее интересных карт. Кроме того, по каждой карте приводятся полные библиографические данные, а именно название карты на языке оригинала, масштаб, страна, организация, составитель или автор карты, год издания, тип карты в зависимости от способа изображения рельефа поверхности. Карты с горизонталями выделены звездочкой. Перечни карт приводятся в пояснительных подписях в хронологическом порядке по мере их публикации или составления. Компоновки обзорных карт сопровождаются подписями граничных меридианов и параллелей.

2.2. Масштабный ряд, компоновка и разграфка карт. Анализ картографической изученности планет земной группы и их спутников (Шингарева, Самсонова, 1988), а также данные по картографированию спутников планет-гигантов показали (Stooke, 1991), что самым распространенным масштабом для отображения внеземных территорий является масштаб 1:5 ООО ООО. Как следует из таблицы 3, в которой

Таблица 3.

Масштабы карт планет и их спутни-" глобальный

1С ОБ

ОХВАТ ТЕРРИТОРИИ

региональный1

локальный

Мельче 1:5 000 000 :г,;9 д ы

ТЗПЕХПНГ

Л, Л1

и,л; м

планет

2 750 ООО 2 500 ООО 2 ООО ООО

I ООО ООО

500 ООО

250 ООО

200 ООО 100 ООО 50 ООО 25 ООО

I: 10 ООО I: 5 ООО .'.сльчо 1:5 ООО

Л Л

Л,М

Ф Ф

Л

л

м м

л л л л л

в, л,

I

I

л

д

Мс - Меркурий

В - Венера, 2х- - карты в стадии составления на основе съемок КА Магеллан

Л - Лупа,

:.: - :.прс ф - Фооос Д - Де;1:.:сс

перечислено большинство используемых масштабов и дано их применение для карт небесных тел в зависимости от охвата территории, наибольшим разнообразием масштабов отличаются карты Луны и отчасти Марса. Для остальных тел характерно использование 2-3 масштабов.

Ранее в отношении Луны предлагался сокращенный масштабный ряд, в котором в качестве основных масштабов были записаны 1:5 ООО ООО, 1:1 ООО ООО, 1:250 ООО, 1:50 ООО.и 1:10 ООО (Флоренский, Гурштейн, Кораблев, Бугаевский, Шингарева, 1971). Спустя 20 лет можно констатировать, что масштабы 1:5 ООО 000,1:1 ООО ООО и 1:250 ООО прочно утвердились в планет..->й картографии. При этом масштаб 1:1 ООО ООО очевидно останется переходным от мелких к средним масштабам для Луны, а для остальных тел более предпочтителен будет масштаб 1:2 ООО ООО. В отношении крупных масштабов делать выводы'еще преждевременно.

Компоновки карт небесных тел отличаются разнообразием. Особенно это касается обзорных мелкомасштабных карт. Здесь прежде всего следует упомянуть карту Луны А.Вокля, на которой Луна представлена 6 полушариями ; карту Марса, изданную фирмой Hallweg » на которой планета представлена 3 полушариями. Определенный интерес представляет компоновка серии бланковых карт Лунч, Венеры, Меркурия и Марса, выполненная в форме двух полушарий, но с десятиградусным перекрытием, что улучшает читаемость нагрузки краевых областей. Как уже указывалось выше, подробные сведения о компоновках карт приведены в атласе планет.

Разграфка для многолистных карт Луны была впервые утверждена на втором совещании специалистов АН СССР и HACA США в 1973 году, что нашло отражение в "Совместных советско-американских ос -новных положениях по составлению карт Луны" (Киенко, Тюфдин,

Шингарева, Кардер, Эль-Баз, Шимерман и др., 1975). Позднее аналогичные разграфки были утверждены на международном уровне специальной комиссией MAC.

2.3. Планетная номенклатура

Для успешного решения задач планетной картографии необходимо использование определенных стандартов, согласованных на международном уровне. К таким стандартам относится и система названий. Наш/, давания деталей рельефа (их номенклатура) вводятся для однозначного обозначения морфологического объекта на небесном теле в строго определенном месте, т.е. с указанием его координат в принятой с..стеке отсчета. В этом заключаются основные функции названий, а именно различительная и адресная. Кроме того, в планетной номенклатуре (в первую очередь это касается кратеров) названия носят мемори&ьный характер. Несомненный интерес представляет ч их смысловая нагрузка (Бурба, 1981).

Понятие планетной номенклатуры включает классификацию форм рельефа в совокупности с принятым перечнем названий наиболее крупных объектов и единую систему обозначений для более мелких объектов (Шингарева, Бурба, 1974). В качестве терминов, обозначаю -щих т.лы форм рельефа, принято использовать термины латинского языка. К настоящему времени их существует уже более 40.

Что касается собственных названий деталей рельефа, то для них предпринимались попытки развить различные системы (непосредственный перенос земных названий, использование имен титулован -ных особ и др.к Однако самой устойчивой оказалась система мемориальных названий, сохранившаяся до сих пор и получившая дальнейшее развитие в работе международные органов.

