Аполлон 11, Луноход, отражатели, Луна-9, Лунный грунт

[Raliv]

           Определение точности местоположения
Расстояние между Земной и Лунной поверхностью…………..376360 км.
То есть расстояние между обсерваторией и центром лазерного пятна на Луне

                                      376360 км

Расстояние между обсерваторией и краями лазерного пятна – удаление от
центра 4 км.

                                         375360, 00002 км.

Разница расстояний……………0, 00002 км = 2 см
с учетом туда – обратно ……………………….....4 см
задержка сигнала туда – обратно…………….0,13 нсек.

Длительность излучаемого импульса………..2 нс,

                                    Выводы.
 Допустим на Луне установлены 3 отражателя согласно схеме.

- отраженные импульсы от боковых отражателей сложатся в один, так как расстояние одинаково.

- мы не сможем разделить три отраженных импульса по времени, так как длительность излучаемого импульса в 15 раз больше времени задержки, которую надо определить.
- сигналы, отраженные от реголита также суммируются согласно расстоянию и наложатся на отраженный импульс. 

                               Если установлен 1 отражатель
- для фиксации отраженного сигнала необходимо четко фиксировать его передний фронт.
- дискретность определения времени прихода импульса
Для определения местоположения отражателя в пределах круга диаметром 100 м точность определения прихода отраженного импульса должна составлять 0, 00004 нс.

                                                Как то так.

[Raliv]

                           Канал обработки сигналов, снимаемых с ФЭУ
Длительность излучаемого импульса………….2 нс
Спектр…………………………………………1 \ 2 нс = 500 мГц
                                      Итого
Частотная полоса канала обработки должна быть (0 – 1) гГц
Собственные шумы канала усиления и обработки будут вносить свою лепту

[Raliv]

           Пока это только информация для размышления
Известно, что каждый квадратный сантиметр на границе земной атмосферы получает от Солнца около 2 малых калорий теплоты в 1 минуту.

Значит, Луна посылает на 1 см2 Земли ежеминутно не более 225 000-й доли малой калории (т. е. может нагреть 1 г воды в 1 минуту на 225 000-ю часть градуса).

Отсюда видно, насколько не обоснованы все попытки приписать лунному свету какое-либо влияние на земную погоду.

Вот, следовательно, правильное отношение яркостей Солнца и Луны: дневное светило в ясную погоду освещает Землю в 447 000 раз сильнее, чем полная Луна в безоблачную ночь.

Яркость полной Луны в 650 тыс. раз меньше яркости Солнца. Полная Луна отражает только 7% падающего на нее солнечного света.

[Raliv]

На Земле установлен ФЭУ, который измеряет уровень светового потока, который поступает на его рабочую поверхность от двух источников света при одинаковых телесных углах.

Угловой размер Солнца и Луны одинаков.

Яркость источника света — это световой поток, посылаемый в данном направлении, деленный на малый (элементарный) телесный угол вблизи этого направления и на проекцию площади источника на плоскость, перпендикулярную оси наблюдения.

Яркость (световой поток) Луны меньше Солнечного по разным источникам мах 650 000 раз.

Заменим Солнце оптическим лазером.
Будем предполагать, что параметр оптического отражения Лунного  грунта  не изменится для этой длины световой волны.

В этом случае лунный грунт отразит лазерный луч в сторону Земли в таком же телесном угле в 650 000 раз меньше.

[Raliv]

1.. Поиск отраженного сигнала производится в окне 150 мкс = ± 11 км.

2.. Точность определения временных интервалов ± 10 нс = ± 1, 5 м
      По графику дискретность интервалов 500 нс.

3.. Длительность излучаемого импульса 20 нс, а на графике отраженный от уголка импульс имеет длительность  500 нс.

4..Амплитуда сигала от отражателя в 4, 5 раза больше отражения от грунта.

Вывод - график ничего общего не имеет с реальностью.

[Raliv]

СОВЕТСКО-ФРАНЦУЗСКИЙ ЭКСПЕРИМЕНТ ПО ЛАЗЕРНОЙ ЛОКАЦИИ ЛУНЫ

То, что не вошло в Вестник АН СССР, № 6

                   Эксперимент по лазерной локации уголкового
                   отражателя, установленного на Луноход 1

Экспериментально получено количество фотонов
- при наводке в точку № 1= 0,065;
- при наводке в точку № 2=0,076
Сигнал почти на порядок ниже расчетного.

