Українські вчені розкрили унікальні методи відтворення рельєфу планет

Вчені з Інституту радіофізики та електроніки ім. О.Я. Усикова НАН України здійснили прорив у вивченні планетних поверхонь, розробивши унікальний метод відновлення рельєфу з надзвичайно високою точністю. Дослідження, проведене науковцями Іриною Дуловою та Наталією Бондаренко, відкриває нові можливості для детального вивчення топографії небесних тіл.

Метод удосконаленої фотоклинометрії (МУФК) дозволяє відтворювати рельєф планетних поверхонь з використанням серії зображень, враховуючи випадкові шумові складові початкових даних. Науковці розробили два варіанти реалізації методу: МУФК-Ф з використанням перетворення Фур'є та МУФК-Т з використанням методу скінченних різниць для розв'язання рівняння Пуассона.

Експериментальні дослідження показали вражаючі результати. За методом МУФК-Т при високому відношенні сигнал/шум (ВСШ 50) можна відтворювати форму топографічних об'єктів розміром до 4G (G — роздільна здатність зображення). Метод МУФК-Ф дозволяє відновлювати рельєф на просторових масштабах 9G при тому самому ВСШ.

Особливістю методу є здатність мінімізувати похибки відновлення висот. Для об'єктів розміром 8G-64G локальна похибка обчислення висот не перевищує 0.004−0.070 для МУФК-Т та 0.010−0.080 для МУФК-Ф. Найменші топографічні деталі розміром 4G-8G найкраще відновлювати методом скінченних різниць.

Дослідження проводилися на модельованих поверхнях, що імітують ландшафти планет земної групи. Вчені використовували два типи модельного рельєфу: поверхню, вкриту кратерами, та штучний рельєф з різними за формою та розміром топографічними об'єктами.

Важливою перевагою методу є можливість працювати з різними типами зображень та враховувати різні умови спостереження. Науковці довели, що кут освітлення та співвідношення сигнал/шум значно впливають на точність відновлення рельєфу.

Розроблений метод має широке практичне застосування в плануванні космічних місій, дослідженні планетних поверхонь та вивченні геологічної історії небесних тіл. Він може бути використаний для аналізу поверхонь Марса, Місяця та інших планет Сонячної системи.