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.


    image


    Павел прислал схемы места прилунения созданные на основе анализа панорам МИИГаиК. И сканы панорам с мест посадок.


    image
    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.


    image


    А тут видна одна из четырех створок лепестков с круглой деталью на конце.


    image


    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.


    image


    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.


    image


    image


    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:


    image


    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.


    image


    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.


    image


    Саму станцию смоделлил Илья Шичкин. Он создает сложные и высококачественные модели техники. Например, каспийского монстра.


    image


    Затем был этап назначения материалов, постановки света, нескольких корректировок под руководством Павла. И финальный рендер.


    Схема места посадки Луны-9:


    image


    И Луны-13 (которая была сделана первей, но это незначительный момент можно упустить):


    image


    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.


    image


    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.

    Поделиться публикацией
    AdBlock похитил этот баннер, но баннеры не зубы — отрастут

    Подробнее
    Реклама

    Комментарии 15

      +1
      Спасибо! Было интересно.
        +2
        www.saga-gis.org/en/index.html бесплатный инструмент, который позволяет работать с данными, описывающими рельеф, без изобретения велосипеда.
          0
          Поглядел, ужаснулся, мне кажется проще ручками, чем разобраться с тем монстром :>
            0

            Люди, занимающиеся геоинформатикой "по случаю" (экологи, например) — ужасно безграмотны в этой области, так что, в принципе, довольно легко найти tutorial-ы по типовым задачам типа построения terrain model из horizontals.

          +1
          Напомнило одну старую хорошую детскую книгу:

          "… На столе в углу комнаты громоздилось странное сооружение. Посредине плоский прямоугольный ящик, до половины наполненный серой мукой. К углам ящика привинчены длинные штанги. На них, на разной высоте, укреплены рефлекторы с плоскими матовыми лампами. Еще одна штанга, длиннее всех остальных и размеченная на сантиметры, прикреплена к спинке стула. На другом стуле лежат вынутый из футляра фотоаппарат «зенит», экспонометр на витом шелковом шнурке и несколько деревянных лопаточек.
          — Вот Море Изобилия, — Сергей показал на ящик. — Подожди, сейчас я на него прысну, а то все осыпается.
          Он взял с подоконника пульверизатор и несколько раз фукнул водой в ящик, на горки серой муки.

          «Он воткнул в розетку вилку, от которой тянулись провода к рефлекторам, и щелкнул выключателем. Ярко вспыхнула одна из угловых ламп, беспорядочные кучки муки отбросили длинные тени, и Андрей открыл рот от изумления.
          Перед ним лежала знакомая равнина Моря Изобилия, пересеченная вдоль невысоким горным хребтом, кое-где покрытая оспинами небольших кратеров»
          Потом деревянной лопаточкой что-то подправил и жестом подозвал Андрея поближе.
          — Вот Мессье, видишь, на склоне хребта? А вот по другую сторону Пикеринг."

          "… Фотография Архимеда была замечательна. На фоне далеких гор, изрезанных тенями, резко выделялся идеально круглый цирк без центральной горки. Кольцевой вал был настолько ровен, что его тень, лежащая на дне цирка, представляла собой почти правильный серп. Правее цирка, на избитой мелкими кратерами светлой почве, слегка зарывшись в нее смятым конусом, лежала первая ступень космического корабля. Странно и радостно было видеть в этом царстве безжизненных камней и спекшегося шлака изделие мудрых человеческих рук с четкими буквами на борту: «СССР».
          — Здорово! — вздохнул Андрей. — Спасибо. А из чего вы сделали первую ступень?
          — Из фольги от конфет. Буквы отец написал чертежным перышком. А потом мы макет убрали и фотографировали место до прилунения" (с) Внуков Н.А. Фотография Архимеда. 1968 г.
            +2
            Для наглядности надо было бы привести реконструкцию советских ученых по этим панорамам:
            спрятал слишком большие иллюстрации

            image
              0
              Именно по ним и делал. Но у меня были сканы лучшего качества, не уверен можно ли публиковать и по этому не стал.
                +1
                Эта схема в сети есть, так что можете мою переложить в текст статьи или взять любую другую, например здесь —
                epizodsspace.airbase.ru/bibl/ziv/1966/6/89-z-1b.pdf epizodsspace.airbase.ru/bibl/internet/lunn-ams.html
                  0
                  Крутое дополнение, как раз хотел узнать подробности как они эту схему получали со столь зашумленных панорам.
                    0
                    Со случайным стереоснимком очень повезло. Не удивительно, что потом сконструировали аппарат со стереокамерой.
                      0
                      Если не ошибаюсь, на Луне-13 вторую камеру не использовали.
              0

              Я правильно понимаю, что вы не стали соединять линии горизонталей полигонами, а просто добавили в сцену плоскость и в режиме лепки стали лепить поверхность, добиваясь того, чтобы в нужных местах она была на требуемой высоте? И контролировали это при помощи цветовой раскраски поверхности градиентом? Если так, почему нельзя было моделировать поверхность соединением горизонталей гранями, а потом в режиме лепки исправить огрехи? Кажется, что так было бы быстрее. И сколько по времени заняло моделирование?

                0
                Да, верно поняли. Изначально так и сделал. Но всплыла проблема с топологией. Жутко кривая, перекрученная сетка.
                скриншот



                А мне нужна была пригодная для рендера и для веба с возможностью запечь на саму себя микродетали. Для чего идеально подходит сетка с модификатором multiresolution.

                +1
                Вот так угарно выглядел процесс прилунения и вылупления АЛС из оболочки.

                Тут что-то пропущено. Нету гифки.

                  0
                  Спасибо, поправлено, почему-то тег недописан был.

                Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                Самое читаемое