Следует, подчеркнуть, что расчет является сугубо ориентировочным по следующим причинам.
- программа поиска проведена не полностью, и нет уверенности в точной наводке телескопа на отражатель.
- во время измерений наблюдалась сильная турбулентность атмосферы, и оценка связанного с этим уширения лазерного пучка может быть не вполне корректной.
- формула не учитывает неизвестного нам распределения яркости в световом пятне на Луне.
Заключение
Основным результатом первых экспериментов по лазерной локации отражателя, доставленного на Луну, явилось измерение расстояния до него с точностью + 3м.

Обращает на себя внимание тот факт, что измеренные расстояния отличаются от рассчитанных на 800—900 м (5,5—6,0 мкс) и что эта разница во время измерений меняется со скоростью приблизительно 50 м/ч.
Предварительные грубые оценки показывают, что величина и характер этого изменения, по-видимому, являются результатом неточности принятого значения разности эфемеридного и всемирного времени Д Т = ЕТ — UT и, может быть, ошибки в долготе точки наблюдения, хотя последнее значительно менее вероятно.
Детальная обработка полученных данных позволит оценить эту суммарную ошибку.
Итак, мы можем заключить, что метод лазерной локации Луны прошелэкспериментальную проверку. Дальнейшая работа должна заключаться в продолжительном накоплении результатов все более точных измерений
                                     1977 год.

[Raliv]

1..Упорно не показывают верхний график.
2..Цифры на оси Х расположены по-разному.
3..Частота обновления картинок и частота зондирования.
4..Соотношение сигнал от уголка \ сигнал от реголита \ шум приемника.
5..Дискретность по амплитуде
- слева - соотношение 4 \ 3 раз
- справа – соотношение 8 \ 3 раза
6. Дискретность по оси Х
- если длительность импульса 10 нс, то масштаб оси 60 м
- по оси Х 4000 отсчетов, а всплесков амплитуд всего 40 -50

             Вывод
Много интересного в этих картинках.
Скорее всего, это имитация локации, фильм – презентация.

[Raliv]

Реальный ЛЧМ сигнала, принятый от уголкового отражателя.
Излучение ЛЧМ сигнала производилось с самолета станцией бокового обзора.

Каждому отсчету по оси Х соответствует своя амплитуда 8 разрядного АЦП.
Прекрасно видно шумовую составляющую приемника

[Raliv]

              Как начиналась локация Луны у Нас.

Чаша кратера сравнительно ровная, заполненная лавой.

В СССР в 1963 году лоцировался квадрат внутри лунного кратера Аль-Баттани,

В первом опыте был применен рубиновый лазер в режиме свободной генерации, который давал импульсы с энергией 50—70 Дж длительностью ~2 мс.
Величина сигнала составила 1, 5—2, 0 фотоэлектрона на один импульс лазера.

1965 году с помощью новой установки, изготовленной в ФИАН было определено с точностью 200 метров.
Нет уточнения, какой кратер лоцировали.
Точность тогда была ограничена сильным искажением лазерного луча лунной поверхностью.

Применен лазер с модулированной добротностью с энергией 5—7 Дж в импульсе длительностью (50 – 100) нс, а также более совершенный измеритель временных интервалов, построенный на базе пересчетных ячеек.
Временное разрешение этой аппаратуры было –100 нс, что соответствовало ошибке измерения расстояния ~15 м.

                Вывод
Энергию импульса уменьшили в 10 раз
Длительность уменьшили в 20 раз
Остальная информация засекречена.

Через 5 лет будут лоцировать Луноход.

[Raliv]

42 года лазерной локации. Где- то время и технология замерла.

