«[Семинар] Вычислительные технологии в естественных науках перспективные компьютерные системы: устройства, методы и концепции» Механика, управление и информатика, № 5, с. 1-2 (2011)

Настоящий сборник основан на докладах, представленных на расширенном семинаре «Перспективные компьютерные системы: устройства, методы и концепции», который проходил 2–4 марта 2011 г. в Тарусе на базе гостиницы «Интеркосмос» Учреждения Российской академии наук Института космических исследований РАН. Это очередной семинар из серии расширенных семинаров, посвященных вычислительным технологиям в естественных науках. На первом семинаре рассматривались вопросы компьютерного моделирования актуальных задач физики и механики, его труды изданы в 2009 г. в выпуске 1 (Труды семинара по вычислительным технологиям в естественных науках. Вып. 1. Вычислительная физика / Под ред. Р.Р. Назирова. М.: КДУ, 2009. 288 с.); второй был посвящен обсуждению физических и медицинских аспектов исследования сложных нелинейных физических процессов в организме человека (Методы нелинейного анализа в кардиологии и онкологии: Физические подходы и клиническая практика. Вып. 2 / Под ред. Р.Р. Назирова. М.: КДУ, 2010. 206 с.); на третьем обсуждались проблемы компьютерного моделирования задач биологии и химии (Труды семинара по вычислительным технологиям в естественных науках. Вып. 3. Вычислительная химия и биология / Под ред. Р.Р. Назирова, Л.Н. Щура. М.: КДУ, 2010. 118 c.); на четвертом – проблемы технического зрения (Техническое зрение в системах управления мобильными объектами-2010: Труды научно-технической конференции-семинара. Вып. 4. / Под ред. Р.Р. Назирова. М.: КДУ, 2011. 328 с.). На пятом семинаре обсуждались вопросы моделирования событий глобальных масштабов (Вычислительные технологии в естественных науках. Системы глобального масштаба: Труды семинара / Под ред. Р.Р. Назирова, Л.Н Щура. М.: ИКИ РАН, 2011. 148 c.). Важная особенность проводимых расширенных семинаров состоит в привлечении молодежи к активному участию в качестве докладчиков. Как правило, более половины докладов делаются молодыми исследователями. Ключевые слова: вычислительные технологии, квантовые вычисления, ГРИД, базы данных, космические системы, свободно распространяемое программное обеспечение, мультиагентные технологии, облачные вычисления, программная инженерия, распределенные вычисления.

Гришанина Т.В., Русских С.В., Шклярчук Ф.Н. «Задача о термоупругих колебаниях стержня, соединенного с космическим аппаратом, при солнечном нагреве с учетом теплоизлучения» Механика композиционных материалов и конструкций, 23, № 2, с. 198-213 (2017)

Рассматриваются термоупругие изгибные колебания тонкостенного стержня с круговым поперечным сечением, соединенного упруго-вязким шарниром с космическим аппаратом и подвергающегося прямому солнечному излучению с учетом теплового потока, теряемого за счет внешнего излучения в космическое пространство, и лучистого теплообмена на внутренней поверхности оболочки стержня. Учитывается изменение углов падения солнечных лучей на поверхность стержня за счет его изгиба и поворота вместе с космическим аппаратом. Уравнение нестационарной теплопроводности тонкой цилиндрической оболочки стержня решается путем разложения тепловых потоков и температуры в ряд по косинусам в окружном направлении с удержанием только осесимметричной и антисимметричной гармоник, пренебрегая изменением температуры в осевом направлении. Оно приводится к двум связанным между собой и с перемещениями стержня нелинейным дифференциальным уравнениям первого порядка по времени для осесимметричной и антисимметричной составляющих температуры в рассматриваемом поперечном сечении стержня. Для решения нестационарной задачи термоупругости и теплопроводности стержня используется метод конечных элементов. При этом по длине конечного элемента изгиб аппроксимируется точным решением статической задачи, а температура – линейной функцией. Потенциальная энергия термоупругого изгиба конечного элемента стержня записывается через его поперечные перемещения, углы поворота и антисимметричные составляющие температуры на концах. При вычислении кинетической энергии вращения системы и относительных изгибных колебаний стержня с твердым телом на конце, стержень моделируется сосредоточенными массами и моментами инерции, приведенным к сечениям, разделяющие конечные элементы. Получена система нелинейных обыкновенных дифференциальных уравнений для неизвестных функций – угла поворота космического аппарата, поперечных перемещений, углов поворота, осесимметричных и антисимметричных составляющих температуры в расчетных сечениях конечно-элементной модели стержня. Выполнены расчеты динамического поведения системы при выходе ее из тени с оценками сходимости и устойчивости численного решения. Исследовано влияние теплоизлучения и некоторых упругих параметров стержня на колебания системы.

