Как я реконструировал места посадок АЛС Луна 9 и Луна 13
Привет, поведаю краткий рассказ как создавал иллюстрации мест первых удачных посадок земных аппаратов на поверхность другого небесного тела в программе blender. Работы делались для книги Павла Шубина Shubinpavel, посвященной освоению Луны.
Павел прислал схемы места прилунения созданные на основе анализа панорам МИИГаиК. И сканы панорам с мест посадок.
Одна из панорам, снятых Луной-9.
Частотно модулированный радиосигнал с АЛС принимался в реальном времени на Земле. Записывался на магнитную ленту и передавался на фототелеграфный аппарат барабанного типа. Где построчно формировал изображение на фотопленке. Один оборот барабана соответствовал одной вертикальной строке сканирующей панорамной камеры. Подробнее об оптической системе написано вот тут.
Давайте повнимательнее поглядим на детали. Начнем слева. Хорошо видно ленточную антенну и обвитую вокруг неё веревку на конце которой подвешена калибровочная пластинка, она нужна была как эталон с известным коэффициентом отражения.
А тут видна одна из четырех створок лепестков с круглой деталью на конце.
На анимации сложено две панорамы немного отличающиеся по углу съёмки и положению Солнца в небе. АЛС Луна-9 после получения первой панорамы изменила положение, возможно просела в мягком грунте, возможно деформировалась часть брезентового защитного «яйца» на котором она находилась.
Вот так угарно выглядел процесс прилунения и вылупления АЛС из оболочки. Спасибо Виталию zelenyikot за гифку.
Одна из антенн осталась в свёрнутом состоянии. Некоторые участки панорамы пересвечены. Еще видны клиновидные зеркала, установленные на корпусе и попадающее в поле зрения сканера, их назначение описано по ссылке выше.
Требовалось получить максимально достоверную модель, которая бы повторяла рельеф и положение Солнца. А еще расположение деталей станции, которые отстреливались в процессе посадки. Предстояло сложить все данные в единую картину и реконструировать по ним схему в 3D.
Поначалу, работа показалась простой: наложить схему на плоскость, подогнать размер, вылепить кратеры, смоделировать станцию и готово. Но как же я заблуждался! И просчитался со сроком в несколько раз…
Мой личный челлендж был в том, чтобы не приврать с размерами и формой рельефа, воспроизвести их максимально точно. На схеме созданной МИИГаиК отмечены горизонтали каждые 5 см. После размещения картинки со схемой в окне блендера я их повторил соединенными вершинами и расставил полученные горизонтали по высоте:
Готового рецепта восстановления рельефа по горизонталям не было, гайдов в интернете не нашел, поэтому придумал «велосипед». Прямо в блендере создал полосатый градиент и спроецировал его горизонтально таким образом, чтобы каждые пять сантиметров пространства геометрия раскрашивалась в контрастные цвета. И стал лепить поверхность в режиме скульптинга.
В режиме полосатого шейдера все выглядело как надо, но как переключился на сглаженную тонировку — ужаснулся. Поверхность была изрыта мелкими щербинками и напоминала скорей рисовые террасы после бомбёжки, нежели лунный реголит.
Не придумал ничего лучше чем сгладить склоны, добавляя объем в места вдавлений. Затем, переключаясь в «полосатый режим» и обратно скорректировал форму за несколько итераций. Это был самый скучный и муторный этап «спиномозговой» работы. Слушал лекции Зеленого Кота и самого Павла Шубина :)
Возможно, есть более технологичный способ подобной реконструкции, подскажите если знаете.
Саму станцию смоделлил Илья Шичкин. Он создает сложные и высококачественные модели техники. Например, каспийского монстра.
Затем был этап назначения материалов, постановки света, нескольких корректировок под руководством Павла. И финальный рендер.
Схема места посадки Луны-9
И Луны-13 (которая была сделана первей, но это незначительный момент можно упустить)
Позже, после сдачи рендеров, я решил сделать еще и интерактивные схемы на движке blend4web, которыми с большой радостью хочу поделиться. Обратите внимание на три кнопки, они включают азимутальную сетку, панораму и зоны видимости. Камеру можно поворачивать и приближать мышкой или жестами.
Луна 9: engine9.ru/luna9.html
Луна 13: engine9.ru/luna13.html
P.S.: Оба проекта (несмотря на рутинность некоторых этапов и трудоемкость) стали чудесным приключением и погружением в глубины инженерной смекалки советских конструкторов. Только углубленно изучая я осознал насколько умные люди создавали космические аппараты и применяли изящные и передовые для тех времен решения. Этот проект прокачал меня и в техническом плане, так как каждая новая информация порождала новые вопросы. Стал интересоваться радиотехникой, антеннами и космонавтикой. И еще важная ремарка, все работы были сделаны в программах с открытым исходным кодом в среде линукс: Blender, Inkscape и Krita.