[Raliv]

Сегодня сфотографировал Луну на фоне голубого неба.
Голубой цвет неба работает как фильтр,
В фотошопе с помощью инструментов установил баланс так, что бы
небо стало черно - белым.
- Вот такой цвет Луны должны видеть космонавты и лунатики.
22 января 2013      17. 00.  Москва



            Фото 1
фото Луны из Москвы с компенсацией цвета атмосферы и увеличения контраста.
            Фото 2
Черно - белая фотка 21 века, предназначенная для всего человечества.
            Стрелки
Похоже здесь приземлился и работал Наш Луноход - 1

[Raliv]

По астрономическим данным, характеристики отражения поверхности Луны (индикатрисы рассеяния) имеют своеобразную форму, вытянутую в направлении солнечных лучей (рис. 1).
Такие индикатрисы характерны для сильно изрытых поверхностей.
Они получены путем наблюдения с Земли площадок лунной поверхности, имеющих значительные размеры - многие километры.
Хотя распространение этих данных на микрорельеф, ранее не исследованный, представлялось спорным, ориентироваться пришлось именно на них. Опубликованные материалы, полученные аппаратами "Рейнджер", не принесли новых данных по этому вопросу.

- яркость всех областей до (или после) полнолуния увеличивается (или уменьшается) быстрее, чем по линейному закону, такое поведение кривых характеризует свойство лунного закона отражения, называемое обратным рассеянием;

-скорость увеличения яркости особенно велика при малых фазовых углах, этот
факт известен как оппозиционный эффект.


Допустим, что вместо Солнца мы имеем лазер.
Тогда большая часть энергии отразится от реголита в сторону излучателя и создаст на земле световое пятно.
Необходимо определится с телесным углом допустим по уровню 0, 7 и соответствующей частью сферической площади, определяемой телесным углом

                               Как - то так

[Raliv]

Таким образом для анализа были взяты три материковых типа: тёмные материки (0.12-0.14), обычные материки (0.14-0.15) и светлые материки (>0.16).
Альбедо участков лунной поверхности отличаются 0,16 \ 0,12 = 1,33 раза.

То - есть это зарплата либо 40 000 руб, либо 53 000руб.

Одним словом, в расчетах должны учитываться параметры отражения для каждого
конкретного места положения отражателей, а не их мифическое средне - интегрированное.
Борьба идет за каждый фотон.

[Raliv]

                                         Цитирование статей.

               РАССЕЯНИЕ СВЕТА ЛУННОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ
y - разность азимутов падающего и отраженного лучей = углом фазы = фазовый угол,.

Особенность лунного закона отражения - сильное обратное рассеяние.
Анализ этих наблюдательных данных показал, что лунная поверхность обладает следующими фотометрическими свойствами:
- все области без исключения имеют максимальную яркость в полнолуние.
- яркость всех областей  в зависимости от фазы изменяется нелинейно и такое  свойство называемое обратным рассеянием.
- скорость увеличения яркости особенно велика при малых фазовых углах - оппозиционный эффект.

                          1.3.3. Оппозиционный эффект.
Нелинейное возрастание яркости с уменьшением угла фазы, называется эффектом обратного рассеяния и объясняется преимущественно теневыми эффектами.

Однако при углах фазы, меньших 10 -30°, крутизна фазовой зависимости резко возрастает, что интерпретируется как самостоятельный эффект – оппозиционным.

Оппозиционный эффект характерен для всех твёрдых поверхностей небесных тел.

Для описания обратного рассеяния света при малых углах фазы только теневого эффекта недостаточно.

Был предложен ряд не теневых механизмов, формирующих оппозиционный эффект, и называемых общим термином  - оптическая концентрация света на источник.
Это такие механизмы;
- глория - стеклянные шарики, отражающие при определённых условиях строго назад.
- эффект бисерного экрана - фокусировка падающих параллельно лучей частицами реголита на подложку.
 - уголковые отражатели - кристаллы строго кубической формы.
Эти явления, за исключением фокусировки, проблематично привлекать для объяснения оппозиционного эффекта в связи с пренебрежимо низким наличием этих образований на Луне.

В настоящее время основным механизмом формирования оппозиционного эффекта принято считать явление когерентного усиления обратного рассеяния.
Этот механизм возникает в среде обычных рассеивателей вследствие волновой природы света.
Сущность этого явления заключается в том, что при многократном рассеянии света в порошкообразной среде значительную часть траекторий луча света можно разделить на пары, в которых выходящие из среды лучи интерферируют между собой.
Причём разность фаз в такой паре стремится к нулю, что приводит к увеличению яркости в оппозиции, которое теоретически может достигать почти двух раз.

