Математический трюк возрастом 800 лет сможет помочь в навигации по Луне

Ученые разработали новый метод лунной навигации, используя спираль Фибоначчи для расчета оптимальных параметров системы, подобной GPS, на Луне. Инновационный подход помогает модернизировать навигацию лунных транспортных средств, предлагая более точные карты на основе уникальной эллипсоидной формы Луны, которая характеризуется характерными большими и малыми полуосями.

Математический трюк возрастом 800 лет сможет помочь в навигации по Луне

Камилла Чираки, студентка геофизики на факультете естественных наук Университета Этвеша Лоранда (ELTE), разрабатывает новый метод для изучения навигационных систем, применимых для миссий на Луну. Совместно с профессором Габором Тимаром, руководителем кафедры геофизики и космических наук, они использовали математический метод, предложенный Леонардо Фибоначчи более восьми веков назад, чтобы настроить параметры GPS Земли под Луну.

Их исследование, опубликованное в журнале Acta Geodaetica et Geophysical, имеет большое значение, так как снова возвращение человечества на Луну стало актуальной задачей после многолетнего перерыва. Вероятно, будущие лунные миссии будут использовать системы навигации, аналогичные земной системе GPS.

На Земле такие системы не учитывают реальную форму планеты, известную как геоид, они ориентированы на эллипсоид вращения, который наиболее точно соответствует геоиду. Это значит, что они аппроксимируют Землю как эллипс, который ближе к центру массы Земли на полюсах и дальше от него на экваторе. Важно отметить, что радиус Земли чуть меньше 6400 километров, и полюса находятся на расстоянии примерно на полкилометра ближе к центру массы, чем экватор.

Теперь, интересно понять, каким образом форма эллипсоида, наилучшим образом соответствующего Луне, может быть описана, и какие параметры могут быть использованы для его адаптации для Луны. Это важно, потому что если мы хотим применить существующие программные решения GPS на Луне, нам нужно будет определить два основных числа: большую и малую полуоси эллипсоида, чтобы адаптировать программы с Земли на Луну.

Уникальной особенностью Луны является ее медленное вращение, с периодом равным периоду обращения вокруг Земли. Это делает Луну близкой к сферической форме. Хотя она не является абсолютно сферической, для большинства картографических работ на Луне принималась аппроксимация сферы, а более сложные модели использовались лишь изредка.

Интересно, что до настоящего времени никто не пытался аппроксимировать форму Луны при помощи вращающегося эллипсоида. Это исследование впервые предоставляет такие данные. Студентка Камилла Чираки и профессор Габор Тимар использовали базу данных лунной поверхности, известную как "лунный селеноид", чтобы получить данные о высоте в регулярно расположенных точках на Луне. Эти данные были использованы для вычисления параметров вращающегося эллипсоида, которые наилучшим образом соответствуют теоретической форме Луны.

Для этой задачи они использовали метод Фибоначчи, который позволяет равномерно располагать точки на сферической поверхности. Этот метод, впервые предложенный Леонардо Фибоначчи более восьми веков назад, оказался удивительно эффективным. Интересно, что тот же метод был применен к Земле для адаптации эллипсоида WGS84, используемого в системе GPS.

Читайте также

NASA готовит новый космический телескоп PRIMA — он увидит то, что недоступно James Webb

NASA готовит новый космический телескоп PRIMA — он увидит то, что недоступно James Webb

Самая легкая пара нейтронных звезд подтвердила теорию Эйнштейна

Самая легкая пара нейтронных звезд подтвердила теорию Эйнштейна

Спутник SMILE показал северное сияние целиком — даже на дневной стороне Земли

Спутник SMILE показал северное сияние целиком — даже на дневной стороне Земли

NASA готовит роботов для работы на будущих базах на Луне и Марсе

NASA готовит роботов для работы на будущих базах на Луне и Марсе

Perseverance отправился на «Дикий Запад» Марса — там находятся одни из древнейших пород планеты

Perseverance отправился на «Дикий Запад» Марса — там находятся одни из древнейших пород планеты

На орбите Луны испытают будущий дата-центр для искусственного интеллекта

На орбите Луны испытают будущий дата-центр для искусственного интеллекта

Астрономы впервые увидели, как две молодые планеты формируют систему вокруг своей звезды

Астрономы впервые увидели, как две молодые планеты формируют систему вокруг своей звезды

Астрономы нашли необычно «холодный» мир, покрытый океаном лавы

Астрономы нашли необычно «холодный» мир, покрытый океаном лавы

Из лабораторий — на работу: 7 компаний, создающих человекоподобных роботов для реального мира

Из лабораторий — на работу: 7 компаний, создающих человекоподобных роботов для реального мира

Почему роботы умеют делать сальто, но до сих пор не могут нормально сложить рубашку

Почему роботы умеют делать сальто, но до сих пор не могут нормально сложить рубашку

Первый складной iPhone не стал революцией: с чем придется мириться владельцам iPhone Duo

Первый складной iPhone не стал революцией: с чем придется мириться владельцам iPhone Duo

Электромобили с самым большим запасом хода в 2026 году: от Lucid Air до Mercedes-Benz EQS

Электромобили с самым большим запасом хода в 2026 году: от Lucid Air до Mercedes-Benz EQS

Камера «Аквабласт» очищает детали без повреждения металла и резины

Камера «Аквабласт» очищает детали без повреждения металла и резины

Новый метод извлекает до 98% платины из старых автомобильных катализаторов

Новый метод извлекает до 98% платины из старых автомобильных катализаторов

Honor может выпустить необычный Wide Foldable в январе — с камерой на 200 Мп и батареей более 7000 мАч

Honor может выпустить необычный Wide Foldable в январе — с камерой на 200 Мп и батареей более 7000 мАч

Физики создали трехмерный свет и получили квантовые состояния, ранее доступные только в теории

Физики создали трехмерный свет и получили квантовые состояния, ранее доступные только в теории