Картография Венеры

Картография Венеры ведёт своё начало с 1960-х годов^[1]:13. Поскольку поверхность Венеры скрыта от наблюдений в видимом свете плотным облачным покровом, то различить детали на её поверхности стало возможным лишь с появлением достаточно мощных наземных радаров. Крупные области, имевшие на радиолокационных изображениях вид светлых пятен, получали обозначения. С увеличением числа наблюдательных данных потребовалось введение системы координат и системы наименований для деталей поверхности Венеры.

Общая информация

Первое определение системы координат для Венеры было дано Международным астрономическим союзом в 1970 году, когда обозначенная на радиоастрономических изображениях греческой буквой «альфа» деталь поверхности Венеры (впоследствии получила название область Альфа) была выбрана в качестве точки, через которую проходит нулевой меридиан^[2]:401. Эти изображения были составлены, в частности, на основе данных о спектре эхо-сигнала с длиной волны 12,5 см, полученных Роландом Карпентером в 1962 году и Диком Голдстейном в июне 1964 года в Голдстоуне.^{[3] [4]}

Начавшиеся с конца 1970-х годов полёты к Венере АМС с установленными на них радиолокаторами для съёмки поверхности Венеры приносили всё более точные данные. Была составлена карта поверхности Венеры с разрешением 150—200 км по данным первой из таких станций — «Пионер-Венера-1». Разрешение съёмки северной приполярной области поверхности Венеры с АМС «Венера-15» и «Венера-16» уже составляло 1—2 км.^[5] По её результатам составлены геолого-геоморфологическая карта, представленная в 1984 году на 27-м Международном геологическом конгрессе^[6], фотографическая и гипсометрическая карты на 25% территории планеты. При этом поверхность северной четверти Венеры (севернее 30° с. ш.) была разбита на 27 частей, каждой из которых соответствовал лист фотографической и лист гипсометрической карт. Путём объединения всех известных к тому моменту данных о Венере в 1989 году был опубликован первый Атлас рельефа Венеры^[7].

Радиояркая область Альфа уже не отвечала требованиям к точности привязки системы координат. Поэтому Д. Кэмпбеллом и Ю. Тюфлиным были изучены шесть кратеров, общих для съёмки «Венеры-15», «Венеры-16» и наземных радиоастрономических наблюдений 1983 года в Аресибо. Из них был выбран один, впоследствии названный Ариадна^[8]. И в 1985 году Рабочая группа МАС утвердила новые параметры системы координат, в которой нулевой меридиан проходил через центральную горку этого кратера^[9].

Космический аппарат «Магеллан» с 1990 по 1994 год охватил радиолокационной и радиовысотомерной съёмками 98% поверхности Венеры, покрыв значительную часть области, не охваченной исследованиями предыдущих космических аппаратов и наземных радиотелескопов и пересняв уже исследованную с разрешением до 100 метров. Для картографической обработки полученных «Магелланом» данных поверхность Венеры была разбита на 62 части, для каждой из которых была составлена фотографическая карта^[10]. По данным радиовысотомера «Магеллана», с использованием данных КА «Пионер-Венера-1», «Венера-15» и «Венера-16» составлена гипсометрическая карта 98% поверхности Венеры^[11] и глобус Венеры^[12]. Не охваченной радиолокационными и высотомерными исследованиями остались 2% поверхности Венеры в южной приполярной области. На основании информации, полученной КА «Магеллан» и предыдущими станциями, с 1995 года проводится составление геологических карт для каждой из 62 частей поверхности Венеры. К 2013 году опубликовано 29 листов таких карт^[13]. Также созданы обзорные (мелкомасштабные) гравиметрическая карта и карта микроволнового излучения Венеры^[14]. В 2007 году по данным, полученным радиовысотомером КА «Магеллан» составлена новая гипсометрическая карта Венеры с названиями на русском языке, включающая детали рельефа, получившие наименование после составления предыдущей подобной карты^[15].

Запущенный в ноябре 2005 года Европейским космическим агентством КА «Венера-экспресс» дополнил сведения о температурах северного полушария Венеры, собранные фурье-спектрометрами «Венеры-15» и «Венеры-16» (1500 профилей температуры в диапазоне высот 60—90 км северной приполяной области), данными о температурах южного полушария. По результатам, полученным картирующим спектрометром КА «Венера-экспресс» в 2009 году составлена карта южного полушария Венеры в инфракрасном диапазоне («температурная карта»)^[16][17].