Первые названия появились на картах Луны. Это произошло в 1ачале ХУЛ века. Большой вклад в становление планетной номенкла-

' туры внесли Риччоли, Гевелий, Скиапарелли, Антониади (Шингарева, в печ.). Первым каталогом названий стал калалог лунной номенклатуры (Блэгг и Мюллера, 1938). Работа в этом направлении была упорядочена и систематизирована с началом планетных исследований космическими средствами. Работа по присвоению названии проводился Международным астрономическим союзом.(МАС) силами специально организованной в 1973 г. Рабочей группы по номенклатуре планетной системы (РГНПС), которая заменила две существовавшие ран°е комиссии по Луне и Марсу. К настоящему времени ГЛАС принял в общей сложности более 4 ООО топографических названий для 20 различных планетных тел Солнечной системы (и, ,игйку е"Ь'а1., 1986). В СССР этими вопросами занимается комиссия по космической топонимике при АН СССР (Шингарева, Бурба, 1971 ; Шингарева, 1977 ; Бурба, 1981, 1982, 1988, 1989).

2.4. Классификация карт

Предложенная в 1971 году классификация карт Луны (Флоренский, Гурштейн, Кораблев, Бугаевский, Шингарева, 1971) после некоторой модификации, как показывает опыт, может быть распространена и на другие планетные тела. Эта классификация отражает такие параметры как содержание карт, масштабы, охват территории и назначение. В предлагаемой классификации (рисД ) расширен перечеьо темати -ческих карт (введены подгруппы), несколько изменен основной масштабный ряд, а также уточнено назначение карт и деление по охвату территории. В списке тематических карт появились радиолокационные карты, карты линеаментов, геохимические и др. В масштабный ряд представляется целесообразным ввести масштабы 1:2 ООО ООО, 1:100 ООО и 1:25 ООО и соответственно исключить масштаб 1:50 ООО. При группировке карт по охвату территорий следует отказаться от зональных карт, оставив уже утвердившееся деление на глобальные, региональные и локальные карты. Что касается назначения карт, то

На?начени

Охват тер- Масштабы Содержание р и т о р и и

в связи с предполагаемым освоением Луны для карт специального назначения может быть детализировано направление "решение прикладных задач", а также использование карт в учебных и демонстрационных целях (Шингарева, в печ.)

2.5. Основные цели и задачи картографирования небесных тел

В настоящее время картографические произведения, отображаю -щие небесные тела и, в частности, планеты земной группы и их спутники, необходимы для достижения ряда целей как научного, так и прикладного характера. К ним,прежде всего, относятся:

- представление в наглядной форме результатов космических исследований ;

- навигационное обеспечение полетов к небесным телам;

- освоение внеземных территорий ;

- пропаганда знаний о небесных телах.

При этом существенно расширяется круг задач, стоящих перед планетной картографией. Оода, в первую очередь, следует отнести задачи, связанные с ростом направлений и удельного веса темати -ческого картографирования. Наряду с изучением особенностей морфологии поверхности, существенно возрастает роль карт физических свойств поверхности, геофизических и геоморфологических карт, а также геохимических и карт специального назначения. Одновременно последние годы развивается моделирование поверхности на основе, статистического анализа распределения отдельных элементов рельефа (Алтынов, 1984). В отношении навигационного обеспечения можно выделить собственно обеспечение полетов к другим телам и обеспечение посадок на поверхность этих тел, обеспечение программ проведения экспериментов как на поверхности, так и в околопланетном пространстве. В связи С подготовкой лунной базы актуальным ста -новится и обеспечение прикладных работ на поверхности Луны (строи- .

тельства, развития транспортной сети, промышленного производства) и в окололунном пространстве (Шевченко, 19Э1; ГУрштейн, 1991).. Кроме того, одной из главных задач картографирования,небесных тел .. твляется создание различных картографических произведений для учеб- ; ных, справочных и демонстрационных целей.

3. Эволюция математической основы При разработке математической основы картографических произведений решаются вопросы выбора поверхности относимости, систем -оординат, а также выбора и изыскания картографических проекций.

3.1. Поверхности относимости и опорные каталоги Выбор поверхности относимости, как правило, связан с использованием некоторой идеализиро1 .нной (модельной) поверхности, называемой референц-поверхностью. При крупномасштабном картографировании ограниченных территорий для этих целей подходит плоскость. Однако при увеличении территорий и применени: средних, и особенно мелких масштабов, в которых отображается небесное тело в целом, до недавнего времени считалось достаточным использовать сферу заданного радиуса. При этом полагали, что центр референц-поверхнос-ти совпадает с центром масс планеты или спутника, а полярная ось -с осью вращения. В докосмический и переходный периоды картографирования небесных тел сфера долгое время оставалась практически единственно модельной поверхностью^ Конопихин, в печ.).

С появлением новых данных, уточняющих форму и размеры тел Солнечной системы, пришли к использованию и других референц-по-верхностей. Прежде всего, для Марса (аналогично с Землей) применили эллипсоид вращения с малым полярным сжатием. Параметры этого эллипсоида следующие: =3 376,3 км; И экв> = 3 393,4 км ' Затем для Фобоса впервые был опробован трехосный эллипсоид.

Что касается Луны, то и для нее сферу в качестве поверхности относимости следует, очевидно, рассматривать как первое приближение. Изучение характера эквипотенциальных поверхностей у поверх -ности Луш (фигуры геоида Луны) выдвинуло некоторые аргументы в пользу трехосного эллипсоида в качестве следующего приближения. В частности, было выявлено некоторое уменьшение перепадов высот геоида Луны по отношанига к эллипсоиду по сравнению с перепадами высот относительно сферы. В то же время средние отклонения в-сот лунного геоида от лунного эллипсоида примерно в 5 раз больше, чек, отклонения геоида Земли от лунного геоида. Требует решения также вопрос о совмещении центра поверхности с.носимости с центром м~сс Луны. Однако вопрос о замене для Луны сферы эллипсоидом нуждается в дальнейшем изучении и в ближайшее время отказ от сферы для картографических работ при картографировании в 1:5 ООО ООО и мельче представляется преждевременным. Тот же вывод можно сделать в отношении Меркурия и Венеры.

