Дослідження сучасних моделей гравітаційного поля Місяця
Автор: Ущук Юлія Олексіївна
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Космічна геодезія
Інститут: Інститут геодезії
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2021-2022 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Місяць — єдиний природний супутник планети Земля, і є найближчим до нас небесним тілом. Він другий за яскравістю об’єкт на земному небосхилі після Сонця, і п’ятий за величиною супутником планет Сонячної системи. Відстань між Місяцем і Землею становить приблизно 385 000 км[1]. Першою людиною, яка залишила свій слід на Місяці був Ніл Армстронг, командир корабля «Аполлон 11» і відбулося це 20 липня 1969.[3] Для вивчення геометричних та динамічних характеристик Місяця широко використовуються як класичні наземні астрометричні спостереження (меридіанні, геліометричні, фотографічні та ін), так і вимірювання за допомогою космічної техніки, оптична локація кутових відбивачів, встановлених на місячній поверхні, а також радіоінтерферометрія з наддовгою базою (ДБРІ) цих об’єктів. Відомі близько 30 моделей гравітаційного поля Місяця, побудованих на основі вимірювань ШСМ «Луна», «Лунар Орбітер», «Explorer», субсателітів КК «Appolo», лазерної локації та ДБРІ, а також вимірювань променевих прискорень командно-службових модулів КК «Appolo» [2]. Нині існує багато моделей гравітаційного поля Місяця, тож при застосуванні цих моделей для вирішення теоретичних і практичних завдань, що виникають при вивченні Місяця та місячного простору при інтерпретації результатів, виникнуть питання щодо їх надійності. Звісно, що побудовані моделі не можуть бути абсолютно точними, адже завжди будуть міститися похибки при вимірах та помилки, пов’язані із способом опрацювання даних. Однією з найважливіших характеристик, які впливають на гравітаційне поле, є параметри внутрішньої будови. В топографічному відношенні Місяць вивчений нерівномірно. Дані відстеження місії Lunar Orbiter були опрацьовані, щоб отримати якісно узгоджену гравіметричну карту видимої сторони Місяця. Незважаючи на те, що була використана спрощена модель, результати показали, що під місячними кільцями є великі масові концентрації, які називаються масконами, які були виявлені Мюллером і Шегреном у 1968 р. за даними п’яти космічних апаратів Lunar Orbiter (США), і можуть мати важливі наслідки для різних теорій, що стосуються місячної історії. Маскони характеризуються значними додатними аномаліями сили тяжіння, що співпадають з центрами великих басейнів Місяця.[4][5] Значення прискорення вільного падіння для Землі g = 9,822 м/с2, а для Місяця це значення, приблизно, у шість разів менше і дорівнює g=1,62м/с2[6]. За останні роки був різкий поштовх у вивченні топографії та місячного гравітаційного поля, а це говорить про початок освоєння людиною космосу в практичних цілях. За результатами численних місій, реалізованих різних космічних проєктів та експериментів, створено багато нових моделей сили притягання та аномалій висот Місяця. На сьогоднішній день існує багато моделей гравітаційного поля Місяця, за допомогою яких можна обчислювати ті чи інші трансформанти цього поля. Однак роздільна здатність обчислених трансформант за допомогою даних моделей напряму залежить від порядку та ступеня самої моделі. В даній роботі виконано порівняння наступних моделей гравітаційного поля Місяця: – AIUB GRAILV-VGRL 350A(2021р.); – STU_MoonTopo720_plusNormalField(2019р.); – GRGM660PRIM(2013р.); – JGL150Q1(2000р.); – GLGM-2(1995р.). При вивчені гравітаційного поля Місяця використовуються певні його трансформанти, в даному випадку було використано аномалію висоти та аномалію сили притягання. Побудовано карти аномалій сили притягання та аномалій висоти Місяця, а також проведено їх детальний аналіз. Також побудовано карти різниць для даних трансформант, на яких чітко видно особливості порівнювальних моделей. Це дасть змогу науковцям при подальших дослідженнях Місяця, підібрати для використання найбільш досконалий варіант моделі для застосування. В результаті досліджень даних моделей гравітаційного поля і топографії Місяця можна зробити висновок, що, на сьогодні, для описання топографічної поверхні Місяця найточнішою є модель STU_MoonTopo720_plusNormalField (2019р.) і вона має одну з кращих роздільних здатностей. Аналізуючи побудовані карти аномалій висот та аномалій сили притягання ми дійшли до висновку, що новіші моделі гравітаційного поля Місяця AIUB GRAILV-VGRL 350A(2021р.) та GRGM660PRIM(2013р.) є точнішими та повнішими у порівнянні із попередніми моделями. Об’єкт дослідження – гравітаційне поле Місяця. Предмет дослідження – дослідження моделей гравітаційного поля Місяця. Мета дослідження – проаналізувати нові сучасні моделі гравітаційного поля Місяця, порівняти їх між собою, та показати різницю з вже існуючими. Узагальнити інформацію про нові моделі, щоб інші дослідники могли її використовувати під час своїх досліджень. Результати дослідження – Досліджено сучасний стан вивчення топографії, внутрішньої будови та гравітаційного поля Місяця. Побудовані карти аномалій сили притягання та аномалій висоти. Проаналізовано та описано особливості досліджуваних моделей. Також побудовано карти різниць для даних трансформант, на яких чітко видно особливості порівнювальних моделей. Ключові слова – Місяць, місячний рельєф, моделi гравітаційного поля Місяця, гравітаційне поле, сила притягання, аномалія висоти, маскон.