Системы координат

Главные параметры, определяющие систему координат для деталей поверхности Венеры — это направление оси вращения и положение нулевого меридиана. Положение нулевого меридиана первоначально было «привязано» к радиоастрономическим наблюдениям Голдстейна июня 1964 года: так, чтобы в дату ближайшего расстояния Венеры от Земли, 20 июня 1964 года, в 0 часов по всемирному времени центральный по отношению к Земле меридиан имел долготу 320 градусов, а сам нулевой меридиан (то есть линия долготы 0 градусов), соответственно, проходил через радиояркую Область Альфа (центр кратера Ариадна)^[18]. На этой основе МАС и определил впервые систему координат для поверхности Венеры в 1970 году на XIV Генеральной ассамблее в Брайтоне^[19]. Последующие изменения параметров приведены в следующей таблице:

Система	Положение оси вращения	Положение нулевого меридиана	Использовалась в...
МАС-70[19]	${\displaystyle \alpha _{0}=273^{\circ },0}$ ${\displaystyle \delta _{0}=+66^{\circ },0}$[20]	Такое, что в эпоху JED 2438566,5 при взгляде из центра Земли центральный меридиан имеет долготу 320°
МАС-79[21]	${\displaystyle \alpha _{0}=272^{\circ },8}$ ${\displaystyle \delta _{0}=67^{\circ },2}$[20]	${\displaystyle W=213^{\circ },63-1^{\circ },4814205d}$[22]
МАС-82[23]	${\displaystyle \alpha _{0}=272^{\circ },78}$ ${\displaystyle \delta _{0}=67^{\circ },21}$[24]	${\displaystyle W=159^{\circ },91-1^{\circ },4814205d}$[25]	«Венера-15», «Венера-16»
МАС-85[9]	${\displaystyle \alpha _{0}=272^{\circ },69}$ ${\displaystyle \delta _{0}=67^{\circ },17}$[26]	${\displaystyle W=160^{\circ },39-1^{\circ },4813291d}$[27]	«Магеллан», ArcMap 8.x[28]
МАС-2000[29]	${\displaystyle \alpha _{0}=272^{\circ },76}$ ${\displaystyle \delta _{0}=67^{\circ },16}$[30]	${\displaystyle W=160^{\circ },20-1^{\circ },4813688d}$[31]	ArcMap 8.x[28]

Форма Венеры считается сферической, поэтому разницы между употреблением терминов планетоцентрическая (в данном случае называется венероцентрической) и планетографическая (в данном случае называется цитерографической) применительно к системе координат на поверхности Венеры не видно. При заданной системе координат экватор берётся перпендикулярным к оси вращения и проходящим через центр Венеры, отсчёт долгот на поверхности Венеры идёт к востоку от нулевого меридиана с 0° до 360°, а широты изменяются от 0° до 90° и считаются отрицательными к югу от экватора и положительными — к северу от него.

