Российский фонд
фундаментальных
исследований

Физический факультет
МГУ им. М.В.Ломоносова
 

Космические исследования. 2020. 58, № 1

 

Мартинес-Беденко В.А., Пилипенко В.А., Федоров Е.Н., Нахайо Э., Яйзенгау Э. «Низкоширотные Pi2 волны по наблюдениям на спутниках SWARM и наземных станциях» Космические исследования, 58, № 1, с. 5-15 (2020)

Рассмотрены волновые возмущения геомагнитного поля типа Pi2 (периоды 1–2 мин), зарегистрированные одновременно магнитометрами на низкоширотных станциях в Африке и на низкоорбитальных спутниках SWARM как во время начала суббури, так и в не-суббуревые периоды. В ночное время волны Pi2 в верхней ионосфере и на Земле почти одинаковы по амплитуде и синфазны. Эти волны на спутнике в основном проявляются в продольной (вдоль геомагнитного поля) и радиальной магнитных компонентах. Сравнение результатов наблюдений с моделью взаимодействия МГД волн с системой ионосфера–атмосфера–Земля показывает, что ночные низкоширотные сигналы Pi2 создаются магнитосферными быстрыми магнитозвуковыми волнами, проходящими при распространении к Земле через область непрозрачности. Результаты аналитических оценок и численное моделирование согласуются со свойствами Pi2 сигналов, зарегистрированных в верхней ионосфере и на Земле.

Космические исследования, 58, № 1, с. 5-15 (2020) | Рубрика: 18

 

Григорьев Г.Ю., Лагутин А.С., Набиев Ш.Ш., Васильев А.А., Орлов О.И., Мухамедиева Л.Н., Синяк Ю.Е., Пахомова А.А., Родин А.В., Семенов В.М., Малашевич С.В., Зуев Б.К., Филоненко В.А., Кирсанов Д.О., Ставровский Д.Б. «Мониторинг состава воздуха и воды при длительных и межпланетных космических полетах» Космические исследования, 58, № 1, с. 16-26 (2020)

Обоснованы концепция и стратегия мониторинга химического состава атмосферы и качества оборотной воды пилотируемых космических аппаратов, которая может быть использована при осуществлении длительных и межпланетных полетов. Сформулированы основные факторы риска изменения состава атмосферы и состава оборотной воды при межпланетных космических полетах. Описан перспективный вариант аналитического комплекса для оперативного контроля качества воздуха и воды на пилотируемых космических аппаратах, учитывающий эти факторы риска. Предложено одновременное использование в этом комплексе нескольких методов газового анализа с целью обеспечить частичное перекрытие номенклатуры детектируемых веществ по особо важным (критичным) веществам. Мониторинг качества оборотной воды в комплексе осуществляется двумя приборами: для измерения содержания суммарного углерода и анализа ионного состава воды.

Космические исследования, 58, № 1, с. 16-26 (2020) | Рубрика: 18

 

Ивашкин В.В., Гуо П., Стихно К.А. «Исследование характеристик вероятной области соударения астероида Апофис с Землей в 2036 г.» Космические исследования, 58, № 1, с. 27-39 (2020)

Определено и исследовано возможное место соударения опасного астероида Апофис с Землей в 2036 г. Разработаны алгоритмы для поиска всего вероятного множества попадающих в Землю траекторий астероида Апофис с помощью методов Монте-Карло и градиентного спуска. Для данного множества произведен поиск нескольких вероятных семейств столкновительных с Землей в 2036 г. траекторий астероида, соответствующих подмножествам значений перигейного расстояния орбиты Апофиса от минимально возможного расстояния, ∼2069 км, до максимального, соответствующего касанию поверхности Земли, ∼6376 км. Получено отображение всего множества попадающих траекторий на поверхность Земли, а также построена на карте мира столкновительная полоса. Изучены особенности этой зоны соударения и свойства столкновительных траекторий Апофиса. Дано сравнение результатов данного исследования с другими работами.