Для карт средних и крупных масштабов, как правило, стала использоваться величина радиуса-вектора, соответствующего центральной точке области. Радиус-вектор определялся из траекторных измерений для данного участка орбиты. В этих случаях локальная коор -динатная система автоматически относилась к центру мае; с точностью знания элементов орьлты.

Следует отметить, что в набтоящее время стали разрабатываться референц-поверхности, максимально приближенные к реальной фи -зической поверхности небесного тела.

Другим важным компонентом математической основы карт являются системы координат. На международном уровне определены и узаконены планетоцентрические и планетографические системы координат для таких небесных тел как планеты земной группы и их спутники, спут-

ники планет-гигантов (Абалкин, Тюфпин и др., 1980). Системы ко -ординат небесных тел, используемые в картографии, реализуются, как правило, в виде каталогов координат некоторого числа точек -часто их называют опорными - на поверхности этих тел. Их материальны.; воплощением служат хорошо различимые детали рельефа (кратеры, отдельные вершины гор, локальные районы с аномальным аль -бедо и др.). Принято различать исходные каталоги, построенные по результатам измерений координат, и производные каталоги, получаемые в результате сведения нескольких исходных каталогов. Исходные каталоги,;кроме того, подразделяются на абсолютные и относительные соответственно абсолютным и относительным методам полу -чения информации (Конопихин, в печ.). Перечень наиболее извест -ных каталогов о горных точек для Меркурия, Луны, Венеры, Марса и Фобоса приведен в Атласе планет. Там же приводятся краткие ха -рактеристики этих каталогов. Анализ наиболее многочисленной группы каталогов (лунной) выполнен в работе 'Уеометрические и динамические характеристики Луны"(Кислюк, 1988). В отличие от лунных каталогов, базирующихся как на данных наземных наблюдений, так и на данных космической съемки, каталоги Марса, Меркурия, Венеры и Фобоср - это резулыат фотограмметрической обработки материалов съемок.

Представление о плотности распределения опорных точек на планетах земной группы и их спутниках, т.е. о количестве точек, приходящихся на условную площадь, занимаемую трапецией 20°х 20°, можно получить по серии карт-схем, подготовленной для Атласа пла-. нет (Шингарева, Курченко, 1988).

3.2. ИспользоваI ю классических проекций. Диапазон класси -ческих проекций, применявшихся до сих пор для составления карт пебесных тел, достаточно узок. Для карт докосмического периода

большей частью использовалась ортографическая проекция, удобная тем, что она практически совпадает т проекцией получаемого с Земли изображения небесного тела. В переходный период также часто обращались к этой проекции, причем для отображения в ней обрат -ной стороны Луны формулы пришлось модифицировать, так как изменилось положение центра проектирования.

Анализ классических проекций, применявшихся для карт Луны (Шингарева, 1976), показал, что для карт полушарий в равной ...ере используется азимутальная равновеликая проекция Ламберта и азимутальная равнопромежуточная проекция Постелй. В случаях компоновки карт с раздельным отображением полярных областей й широтных зоь для первых применяется чаще всего полярная стереографическая проекция, а для последних - равноугольная коническая проекция Ламберта, а также равноугольная цилиндрическая проекция Меркатора. Выводы, сделанные о проекциях карт Луны, можно распространить и на другие небесные тела. Особенно это касается Марса и Венеры.

Следует отметить, что проекция Меркатора наиболее широко распространена в планетной картографии. Она используется для планет земной группы, для спутников планет-гигантов, для карт-схем Фобог са и Деймоса. В настоящее время^ри проектировании "Атласа планет земной группы и их спутников"в качестве основных проекций для карт атласа'были выбраны проекции Ламберта, Постеля и Меркатора.

3.3. Особенности выбора и изыскания картографических проекций для карт небесных тел. Выбор проекций для карт небесных тел является сложной задачей, поскольку необходимо учитывать целый ряд факторов. В отдельных случаях требуется изыскание новых проекций, удовлетворяющих поставленным условиям.

К числу факторов, которые влияют на выбор картограф:тес:сих проекций (Вахрамеева, Бутаевский, Казакова, 1986), в первут оче-

редь относятся:

1. Назначение карты и ее масштаб.

2. Характер искажений, их наиболее целесообразное для данной карты распределение, предельные величины искажений длин, углов и площадей, допустимые на создаваемой карте.

3. Положение картографируемой территории на заданной поверхности, ее конфигурация и размеры.

4. Требования к виду меридианов и параллелей, линий положения, характер изображения полюсов и экватора.

5. Возможность использования карты для решения специальных задач (картометрчческих, навигационных, информационных и др.).

Наряду с этими факторами следует иметь в виду и специфические особенности тдельных небесных тел и прежде всего особенности их формы (при мелкомасштабном картографировании), а также необходимость изыскания проекций для регионов и районов, наиболее перспективных для исследований (при картографировании в средних и крупных масштабах) (Шингарева, 1974).