Примечания

1. Бурба Г.А. Номенклатура деталей рельефа Венеры. — М.: Наука, 1988. — 64 с. — 1350 экз. — ISBN 5020000035.
2. Абалакин В.К. Основы эфемеридной астрономии. — М.: Наука, 1979. — 448 с.
3. Butrica, A.J. Chapter Five: Normal Science // To See the Unseen—A History of Planetary Radar Astronomy. — 1996. Архивировано 25 декабря 2017 года.
4. Aleksandrov, Y. N., Zyatitskii, V. A., Rzhiga, O. N. Characteristics of the Spectrum of Radio Waves Reflected by Venus (англ.) // Soviet Astronomy^[англ.] : journal. — 1968. — Vol. 11. — P. 852—855.
5. О. Н. Ржига. Новая эпоха в исследовании Венеры. М.:Знание, 1988  (неопр.). Дата обращения: 13 мая 2013. Архивировано 15 июня 2009 года.
6. Геологи исследуют Венеру (рус.) // Наука и жизнь. — М.: Правда, 1985. — № 2. — С. 66—69.
7. В. А. Котельников, В. Л. Барсуков, Э. Л. Аким и др. Атлас поверхности Венеры. — Москва, Главное управление геодезии и картографии при Совете Министров СССР, 1989
8. Merton E. Davies, Patricia G. Rogers "The Preliminary Geodetic Control Network of Venus" (англ.)
9. Davies, M.E., Abalakin, V.K., et al. Report of the IAU/IAG/COSPAR working group on cartographic coordinates and rotational elements of the planets and satellites: 1985 (англ.) // Celestial mechanics : journal. — 1986. — Vol. 39. — P. 103—113.
10. Фотографические карты Венеры масштаба 1:5000000  (неопр.). Дата обращения: 19 октября 2010. Архивировано 4 октября 2020 года.
11. Гипсометрическая карта Венеры масштаба 1:10000000  (неопр.). Дата обращения: 19 октября 2010. Архивировано 5 октября 2020 года.
12. Глобус Венеры  (неопр.). Дата обращения: 19 октября 2010. Архивировано 16 октября 2011 года.
13. Геологические карты Венеры Архивная копия от 8 июня 2011 на Wayback Machine
14. Фотогалерея Венеры Архивная копия от 22 сентября 2020 на Wayback Machine на сайте НАСА
15. Е. Н. Лазарев, Ж. Ф. Родионова. Новая карта Рельефа Венеры // Земля и Вселенная. — М., 2008. — № 2. Архивировано 25 декабря 2014 года.
16. New map hints at Venus' wet, volcanic past  (неопр.). Дата обращения: 21 октября 2010. Архивировано 11 декабря 2010 года.
17. «Венера Экспресс» начинает свои эксперименты Архивная копия от 4 марта 2016 на Wayback Machine на сайте журнала Наука и жизнь
18. Carpenter, I. R. L. Study of Venus by CW radar-1964 results (англ.) // Astronomical Journal : journal. — 1966. — Vol. 71. — P. 142—151. Архивировано 5 марта 2016 года.
19. XIVth General Assembly - Transactions of the IAU / C. de Jager, A. Jappel. — Association of Univ. for Research in Astronomy, 1970. — Т. XIV B. — ISBN 90-277-0190-3. Архивировано 30 апреля 2013 года.
20. Координаты даны во второй экваториальной системе координат для эпохи JED 2433282,423 (1950,0 или B1950)
21. Davies, M.E., Abalakin, V.K., et al. Report of the IAU working group on cartographic coordinates and rotational elements of the planets and satellites (англ.) // Celestial mechanics : journal. — 1980. — Vol. 22. — P. 205—230.
22. Тождественно определению нулевого меридиана в МАС-70. W — угол, измеряемый к востоку вдоль экватора Венеры от восходящего узла экватора Венеры на экваторе второй экваториальной системы координат для эпохи JED 2433282,5 (J1950), d — количество эфемеридных дней, прошедших от эпохи J1950
23. Davies, M.E., Abalakin, V.K., et al. Report of the IAU Working Group on Cartographic Coordinates and Rotational Elements of the Planets and Satellites: 1982 (англ.) // Celestial mechanics : journal. — 1983. — Vol. 29. — P. 309—321.
24. Координаты во второй экваториальной системе координат, по сравнению с МАС-79 они не поменялись, но теперь даны для эпохи JD 2451545,0 TDB (J2000)
25. По сравнению с МАС-79 не поменялся, но теперь используется эпоха JD 2451545,0 TDB (J2000).
26. Координаты по сравнению с МАС-82 поменялись, эпоха осталась той же: JD 2451545,0 TDB (J2000)
27. По сравнению с МАС-82 поменялся, эпоха используется та же: JD 2451545,0 TDB (J2000).
28. ArcMap 8.x and Planetary Projection Tutorial  (неопр.). Дата обращения: 22 октября 2010. Архивировано из оригинала 27 мая 2010 года.
29. Seidelmann, P.K., Abalakin, V.K., et al. Report of the IAU/IAG Working Group on Cartographic Coordinates and Rotational Elements of the Planets and Satellites: 2000 (англ.) // Celestial mechanics : journal. — 2002. — Vol. 82, no. 1. — P. 833—111.
30. Координаты по сравнению с МАС-85 поменялись, эпоха осталась той же: JD 2451545,0 TDB (J2000)
31. По сравнению с МАС-85 поменялся, эпоха используется та же: JD 2451545,0 TDB (J2000).

Ссылки

• Карты Венеры