Космические исследования, 58, № 1, с. 27-39 (2020) | Рубрика: 18

 

Игнатов А.И., Сазонов В.В. «Стабилизация режима гравитационной ориентации искусственного спутника Земли электромагнитной системой управления» Космические исследования, 58, № 1, с. 40-48 (2020)

Показана возможность стабилизации режима гравитационной ориентации массивного искусственного спутника Земли механическим моментом, создаваемым электромагнитами, взаимодействующими с магнитным полем Земли. В качестве примера рассматривается управление вращательным движением спутника типа Бион М-1 и Фотон М-4. Управление осуществляется за счет изменения токов в электромагнитах. Рассмотрен закон управления, обеспечивающий гашение возмущенного движения спутника и стабилизацию его в режиме гравитационной ориентации. Чтобы сформировать этот закон, достаточно иметь показания трехосного магнитометра и датчика угловой скорости. Эффективность закона управления проверена посредством математического моделирования движения спутника относительно центра масс под действием гравитационного и аэродинамического моментов, а также момента, создаваемого электромагнитами.

Космические исследования, 58, № 1, с. 40-48 (2020) | Рубрика: 18

 

Смульский И.И. «Периодические орбиты N тел на сфере» Космические исследования, 58, № 1, с. 49-60 (2020)

Рассмотрены гравитационные взаимодействия N тел, которые образуют распределенную по сфере структуру. Разработаны метод и программа создания таких структур на основании точного решение задачи осесимметричного взаимодействия N тел. Выполнены исследования по созданию структур, и изучена их динамика и эволюция. На этой основе объяснена динамика и эволюция шаровых звездных скоплений.

Космические исследования, 58, № 1, с. 49-60 (2020) | Рубрика: 18

 

Воеводин П.С., Заболотнов Ю.М. «Анализ динамики и выбор параметров электродинамической космической тросовой системы, работающей в режиме генерации тяги» Космические исследования, 58, № 1, с. 61-72 (2020)

Анализируется динамика электродинамической космической тросовой системы, работающей в режиме генерации тяги, на околоземной орбите. Для описания движения тросовой системы относительно центра масс используются математические модели различной сложности без учета и с учетом упругих колебаний невесомого и весомого проводящего ток троса, на который в магнитном поле Земли действует распределенная нагрузка от сил Ампера. Тросовая система предназначена для изменения параметров орбит малых космических аппаратов и наноспутников. Анализируются эволюционные движения системы вокруг центра масс при изменении ее параметров и силы тока. Установлено, что поведение системы в существенной степени зависит от знака момента силы Ампера относительно центра масс системы. Для оценки изменения орбитальных параметров используется система дифференциальных уравнений в оскулирующих элементах, для которой применяется процедура усреднения. Для достаточно малых величин тока получено аналитическое решение усредненной системы, позволяющее произвести предварительный выбор параметров тросовой системы. Результаты вычислений по упрощенным моделям сравниваются с численными расчетами, проведенными по модели с распределенными параметрами, в которой трос представляется совокупностью материальных точек.

Космические исследования, 58, № 1, с. 61-72 (2020) | Рубрика: 18

 

Айпанов Ш.А., Жакыпов А.Т. «Метод разделения переменных и его применение для задачи оптимального разворота космического аппарата» Космические исследования, 58, № 1, с. 73-84 (2020)

Для кватернионной модели космического аппарата рассмотрена задача оптимального разворота в пространстве за фиксированный интервал времени. Требуется перевести КА из заданного начального состояния в желаемое конечное положение при условии ограниченности управления. В качестве примера рассмотрены случаи, когда целевой функционал имеет смысл минимизации расхода топлива или затрат на управление. Искомое управление найдено с использованием принципа максимума Понтрягина и метода квазилинеаризации. Для решения возникающей при этом двухточечной краевой задачи (ДТКЗ) предложен метод разделения фазовых и сопряженных переменных. Применение аналитического подхода для решения ДТКЗ позволяет повысить точность вычислений и сократить затраты компьютерного времени.

Космические исследования, 58, № 1, с. 73-84 (2020) | Рубрика: 18