3.4. Проекции для тел несферической формы. В настоящее время разработка проекций для тел несферической формы приобрела достаточную актуальность в связи с исследованиями посредством космической техники спутников Марса - Фобоса и Деймоса, съемками с КА спутников планет-гигантов, попытками картографирования ядра кометы Гадлея и проектами изучения различными КА ряда астероидов. К телам существенно несферической формы относятся, в первую очередь, спутники Map-а Фобос и Деймос, спутник Юпитера Амальтея, спутники Сатурна Янус, Эпимед, Гиперион, Феба, спутник Урана Пак, а также я, .ро кометы Гпллея, астероиды Веста и Гаспра. Информация о последнем поступила с КА Галилео в начале ноября 1991 г. Таким образом, уже сейчас можно говорить о целом ряде небесных тел,

для которых целесообразно усложепнпе фигура относнмости, или рз-ференц-повсрхности. Расчеты показывают, ..что при с:пат::и порядка 1/5 и оолсо целесообразно использоъашю трехосного эллипсоида.

3.4.1. Проекции трехосного эллипсоида. Разработки по использованию в качество поверхности относимостп трехосного эллипсоида ведутся y::te с начала 70-х годов (БугаеЕский, 1971). Эта работа состояла из нескольких этапов, а именно:

- рассмотрение систем координат на поверхности- трехосного эллипсоида;

- разработка форцул определенной проекции для изображения поверхности;

- Еычпслзште прямоугольных координат картографической сетки и опорных точек в впорашюи проекции;

- анализ илисленимх знача::;;.": координат и маемтабоз полученной проекции.

впервые эти разработки бмли ешолнснк для Луны (lyraeECiaii, IS7l). В полном объемэ и при любом полярном и экваториальном сжатии вез эти шаги были проделаны для Фобоса при разработке равноугольной цилиндрической проекца_ трехосного эллипсоида.

Результатом этой работы явилось создание карты Ообоса и глобуса Фобоса (Бугаевский, IS87, Бугаевский, Краспоп-зцева, ¡Дингарева и'др., 1988).

правления трехосного эллипсоида в общем ездо записываются следующим образом:

. X' cf-cosU-cosL ; //V. tj= cf co% U-cosL ; V

Здесь ^У/ _ прямоугольные координаты,

геодезические широта и долгота,

а, Ъ, с

У - приведенная широта,

-'параметры трехосного эллипсоида, с( к ъ'

> ' - вспомогательные величины. Разработки проекций трехосного эллипсоида (Бугаевский, 1971) привели также к созданию впервые глобуса в форме трехосного эл -липсоида. Отличительной особенностью этого глобуса является то, что его сегменты различаются по форме и размерам (Бугаевский, Краснопевцева, Шингарева и др., 1991). Координаты точек сегментов глобуса вычисляются по следующим формулам:

.х = 1сови ; < !> ) 3' / зн' З*'3 \ •

• в (77^1 Т + & - О г ' 7Г ~ *

-/с ¿4 / >

где п'= с/~с

с( + с

J

■ у Ц+ с(и

ч 64 46''' '

2 Ч -/6 ' '

кг Зх*

ч ' 542

к"

2 5С

(, - _ X + .

г

4, - Л±

, АЦ " с(( -4 - С0% и) НИ ¿,

где Эд - длины дуг меридианов от экватора до параллелей Ц-Сс^^ , изменяющиеся по долготам и широтам;

~ А7111™ ДУ1, отрезков экватора данного трехосного эллипсоида между заданными и средними меридианами зон;

А у - поправки в ординаты за счет изменения кривизны эллипсов экватора и параллелей;

(> кАп~ вспомогательные величины.

V ¿/о'

3.5. Проекции для карт регионов, перспективных для комплексных исследований. Выбор проекций для карт отдельных регионов должен производиться под условием минимума искажений при отображении территории районов, перспективных для комплексных исследований (Краснопевцева, Шингарева и др., 1989). Поскольку указслные районы образуют в пределах региона некоторый произвольный контур, то для соблюдения сформулированного выше условия, очевидно, с этим контуром должна совпадать нулевая изокола выбранной проекции. Таким образом, задача выбора проекций для карт отдельных регионов сводится к выбору проекций, приспособляемых к контуру картографируемой территории. Поскольку будуцие карты регионов должны обеспечивать возможность проведения комплексных исследований, в том

числе проведение картометрических работ и решение навигационных задач, то область изыскиваемых проекций следует ограничить равноугольными проекциями.

При таком подходе формулы для отыскания прямоугольных координат, например, для асимметричных проекций принимают вид (Шин -гарева, 1974):

л** его

а для масштаба имеет^выражение

е» т = £ о(- щ. + £ в-

¿-о с е '

где гп^ , , й,- , - постоянные коэффициенты, ,

- члены гармонических полиномов, которые при задании их в тригонометрической форме определяются формулами Бугаевского (Бу-гаевский, 1965), а - при изображении сферы и

/ - - ¿/1 гг _ ПрИ изображении эллипсоида вращения.

3.4.2. Морфографические проекции. Наряду с аппроксимацией несферических небесных тел посредством регулярных референц-пове-рхностей, в Канаде разработан новый метод, использующий так называемые морфографические проекции, базирующиеся на переменном радиусе {Ке№ег , &ооке , 1987). При разработке проекций переменного радиуса необходимо учитывать следующие факторы:

- мелкомасштабные карты, передающие обширные поверхности несфе -рического тела, должны давать трехмерное представление о нем;

- проекция должна минимально искажать форму и масштаб с тем, чтобы сохранить мет_ ичноеть карт;

- проекция должна позволять ректификацию изображений, переданных с КА, чтобы можно было построить в ней фотокарты поверхности.

