Вид Земли из космоса. 12 апреля 1961 года гражданин Советского Союза Юрий Алексеевич Гагарин впервые в мире облетел земной шар на космическом корабле «Восток». Это была крупная победа советской науки и техники. Весь мир был восхищен небывалым полетом в космос.
Выход человека в космос позволил еще лучше узнать нашу планету. С высоты 200 тыс. км Земля похожа на гигантский глобус с затуманенными из-за наличия атмосферы краями с поперечником, в несколько раз превосходящим поперечник Луны. С приближением к Земле сияющий шар постепенно вырастает; все яснее различаются материки и острова с озерами и реками, моря и заливы. Вид родной Земли из космоса произвел на первого космонавта Ю. Гагарина яркое впечатление. Он рассказывал: «Отчетливо вырисовываются горные хребты, крупные реки, большие лесные массивы, пятна островов... Земля радовала сочной палитрой красок».
Описания земной поверхности, сделанные космонавтами, и особенно фотоизображения ее, полученные путем фотографирования со спутников, внесли много нового в представление о Земле.
На рисунке 57 помещен космический снимок земного шара. Облачные образования на этом снимке закрывают значительную часть земной поверхности, но во многих местах она хорошо просматривается. Здесь мы видим Африканский материк, Красное море и многие другие географические объекты.
Что и как можно узнать по космическим фотоснимкам? Каждый новый виток спутника вокруг Земли приносит новую «дорожку» фотографий, по которым ученые получают богатейшую информацию о нашей планете. Снимки, полученные из космоса, используют в решении многих научных и народнохозяйственных задач. По ним можно следить за образованием и перемещением облаков, оценивать ледовую обстановку в арктических морях, предсказывать погоду. Они помогают ученым в поиске полезных ископаемых, изучении характера перемещения песков, решении сельскохозяйственных и лесных проблем и многих других задач.
Дешифрирование космических снимков, так же как и аэрофотоснимков, основано на дешифровочных признаках, по которым опознаются местные предметы. При фотографировании горных стран хорошо читаются подробности рельефа. Они выделяются резкими контрастными тонами, которые получаются на фотографии в результате различной освещенности противоположных склонов. Населенные пункты и дороги также можно опознать по своим дешифровочным признакам, то только на оригинальных снимках и под большим увеличением. На типографских оттисках этого сделать нельзя.
Особенно большую информацию дает спектрозональное фотографирование. Для этого специалистами ГДР и СССР был разработан и изготовлен в ГДР специальный космический фотоаппарат МКФ-6, позволяющий вести съемку в шести диапазонах спектра электромагнитных колебаний. В результате получается серия фотографий, на каждой из которых видны только те объекты, которые отражают электромагнитные волны определенной длины. Если эти фотографии сопоставить, то скрытое изображение на одном снимке будет отчетливо видно на другом. Обычно их в разных цветах накладывают один на другой и получают цветной снимок. На таких снимках цветопередача не соответствует реальным цветам природных объектов, а используется для увеличения контрастности между объектами. Вот почему спектрозональные снимки позволяют получить сведения о влажности и составе почвы, солености воды, ее загрязненности; увидеть геологические разломы, поля, засеянные различными культурами, и т. п.
Привязка снимков к карте. Вам, конечно, не раз приходилось рассматривать космические снимки, помещенные в журналах, книгах; атласах. Заметили ли вы, что они оторваны от действительности? В самом деле, рядом со снимком мы не видим общегеографической карты, на которой была бы показана сфотографированная территория. Другими словами, космические снимки не привязаны к карте. В лучшем случае в тексте указывают снятый район или прилагают картосхему, составленную по самим снимкам в том же масштабе. Но этого недостаточно! Каждому из вас хочется сличить снимок с настоящей картой и узнать, что и как изображено на снимке, как это показано на карте и какие дополнительные к карте сведения дает фотоизображение земной поверхности из космоса.
Выход есть: надо самим привязать снимок к карте, и сделать это нетрудно. Возьмем космический снимок озера Иссык-Куль, помещенный в школьном атласе (рис. 58, а), и сличим его с картой, вырезка из которой приводится ниже, на рисунке 58, б. Масштаб этой карты 10 000 000 (в 1 см 100 км). Определим масштаб фотоснимка. Для этого измерим длину озера на карте и снимке и сравним их. Результаты получаются соответственно 17 и 68 мм, т. е. размер на снимке в 4 раза больше, чем на карте. Следовательно, и масштаб снимка будет в 4 раза крупнее карты и составит 1:2 500 000 (в 1 см 25 км).
Нанесение на карту участка местности, изображенной на снимке, или, как говорят специалисты, привязку снимка к карте, выполняем в следующем порядке. От крайних точек озера измерим на снимке кратчайшие расстояния до его сторон (a, b, c, d). Они получаются равными 8, 12, 64 и 10 мм. Уменьшим их в 4 раза и получим соответственно 2, 3, 16 и 2,5 мм. Эти расстояния отложим на карте и через точки отложения проведем стороны снимка, ориентируя их по соответствующим направлениям относительно местных предметов (реки Тарим, северного берега озера Иссык-Куль). Таким образом у нас на карте определились границы территории, изображенной на снимке. Это дает возможность более детально сличить снимок с картой и получить дополнительную информацию о местности. На данном снимке с большой подробностью просматривается береговая линия озера, горные кряжи и хребты, заснеженные гребни гор, долины рек и даже небольшие лощины.