Как было уже отмечено выше, теневой механизм позволяет описать характер отражения света лунной поверхностью при умеренных углах фазы.
При малых углах фазы к нему подключается когерентное усиление, которое может вносить существенный вклад при очень малых углах фазы (a<2°).
ВЕЛИКОДСКИЙ ЮРИЙ ИВАНОВИЧ
ВЛИЯНИЕ АЛЬБЕДО И РЕЛЬЕФА НА ЗАКОН РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЯРКОСТИ ПО ДИСКУ ЛУНЫ

Научный руководитель – доктор физико-математических наук
АКИМОВ ЛЕОНИД АФАНАСЬЕВИЧ
Харьков – 2002

[Raliv]

                           Выборка из статьи
Феномен обратного рассеяния света в окололунном «зыбком пространстве».
Использовались данные;
Б.Хапке. Оптические свойства лунной поверхности. В: «Физика и астрономия Луны», З.Копал, ред. «Мир», М., 1973

Скорее всего график не отражает реальной действительности в связи с интерполяцией, хотя возможны очертания похожи, кроме вершины в пределах ± 10º.
Отражающая поверхность Луны не зеркало, чтобы дать такую острую диаграмму направленности.
Это говорит об общем незнании свойств реголита и соответственно лазерной локации.
Интересен метод получения академиками данных для графика.
График от 1973 года, когда реально выполнена работа неизвестно.

Феномен обратного рассеяния не объяснить обычным рассеянием на шероховатостях поверхности Луны.
Оппозиционный эффект характеризует скорость изменения яркости при изменении фазового угла.
Оппозиционный эффект лишь подчёркивает остронаправленность действия эффекта обратного рассеяния.

Считалось, что феномен обратного рассеяния обусловлен какими-то необычными свойствами лунного грунта – и это при том, что феномен одинаково проявляется для всех областей лунного диска - волновой свойства света.

Каковы физические следствия феномена обратного рассеяния?
Если Луна отражает всего около 7% от падающего солнечного света, и если почти весь этот отражённый свет идёт в том направлении, откуда он пришёл.?????, то наблюдатель на Луне никоим образом не увидит залитых солнечным светом пейзажей.
Для наблюдателя даже на освещённой Солнцем стороне Луны царят сумерки – что демонстрируют, например, первые же фотографические панорамы, сделанные на поверхности Луны советскими аппаратами, начиная с «Луны-9» а также большой архив телевизионных изображений, переданных «Луноходом-1».
Наблюдатель на Луне сможет увидеть ярко освещёнными либо те объекты, которые находятся вблизи воображаемой прямой, проведённой от Солнца через его голову, либо те, которые он подсвечивает сам, держа источник света вблизи своих глаз.
Помимо сумерек, царящих даже на освещённой Солнцем стороне Луны, из-за феномена обратного рассеяния там наблюдаются совершенно чёрные тени – а не серые, как на Земле, поскольку на Луне области тени не подсвечиваются рассеянным светом ни от освещённых участков, ни от атмосферы, которой на Луне нет.

                                     Замечания
Согласно теоретическому расчету и приведенному графику, телесный угол отражения по уровню 0,5 составляет 60 º (угол раствора конуса)
Есть предположения, что не все графики показаны для данной работе.
Оцифровка кино и фотоматериалов для Интернета производится с градацией серого 256, что не позволяет судить о реальных тенях.

[Raliv]

Проблема с площадью отражателя Лунохода 1

Сторона отражателя Лунохода……………10, 6 см…………… .8, 98 см.......(11см)
Площадь 1 призмы…………………………......48, 65 см²………….34, 93 см²
Площадь 14 приз…………………………….......0, 068 м²……………0, 0489 м²
Таблица Виталия Насенника………………..0, 064 м²  

[Raliv]

                                                     Задача
Расчет соотношения отражения от сигнал уголка \ сигнал реголит.
Допустим, уровень принятых сигналов от отражателя и реголита одинаковы.
Необходимо рассчитать телесный угол отражения для проверки оппозиционного эффекта.

                                  Результаты при соотношении сигнал \ шум = 1
Угол раствора конуса………………………21º
                             Если углы рассеивания лазером и уголком больше на 1 сек.
Угол раствора конуса………………………28º
                    Сигнал от отражателя в 3 раза больше, чем от реголита.
Угол раствора конуса………………………48º

Реголит отражает сигнал со всей площади, компенсируя неравномерность лазерного луча в сечении – происходит суммирование отражения с элементарных площадок реголита.
Отражатель в этом отношении не обладает этой возможностью.