В результате под морфографическими (передающими форму) проекциями понимают модифицированные азимутальные проекции, в которых принятый постоянный радиус заменяется на переменный, соответствующий радиусу каждой точки, подлежащей трансформации. Массив таких радиусов формирует модель фигуры тела, которую авторы назвали фобоидом (аналогично сфероиду), поскольку впервые эта проекция была получена для Фобоса. Размер массива определяется детальностью и точностью, предъявляемой к отображению поверхност... В зависимости от этих требований задаются размеры элемента прост -ранственной сетки (квадрата), для вершин которого вычисляются радиусы. Сетка подгоняется последовательно под всё изображения небесного тела при работе на дисплее в интерактивном режиме (Згооке , 1990).

4. Особенности содержания карт небесных тел

Особенности содержания карг небесных тел определяются как спецификой каждого тела, наличием объектов на поверхности, физическими свойствами небесных тел, так и теми методами и средствами, которыми располагают при их изучении. Эти факторы играют главную роль в эволюции концепции картографирования тел Солне^ ой системы.

4.1. Развитие концепции создания общегеографических и тематических карт. Основной целью планетной картографии в докосмиче-ский период была передача в наглядной форме информации, прежде всего о форме и размерах небесных тел. В этом определению положительную роль сыграли не только карты Луны (как наиболее доступной для наземных наблюдений), но и карты Марса, Меркурия и Ве -неры. Начало телескопических наблюдений позволило поставить следующую задачу, а тетю: карты должны были давать представление о поверхности небесных тел. В этом случае для Марса и Меркурия

карты сообщали информацию об альбедо поверхности, для Венеры -о неоднородности облачного слоя, для Луны - о реальных деталях рельефа. СоЕерше .ствование телескопической техники ц использование методов фотографирования увеличило степень детальности при отображении поверхности Луны, а такие детальность отображения и: .юнений альбедо. Одновременно были установлены системы координат, стала использоваться координатная сетка, началось составление каталогов опорных'точек. Усложенение задач планетной картографии в переходив и особенно в космический период привело к ужесточению требований к метричности. В это время появляются первые сводные опорные каталоги, разрабатываются новые методы определения координат и др.(Уизванов, 1983,1985). Однако наиболее важной чертой этого периода стало создание фотограмметрических методов обработки результатов космических съемок (Бугасвский, Портнов, 1384).

Следующим крупным шагом стало интенсивное развитие темати-ческог' картографирования небесных тел, которое шло по двум основ-ньел направлениям, а именно по лишш представления результатов' научных исследований и по линии создания 1лрт специального назначе-1шя, нацеленных на. решение вопросов освоения поверхности небесных тел. В настоящее время можно обозначить следующие три этапа получения информации, полезной для картографирования тел Солнечной системы:

- получение серий изображений, прежде всего в оптическом диапазоне (в случае плотной атмосферы - методами радиолокации);

- получение информации в различных спактралндых диапазонах;

- накопление ракообразной информации о группах небесных тел.

Первый этап создает предпосылки для составления общегеографи-чзских карт, второй - тематических карг, а тротий - создания серий карт для анализа информации в срашштельно-планетологическом аспек-1;. те.

4.2. Общегеографические карты. Особенности содержания этих карт связаны с тем, что главным компонентом их нагрузки является рельеф. Отсюда и задачи при отображении деталей рельефа - суметь подчеркнуть то общее, что присуще всем небесным телам и в то же время оттенить специфику отдельных типов рельефа, присущих данному небесному телу. При создании общегеографических карт широко используется светотеневой метод, осуществляемый посредством отмывки или тушевки на пластике. Наряду с картами поверхности, составляемыми этим методом, постепенно определился и нашел широкое применение тип так называемых бланковых карт, на которых рельеф передается системой штриховых условных знаков (Депутатова, Шингарева, 1<уэьмина, 1981 'г Григорьева, в печ.).

Бланковые карты призваны играть три различные роли. Они выступают как самостоятельные карты для выделения посредством ус -ловных обозначений специфических особенностей рельефа поверхности, дополняя и поясняя тем самым карты поверхности, выполненные светотеневым способом. Они выступают в роли карт-основ для тематических карт, позволяя вывести на передний план тематическое содержание и в то же время осуществляя привязку к реальному рельефу. Кроь.е того, они могут служить основой для карт-схем и различных иллюстраций.

4.3. Тематические карты. Тематические карты широко используются для изучения пространственного распределения и взаимосвязей различных характеристик планетной среды. В приведенной выше классификации в качестве основных направлений названы карты физических свойств поверхности, геофизические карты, геологоморфологиче-ские, геохимические, а также карты специального назначения. За последние два десятилетия существенно расширился диапазон карт, которые можно отнести к этим напраалениям.

Если на начальной стадии тематического картографирования

небесных тел едва ли не единственным видом тематических карт были карты альбедо, то теперь созданы серии фотометрических и колориметрических карт (Шевченко, 1980; Акимов, 1986; Евс.жов, 1987; Опанасенко, Скуратов, Кучеров, 1990), карты тепловых свойств по -верхности (Шингарева, 1977; Пугачева, 1986), серия карт распределения нестационарных явлений на Луне (Шингарева, 1977), серии по,-ляриметрических карт (Дкапиашвили, Король, 1982; Шингарева, 1977), Геофизические карты представлены сериями карт высот геоидов и аномалий силы тяжести, а также картами эпицентров сейсмической активности (Юэефович, Баева, в печ.; Шингарева, Курченко, 1988). На -ряду с геологическими картами, интерпретирующими геологическую историю отдельных небесных тел (Суханов, 1983; Белов, 1988) имеются серии карт, отображающих распределение отдельных форм рельефа (кратеров, линеаментов, куполов и др.), а также их морфометри-ческие характеристики (Родионова и др., 1977, 1980, 1981, 1987). Серии гипсометрических карт отображают распределение высот относительно некоторой поверхности, выбранной за нулевую (Родионова, в печ.).

