Статистический анализ фотометрических данных КА "КЛЕМЕНТИНА": новый подход к оценке
химико-минералогического состава лунного грунта

С. Ю. Гераcименко, В. Г. Кайдаш
НИИ астрономии Харьковского национального университета им. В. Н. Каразина

Надежный прогноз химико-минералогического состава лунной поверхности в глобальных и локальных масштабах остается актуальной задачей, в частности с точки зрения количественной оценки ресурсов для создания постоянной базы на Луне. В последнее время во многих исследованиях такого рода используются мультиспектральные мозаики лунной поверхности, полученные КА "Клементина". В то же время их пригодность для целей химико-минералогического анализа осложняется ограниченным числом длин волн в этих данных, а также определенными ошибками в их фотометрической калибровке и сшивке.

В случае плохого качества фотометрических мозаик глобальное геохимическое прогнозирование не представляется возможным. В данной работе мы проанализировали качество глобальных фотометрических мозаик КА "Клементина" статистическими методами.

Чтобы найти и проанализировать возможные источники ошибок, мы осуществили статистический анализ данных пяти-полосной фотометрии КА "Клементина" (данные камеры UVVIS: 0.42, 0.75, 0.90, 0.95, 1.00 мкм) методом главных компонент (МГК). С его помощью мы перешли от исходного пятимерного пространства спектрального альбедо к пространству главных компонент (п.г.к.). Этот метод позволил нам построить изображения главных компонент. Количественный анализ распределения дисперсии по компонентам и визуальный анализ пространственных распределений компонент показал, что в пространстве первых трех г. к. можно описать практически все вариации альбедо и цвета, которые отвечают за вариации химического состава и степени зрелости лунного реголита.

Последние (по уровню дисперсии) две главные компоненты большей частью содержат шум, обусловленный не вполне корректной фотометрической сшивкой отдельных изображений лунной поверхности. Такого сорта ошибки связаны с недоучетом различных условий освещения/наблюдения при съемке лунной поверхности, а также с использованием параметров фотометрической функции, которые не вполне адекватно описывают фазовую зависимость яркости лунного реголита. Мы отмечаем плохую фотометрическую сшивку для высокоширотных областей, характеризующихся существенными вариациями фотометрической функции. Таким образом, мы предлагаем для целей прогнозирования химических и минералогических параметров по оптическим данным воспользоваться анализом первых трех г. к.

Предварительный кластерный анализ корреляционных диаграмм 1-2 и 1-3 в пространстве трех главных компонент (1-2-3) дает нам возможность описать все морфологические типы лунной поверхности как отдельные классы. По этим диаграммам были построены соответствующие карты классов лунной поверхности. Мы предлагаем использовать новый параметр оптической зрелости, полученный путем поворота осей координат в пространстве г. к. Такое преобразование позволяет разделить влияние химико-минералогического состава и степени зрелости лунного грунта на его отражательную способность.

Таким образом, анализ данных КА "Клементина" МГК может быть использован для улучшения прогноза содержания некоторых химических элементов и минералов в лунной поверхности, а также для разделения влияния эффектов химии и созревания грунта на спектральный ход альбедо лунной поверхности.

 

 

Опубликовано:

Тезисы студенческой научной конференции физического факультета 18 апреля 2006г./ Под редакцией доц. Макаровского Н. А. - Х.: ХНУ имени В. Н. Каразина, 2006. - 36 с.

(c) Харьковский национальный университет имени В. Н. Каразина, 2006.