Составление карт по космическим снимкам. Особенно широкое применение фотоснимки, сделанные из космоса, нашли в картографии. И это понятно! Космический снимок точно и с достаточной подробностью запечатлевает лик Земли, и его можно легко перенести на карту.
Составление карт по космическим снимкам выполняют, так же, как и по аэроснимкам. В зависимости от точности и назначения карт применяют различные методы их составления с использованием соответствующих приборов. Наиболее легко изготовить карту в масштабе снимка. Именно такие карты и помещают обычно рядом со снимками в альбомах и книгах. Для их составления достаточно скопировать со снимка на кальку изображения местных предметов, а затем перенести их на бумагу. Проделаем и мы такую работу. Наложим на снимок кальку и вычертим на ней береговую линию озера Иссык-Куль. Обратную сторону кальки зачерним простым мягким карандашом. Затем наложим кальку зачерченной стороной на лист бумаги, обведем береговую линию остро отточенным карандашом, и на бумаге получится изображение озера (рис. 58, в). Такие картографические чертежи называют картосхемами. Они отображают только контурную часть местности (без рельефа), имеют произвольный масштаб и не привязаны к картографической сетке.
В картографии космические снимки используют прежде всего для создания мелкомасштабных карт. Достоинство космического фотографирования в этих целях заключается в том, что масштабы снимков сходны с масштабами создаваемых карт, а это исключает ряд довольно трудоемких процессов составления карт. Кроме того, космические снимки как бы прошли путь первичного обобщения. Например, береговая линия озера Иссык-Куль хотя и получилась на снимке довольно подробной, но в то же время оказалась в некоторой степени обобщенной. Это происходит в результате того, что фотографирование выполняется в мелком масштабе.
Съемка Луны, Марса и Венеры. Фотосъемка из космоса применяется не только для картографирования земной поверхности. С помощью космических снимков составлены карты Луны и Марса.
Карта Марса, составленная по космическим снимкам, менее подробна по сравнению с картой Луны, но все же она очень наглядно и достаточно точно отображает поверхность планеты (рис. 59).
Основой для карты Марса, как и для карты Луны, послужили космические фотоснимки, на которых поверхность планеты изображена при боковой освещенности, направленной под определенным углом. Получилась фотокарта, на которой рельеф изображен комбинированным способом - горизонталями и естественной теневой отмывкой. На такой фотокарте хорошо читается не только общий характер рельефа, но и отдельные неровности, особенно кратеры, которые нельзя отобразить горизонталями, так как высота сечения рельефа составляет 1 км.
Карта сделана на 30 листах в масштабе 1:5 000 000 (в 1 см 50 км). Два околополюсных листа составлены в азимутальной проекции, 16 околоэкваторных листов - в цилиндрической, а остальные 12 листов - в конической проекции. Если все листы склеить между собой, то получится почти правильный шар, т. е. глобус.
Значительно сложнее обстоит дело со съемкой Венеры. Ее нельзя сфотографировать обычным способом, потому что она укрыта от средств оптического наблюдения плотным облачным одеялом. Тогда появилась мысль сделать ее портрет не в световых лучах, а в радиолучах, для которых облачность не помеха. В этих целях разработали чувствительный радиолокатор, которым как бы прощупывается поверхность планеты.
Чтобы разглядеть ландшафт Венеры крупным планом, надо было приблизить радиолокатор к планете. Это и сделали автоматические межпланетные станции «Венера-15» и «Венера-16». На них установили радиолокаторы, которые высылают отраженные радиосигналы в центр обработки информации, а здесь специальное электронно-вычислительное устройство преобразует их в радиоизображение.
Это устройство можно сравнить с объективом фотоаппарата, создающим из светового потока видимое изображение на фотопленке.
Виток за витком скользили над планетой автоматические межпланетные станции «Венера-15» и «Венера-16», отмечая детали ее поверхности. А на Земле опять же с помощью ЭВМ все это точно накладывалось на картографическую сетку. Одновременно с изображением поверхности планеты автомат строил профиль высот, по которым картографы показали рельеф с помощью горизонталей. Изучение и съемку Венеры продолжили в 1986 году межпланетные станции «Вега-1» и «Вега-2».
Рис. 60. Съемка Венеры
На рисунке 60 помещен фрагмент радиолокационного изображения района горы Максвелла, переданного «Венерой-16» 20 января 1984 года, а ниже - профиль рельефа по трассе, обозначенной на верхнем рисунке извилистой (за счет рельефа) линией.
Человек еще не оставил своих следов на пыльных тропинках далеких планет. Но он нашел другой, более доступный способ изучения небесных соседей, посылая в разведку «обученные» им автоматические межпланетные станции.