Карты специального назначения призваны прежде всего обезопасить посадку на поверхность небесного тела (карты уклонов, карты "опасностей" и др.), а также такого рода карты должны сопутствовать разработкам, связанным с будущим освоением небесных тел (строительство, транспорт и др.).

4.4. Атласное картографирование небесных тел. Прежде всего, следует отметить, что в-настоящее время в подготовке атласов для Земли наметилась тенденция к отходу от их традиционной структуры и содержания, что проявляется во включении в атласы не только общегеографических, тематических и специальных карт, но и обширных справочных данных, диаграмм, таблиц, иллюстраций и пр. информации, в том числе обширных пояснительных текстов. Как отмечают некото-

рые авторы (Комков, 1981) отдельные атласы содержат даже целые разделы справочно-энциклопедического характера. Представляется целесообразным использовать такой подход и для наглядного отображения результатов планетных исследований. В этой области за последние десятилетия накоплен большой эмпирический материал, касающийся различных аспектов изучения планет и их спутников. Однако эта информация до ста пор не нашла отражения в крупных картографических произведениях. К настоящему времени издавались лишь фотографические атласы по отдельным небесным телам (Родионова, 1978), а картографические атласы представляли собой серии уменьшенных в 2-4 раза листов какой-либо многолистной карты масштаба 1:5 ООО ООО.

Сегодня в основу атласного картографирования должны быть заложены системность и комплексный подход. При этом можно выделить 3 основных направления:

- создание атласов, содержащих серии оригинальных изображений поверхностей небесных тел ; те же серии, но улучшенных изображений (в результате машинной обработки) ; наконец, серии изображений с впечатанной картографической сеткой (I тип) ;

- созда ие (по мере накопления материалов) комплексных атласов

по отдельным небесным телам, отражающих всю полноту наших знаний о них (П тип) ;

- создание комплексных атласов йо группам небесных тел (например, планеты земной группы и их спутники, спутники планет-

гигантов, астероиды и др.), дающих возможность анализа Предки.

ставленной информации в сравнителв-планетологическом аспекте (Ш тип).

При этом должны учитываться результаты, полученные всеми методами съемок (фотографической, фототелевизионной, телевизионной,

радиолокационной^ в ИК- и УФ- диапазонах), а также различные способы представления информации, но только чисто картографические.

Очевидно, что предлагаемые три типа комплексных атласов тесно коррелируют с выделенными выше хронологическими этапами получения информации в целях картографирования, а именно: первому этапу соответствуют комплексные атласы различных оригинальных изображений, второму - атласы, дающие исчерпывающую характеристику определенному небесному телу, и, наконец, третьему этапу -комплексные атласы, характеризующие определенные фазы формирования и эволюции Солнечной системы.

В отношении степени серьезности (строгости) содержания атласов следует заметить, что она должна варьироваться в эависи -мости от предполагаемого круга потребителей следующим образом:

- научные (узко специализированные атласы) ;

- научно-справочные (частично специализированные) ; j

- научно-популярные (общеобразовательные) ;

- учебные (школьные с градацией по классам и дошкольные).

Однако при соответствующей разработке программы практически все три типа атласов могут быть полезны перечисленным группам потребите -лей.

4.5. Комплексные атласы

Рассмотрим несколько примеров реализации комплексного под -хода при создании атласов перечисленных трех типов.

В качестве атласов первого типа выступают атласы к^ображе -ний поверхности спутников Марса, Фобоса и Деймоса, созданные по материалам съемок с КА "Маринер 9" и "Викинг 1,2". Аналогичные атласы были изданы для Луны по,материалам AMC "Луна 3", "Зонд 3", "Зонды 5, б, 8", а также по материалам ИСЗ серии Лунар Орбитер.

К атласам П типа можно отнести "Атлас поверхности Венеры", составленный по материалам КА "Венера 15, 16" и "Пионер-Венера", изданный в 1989 г. В атласе использованы также панорамы, переданные станциями "Венера 9, 10, 13 и 14". В этом атласе наряду с фотокартами и топопланами Венеры помещены карты линеаменгов, геологические и морфологические карты. Фотокарты на районы, отснятые КА "Венера 15 и 16", снабжены горизонталями. Большая роль в атласе отводится исходным оригинальным материалам и тексту.

Другим примером атласов П типа является "Комплексный атлас Луны", который в настоящее время готовится,к издании. Основной целью при обновлении программы атласа было использование его при детальной проработке проектов, связанных с лунной базой, в частности, использование его для вьвдачи рекомендаций по выбору районов для первой и последующих лунных баз. Этот атлас включает сведения о съемках и картах Луны, о каталогах опорных точек, о геохимии и геофизике Луны, о ее геологии и геоморфологии и др.

Примером разработки атласа Ш типа является "Атлас планет земной группы и их спутников". Отметим некоторые особенности этого атласа, составление которого было выполнено в МИИГАиК совместго с НИЦ им.Г.Н.Бабакина при участии ГАИШ МГУ и ряда институтов АН СССР:

- в атласе в единой серии дано отображение поверхностей планет земной группы и их' спутников в сравнимых масштабах;.