Сам Луноход и платформа могут являться хорошими отражателями, на что указывает снимки
LRO.
 На снимках солнечные лучи попадают в объектив LRO несмотря на то, что солнце светит сбоку.
По снимкам можно определить эффективную площадь отражения корпуса Лунохода и посадочного модуля.

                                                Вывод
Расчеты совпадают с явлением направленного отражения от реголита.
Проблема выделения сигнала от отражателя очень серьезна и в те времена, по-видимому, не
разрешима и по сей день.
Несмотря на то, что пипелац приземлялся в слепую от поднятого работающем двигателем реголита, отражатель А11 был установлен в 16 метрах от центра пипелаца, что окончательно хоронит эту проблему.
Но теоретически работу надо продолжать.
                                                                         Как то так.

[Raliv]

Наличие оппозиционного эффекта полностью перечеркивает обнаружение уголковых отражателей.
По какому сценарию работали и продолжают работать академики многих стран….
Оппозиционный эффект часто применяют для подтверждения лунной опупей – возможна дебильная иммитация только для павильонных съемок.

[Raliv]

Великодский Ю.И. Влияние альбедо и рельефа на закон распределения….

Благодарности. Автор искренне благодарит Л.А. Акимова за идею диссертационной работы и руководство ею, а также за индикатометрические измерения образцов и оцифровку фотографических изображений Луны, специально проведенные для этой работы.

Автор выражает искреннюю признательность В.В. Корохину за создание аппаратуры для наблюдений и программ первичной обработки, без которых выполнение диссертационной работы было бы невозможным, а также за помощь в наблюдениях, обработке данных, подготовке текста диссертации и, наконец, за огромную моральную поддержку при выполнении работы.

Автор благодарит Ю.Г. Шкуратова и М.А. Креславского за идею обработки данных КА "Клементина" с целью исследования спектральной зависимости фактора гладкости, а также за предоставление автору этих данных.

Автор благодарит Ю.В. Александрова, Ю.Г. Шкуратова, Д.Г. Станкевича и А.М. Грецкого за внимательное прочтение и обсуждение рукописи диссертации, за полезные замечания к тексту работы.

Автор благодарит С.А. Белецкого за ценные советы по тексту диссертации, а также всех сотрудников НИИ астрономии и кафедры астрономии ХНУ за обсуждение результатов, критические замечания и полезные советы по диссертации.

                         Замечание
Сколько замечательных людей бились над проблемой, вспомнил "Клементину"

А почему забыли подключить панорамные фотографии Луноходов – не знали, что они существуют или……..

[Raliv]

Великодский Ю.И. Влияние альбедо и рельефа на закон распределения….

Благодарности. Автор искренне благодарит Л.А. Акимова за идею диссертационной работы и руководство ею, а также за индикатометрические измерения образцов и оцифровку фотографических изображений Луны, специально проведенные для этой работы.

Автор выражает искреннюю признательность В.В. Корохину за создание аппаратуры для наблюдений и программ первичной обработки, без которых выполнение диссертационной работы было бы невозможным, а также за помощь в наблюдениях, обработке данных, подготовке текста диссертации и, наконец, за огромную моральную поддержку при выполнении работы.

Автор благодарит Ю.Г. Шкуратова и М.А. Креславского за идею обработки данных КА "Клементина" с целью исследования спектральной зависимости фактора гладкости, а также за предоставление автору этих данных.

Автор благодарит Ю.В. Александрова, Ю.Г. Шкуратова, Д.Г. Станкевича и А.М. Грецкого за внимательное прочтение и обсуждение рукописи диссертации, за полезные замечания к тексту работы.

Автор благодарит С.А. Белецкого за ценные советы по тексту диссертации, а также всех сотрудников НИИ астрономии и кафедры астрономии ХНУ за обсуждение результатов, критические замечания и полезные советы по диссертации.

                         Замечание
Сколько замечательных людей бились над проблемой, вспомнил "Клементину"

А почему забыли подключить панорамные фотографии Луноходов – не знали, что они существуют или……..