Kartierung des Mondes: Wie nutzt man die Bilddaten des Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO)?

tl; dr Diese Zahlen sind Meter pro Pixel. Aber Sie müssen vorsichtig sein, da es sich um Scans entlang der Umlaufbahn des Raumfahrzeugs handelt, während sich der Mond darunter dreht, sodass x und y verzerrt sind.

Diese Antwort wird Ihnen den Einstieg erleichtern. Das LRO ist ein erstaunliches Raumfahrzeug mit einer Vielzahl von Instrumenten zur Kartierung der Mondoberfläche anhand einer Reihe von Merkmalen sowie simultanen Laser-Entfernungsinformationen für LRO-Erde- und LRO-Mondpfade, die Mondgravitationsmodelle verbessern. Es gibt einen sehr hilfreichen einseitigen Überblick in The Lunar Reconnaissance Orbiter and the New Moon: Mission Highlights and Two More Years of Science From Lunar Orbit! von Projektwissenschaftler John Keller . Sie interessieren sich für die LROC/NAC (LRO Camera / Narrow-Angle Cameras)

Die LRO-Kameras sind ausführlich in Lunar Reconnaissance Orbiter Camera (LROC) Instrument Overview (Robinson et al. 2010, Space Sci Rev (2010) 150: 81–124 DOI 10.1007/s11214-010-9634-2) beschrieben:

Es gibt zwei im Wesentlichen identische Engwinkelkameras, die in den Datenarchiven mit "L" und "R" bezeichnet werden. Jede Kamera verwendet eine ungefähr 5000 Pixel mal 1 Pixel große CDD, und die Umlaufbahnen des LRO in der "X"-Richtung scannen kontinuierlich wie ein Faxgerät oder ein Flachbettscanner. Die FOV der Kameras überlappen sich in der Mitte leicht, erstrecken sich aber links und rechts der Mittellinie, daher auch die „L“- und „R“-Bezeichnungen in den Bilddatenarchiven.

Ein Großteil der Daten wird in einer ungefähr polaren Umlaufbahn aufgenommen, einschließlich der Daten im Januar 2012, die Sie erwähnt haben, sodass die ~ 5000 Pixel einer bestimmten Kamera in diesem Fall nahezu parallel zu Linien der Mondbreite sind.

Upper right latitude    42.08
Upper right longitude  340.64
Lower right latitude    44.76
Lower right longitude  340.7
Lower left  latitude    44.76
Lower left  longitude  340.33
Upper left  latitude    42.09
Upper left  longitude  340.28

Daraus können wir den ungefähren Rand des Bildes zeichnen:

Die Schrägstellung ist auf eine Kombination der Neigungsdrehung der Umlaufbahn des Mondes unter dem Raumfahrzeug zurückzuführen, während es scannt. Denken Sie daran, die Verzerrung zu berücksichtigen, wenn Sie versuchen, diese Bilder zu verwenden!

Die Breite beträgt ca$340.7-340.33\approx0.37$Grad in Breitengrad. Die folgenden Daten zeigen, dass die Kamera fast senkrecht nach unten blickt.

Spacecraft altitude       158.79
Emission angle              1.79
Sub spacecraft latitude    43.42
Sub spacecraft longitude  340.7

Die Breite des Feldes beträgt ungefähr 0,37 Längengrad, wobei korrigiert wird, dass für den Breitengrad die Breite auf der Oberfläche unter der Annahme kleiner Winkel beträgt:

8150 Meter dividiert durch etwa 5000 Pixel ergibt etwa 1,63 Meter pro Pixel in y . Und was sagen die Daten...

Scaled pixel width   1.59
Scaled pixel height  1.55

Natürlich sind die Skalen in den Metadaten zuverlässiger als meine Annäherung, und Sie sollten diese Zahlen verwenden, da eine korrekte Berechnung viel komplexer wäre! Aber meine Berechnungen dienen a) als Plausibilitätsprüfung (habe ich bestanden?) und b) als aufschlussreiche Veranschaulichung dessen, was tatsächlich vor sich geht.

Hier ist ein schnellerer Weg, um an die Skala zu gelangen, aber es gibt keinen Hinweis auf die Schiefe. Die folgende Tabelle zeigt, dass die LINKE Kamera 10.00 microradians per pixel. Multiplizieren Sie das mit der Entfernung von LRO zum Aufnahmeort auf dem Mond in 158.79Kilometern und Sie erhalten ...

1,59 Meter/Pixel! Gleich wie die angegebene Pixelskalierung.

Zum Spaß können Sie zu https://lrostk.gsfc.nasa.gov/preview.cgi gehen und eine Echtzeitanimation dessen sehen, was LRO gerade scannt!