- в системе карт атласа определенным образом сочетаются обще -географические карты выполненные светотеневым способом, и бланковые карты, для которых разработана единая система условных знаков ;

- в атласе отражено наличие, точность и особенности геодезических сетей, а также данные по съемкам и картографической изучен-

ности небесных тел ;

- показаны особенности и целесообразность применения картографических проекций и других элементов математической основы при отображении поверхностей различных небесных тел, аппроксимирование поверхности не только сферой, но и трехосным эллипсоидом (для карт Фобоса были разработаны две проекции трехосного эл -липсоида) ;

- для улучшения изображения краевой зоны полушарий и полярных областей, что важно для всех изучаемых небесных тел, были использованы проекции с 10-градусным перекрытием;

- была разработана структура и требования к содержанию и оформлению,приводимых в атласе пояснительных текстов и дополнительных материалов, усиливающих системные принципы картографирования небесных тел.

4.6. Региональные и специальные атласы В настоящее время существует деление Луны на регионы (Шевченко, 1980). Имеются также идеи создания атласов, представляющих в комплексе информацию, отнесенную именно к регионам. Несмотря на наличие материалов по отдельным регионам, создание подобных атласов пока представляется прежде временным. Возобновление полетов к Луне в связи с претворением в жизнь идеи лунной базы возможно станет необходимым импульсом для создания подобных атласов.

. Что касается специальных атласов, то отдельные примеры можно привести уже сегодня: атлас рельефа краевых зон Луны (\Yatte, 1963), атлас тепловых аномалий затменной Луш (Беату , Shorthi.ll, 1967). Однако в целом создание подобных атласов нуждается в дополнительной информации, которая будет получена в процессе дальнейшего освоения поверхности небесных тел.

На зациту выносятся:

1. Концепция картографирования тел Солнечной системы (внеземные территории) в ее историческом развитии и прогноз развития работ в этой области.

2. Периодизация истории развития планетной картографии (от зарождения до настоящего времени). Выделены три периода: докосми -ческий, переходный и космический, для которых указывается

ряд этапов.

3. Заключение о состоянии картографической изученности небесных тел и дальнейшем прогрессе в области планетного картографирования.

4. Классификация карт тел Солнечной системы и оптимальные масштабы для них.

5. Периодизация этапов эволюции математической основы карт небесных тел и выводы о дальнейшем использовании классических картографических проекций.

6. Проекции, приспособляемые к контуру картографируемой территории, разработанные для внеземных территорий, перспективных для комплексных планетных исследований.

7. Предюжения по использованию трехосного эллипсоида в качестве поверхности относимости, в применении к небесный телам существенно несферической формы.

8. Основные положения концепций создания общегеографических и тематических карт тел Солнечной системы в процесс эволюции.

9. Методика создания бланковых карт, используемых как в качестве

в

самостоятельных карт, так и в качестве карт-основ тематическом картографировании небесных тел.

10. Тематические карты по новым направлениям (карта распределения нестационарных явлений на видимом полупарии Луни, карта

эпицентров сейсмической активности Луны, карты плотности рас-

1

пределения опорных точек' на Меркурии, Марсе и Луне).

11. Разработка трех типов атласов небесных тел и этапюсти их создания в зависимости от содержания поступающей информации.

12. Комплексная методика для разработки программ и проектов атласов тел Солнечной системы, которая отработана на примере создания "Атласа планет земной группы и их спутников" и "Комплексного атласа Луны".

Приложение: Прикладной аспект планетной картографии

Описанные выше картографические произведения использовались . специалистами смежных областей при разработке программ космических полетов и при планировании экспериментов (например, проект "Фобос" (Шингарева и др., 1988). Кроме того, карты и глобусы демонстрировались при чтении лекций по результатам космических исследований, а также успешно применяются как иллюстративный материал в музеях и планетариях; бланковые карты используются в об -серваториях для нанесения тематической информации.

Основные работы, опубликованные по теме диссертации:

1. Флоренский К.П., ГУрштейн A.A., Кораблев В.И., Бугаевский Л.М., Шингарева К.Б. Классификация, масштабный ряд и номенклатура . карт Луны в сб. Современные представления о Луне. - М.:Наука, 1972, с. 88-96 (см. также "The Uooa " IÖ7I, № 3\

2. Шингарева К.Б. Картографическая изученность лунной поверзшос-ти. - Б1НИТИ, вып.5, "Луна", 1973, с. 170-230.

3. Шингарева К.Б. Некоторые картографические аспекты изучения Луны по данным телескопических наблюдений и космических съемок. Диссертация, 1974, 148 с. (том приложений 120 е.).

4. Волков Н.М., Депутатова В.Н., Краснопевцев Б.В., Шингарева К.Б. Составление топографической карты Луны масштаба 1:50 ООО на район действия "Лунохода 2", Изв.вузов, сер.геод, и аэрос. 1974, № 6.

5. Совместные советско-американские основные положения по составлению карт Луны. Коллектив авторов. ГУГК, ОНТИ ЦНШГАиК, 1976, на англ. яз., изд. HACA, Вашингтон, 1976 .

6. Шингарева К.Б., Заргарян Т.Г. и др. Бланковая карта Марс .. МИИГАиК, ИКИ АН СССР, 1976.

7. Shingarevu ¿.В., Zargarjan T.G., ét al, i«!arö Outline Ыар, Alle. Vemess, Nachr., 1977, В.81, 10.

8. Шингарева К.Б., Бурба Г.А. Лунная номенклатура. Обратная сторона Луны I96I-I973, - М.: Наука, 1977, 88 с.

9. Шингарева К.Б. Анализ проекций современных лунных карт. Изв.вузов, 1976, № I.

• 10. Shingareva K.B. Conpiling of Serie of Charta of Physical Properties of Lunar Surface on Common Mathematical Basis Allg. Verness. Nachr. 1977, B.8I, 10;

11. Шингарева К.Б., Заргарян T.F., Кондрацкая К.И. Картографическая изученность поверхности Марса. Геодезия и карт., 1977,

№ 3. .

12. Шингарева К.Б. Марсианская Номенклатура. Космич. исследования, . 1977, № 5.

13. Шингарева К;Б., Заргарян Т. Г. Некоторые характеристики фотографирования Марса с космических аппаратов и ареографические системы координат. Изв.вузов, 1978, № I.

14. Шингарева К.Б., Ромашина.Т.А. Картографический аспект изучения физической поверхности Меркурия. Изв.вузов, 1980, 3.

15- Децутатова В.Н., Шингарева К.Б., Кузьмина И.А. Разработка ■серии карт-основ для мелкомасштабноголдтематическсго картографирования планет и спутников. Изв.вузов, 1981, № 2, с. 60-67.

16. Шингарева К.Б. Проблемы общеселенографического картографирования Луны. Изв.вузов, 1983, № I.

17. Григорьева Г.С., Краснопевцева Б.В., Шингарева К.Б. Картографирование планеты Марс в мелких масштабах. Изв.вузов, 1985, № 2.

18. Шингарева К.Б. Луна. Сб. Физика космоса, - М.: БСЭ, 1986.

19. Гри. орьева Г. С., Краснопевцева Б.В., Усова В.В., Шингарева К.Б. Отображение тематической информации о лунной поверхности на карта". Изв.вузов, 1986, № 6.

20. Большаков В.Д., Бугаевский Л.М., Белов В.П., Краснопевцева Б.В., Кремнев P.C., Карягин В.П., Роговский Г.Н., Шингарева 1..Б. Программа "Фобос" и ее картографическое обеспечение Тсзисы докл. на всесоюзн. конф. - М.: ИГАН АН СССР, 1987.

21. Шингарева К.Б., Курченко Л.А. Карта эпицентров сейсмической активности Луны. Изв.вузов, 1987, № 4.

22. Большаков В.Д., Григорьева Г.С., Краснопевцева Б.В., Шингарева К.Б. Разработка атласа планет земной группы и их спут-тиков. Изв.вузов, 1988, № 4.

23. Шингарева К.Б., Курченко Л.А. Систематизация опорных ката -логов Планет и их спутников. Изв.вузов, 1988, № 4.

24. Шш,парева Ч.Б., Самсонова H.A. Анализ картографической обеспеченности планет'земной группы и их спутников. Изв.вузов, 1988, № 4.

25. Большаков В.Д., Краснопевцева Б.В., Шингарева К.Б. Картографическое представление современных знаний о планетах земной

группы и их спутниках. Сб. ст.. - Киев: Наукова Думка,' 1989.

26. Карта Фобоса. Коллектив авторов, МИИГАиК, ф-ка ¡«.Дунаева, 1988.

27. Божок А.П., Краснопевцева Б.В., Розанов H.H., Шингарева К.Б. Выбор регионов поверхности планет земной группы, наиболее перспективных для исследований. Изв.вузов, 1989, J® 6.

28. Buguevskj L.ii., Krasnopevtseva B.V., Shlngareva K.B. Phobos иар and Phobos globe. COSPAH XXVIII Session, Haa; le, 1990.

29. Алтынов А.E., Краснопевцева Б.В., Шингарева К.Б. Составление банка данных по картографическому of .спечению. планет и их спутников. Изв.вузов, 1990, № 3.

30. Бугаевский Л.М., Краснопевцева Б.В., Шингарева К.Б. Специфические особенности картографического отображения деталей поверхности Фобоса. Тезисы доклада. Совт-америк. 12-й микро-си.чп. по сравн. планетологии (Вернадский/Браун), ГЕОХИ АН СССР, 1990.

31. Бугаевский Л.М., Краснопевцева Б.В., Пташко В.В., Шингарева К.Б., Щербинина Г.Н., Аппрокс :мация небесных тел трехосным эллипсоидом. Геод. и карт., 1991, № 5.

32. Краснопевцева Б.В., Шингарева К.Б. Внеземные территории как экологический резер ' Земли. Тезисы докл. - Свердловск, 1991

33. Краснопевцева Б.В., Орешина Л.С., Рябчикова В.В., Шингаре-' ва К.Б. Отображение рельефа поверхности Марса на мелкомасштабной карте. 13-ый сов.-америк. симп. по сравнительной планетологии (Вернадский/Браун), ГЕОХИ АН СССР, 1991.

34. Савиных В.П., Краснопевцева Б.В., Шингарева К.Б. фундаментальные научные исследования планет и их спутников в картографическом отображении. ХХУ1 чтения К.Э.Циолковского,.Калуга, 1991.

35ч Атлас планет земной группы и их спутников. Коллектив авторов.

МИИГАиК, в печати. 36. Комплексный атлас Луны. Коллектив авторов. ШИГАиК,' в печати.

зд, -¡Шихтарепа К.Б. Концепция комплексного картографирования • Луны, Тдщы CAO РАН, в печ.

/

[¿Ц

Подписано в печать/У, £>3. 199«¿г.

МАЛОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ «ПЕТИТ»

3»K.j¿7 Тир JOQ