Бескин В.С., Халилов Т.И. «К проблеме граничных условий для уравнений смешанного типа, возникающих при описании астрофизических трансзвуковых течений» Успехи физических наук, 193, № 7, с. 791-797 (2023)

На примере точно решаемой задачи показано, что число граничных условий, необходимое для определения трансзвукового гидродинамического течения вблизи так называемой “нестандартной” особой точки, не зависит от того, проходит или не проходит через эту точку сепаратрисная характеристика. Тем самым подвергнуто сомнению достаточно популярное утверждение, согласно которому критическая поверхность, условие регулярности на которой определяет структуру течения, в общем случае совпадает с поверхностью сепаратрисных характеристик, а не со звуковой поверхностью.

«Техническое зрение в системах управления мобильными объектами-2010: Труды научно-технической конференции-семинара» Механика, управление и информатика, № 6, с. 2 (2011)

Настоящий сборник содержит материалы научно-технической конференции-семинара «Техническое зрение в системах управления мобильными объектами», организатором которой является Учреждение Российской академии наук Институт космических исследований РАН. В её подготовке и проведении участвовали специалисты ведущих организаций, отраслевых и академических научно-исследовательских институтов, а также высшей школы. На конференции-семинаре были представлены доклады по основным областям применения технического зрения в системах управления мобильными объектами, а также вопросам разработки таких систем: авиационно-космические приложения систем технического зрения; системы технического зрения в наземных и подводных роботах; программно-аппаратное обеспечение систем технического зрения. В сборник включены пленарные и секционные доклады конференции-семинара. Конференция проходила 16–18 марта 2010 г. в г. Таруса

«Проект Интергелиозонд. Труды рабочего совещания» Механика, управление и информатика, № 6, с. 2 (2012)

Этот номер журнала выходит в форме книги. Рабочее совещание по проекту Интергелиозонд состоялось с 11 по 13 мая 2011 г. в Тарусе, Россия, на базе Специального конструкторского бюро Института космических исследований РАН (СКБ ИКИ РАН). В совещании приняло участие около 40 специалистов из научно-исследовательских институтов – участников проекта Интергелиозонд. На совещании были заслушаны доклады руководителей экспериментов, которые предложены для реализации на борту космического аппарата «Интергелиозонд», предназначенного для исследования внутренней гелиосферы и Солнца с близких расстояний и из внеэклиптических положений. Настоящий сборник содержит статьи, в которых дается краткое описание научных экспериментов в проекте Интергелиозонд.

Иваницкий Г.Р. «Неопределённости сравнения человека и андроидного робота» Успехи физических наук, 193, № 8, с. 872-901 (2023)

Показано, что одним из существенных результатов творчества людей в XXI веке стало создание андроидных роботов, снабжённых искусственным интеллектом. Уровень совершенства этих роботов становится столь высоким, что по внешним признакам и по поведению установить их отличие от живых людей вскоре будет невозможно. Это приводит к логической ошибке: ставить знаки равенства между людьми и андроидными роботами, предполагая, что те и другие имеют сознание. Сегодня научные исследования расширили понимание феномена сознания, но проблемы с его определением не исчезли. В статье даны доказательства, что приложение термина сознания к андроидным роботам является ошибкой, которая может привести к серьёзным последствиям.

Сладков А.Д., Коржиманов А.В. «Релятивистское магнитное пересоединение в сталкивающихся плазменных облаках, сгенерированных несколькими сверхмощными лазерными импульсами» Квантовая электроника, 53, № 4, с. 297-301 (2023)

Проанализирована возможность создания условий для наблюдения релятивистского магнитного пересоединения при использовании двух лазерных импульсов проектируемой установки XCELS. Необходимые условия предполагается создать в схеме, в которой замагниченные потоки плазмы генерируются на задней поверхности тонких твердотельных мишеней за счёт пучков энергетичных электронов, вбрасываемых в глубь мишени полями лазерного импульса и формирующих сильный ток на оси симметрии системы. Показано, что в этом случае возможно получение сгустков плотной плазмы с относительно невысокой (порядка нескольких мегаэлектронвольт) температурой и вмороженным магнитным полем порядка десятков килотесл, так что параметр замагниченности составит несколько единиц.

«Предисловие [Первая Всероссийская научно-техническая конференция «Современные проблемы определения ориентации и навигации космических аппаратов»]» Механика, управление и информатика, № 1, с. 8 (2009)

Первая Всероссийская научно-техническая конференция «Современные проблемы определения ориентации и навигации космических аппаратов» была организована в 2008 г. силами Института космических исследований Российской академии наук. Стимулом к проведению подобного рода мероприятия явилось желание собрать в одном месте специалистов, задействованных в области разработки и эксплуатации оптико-электронных приборов космического применения, в первую очередь датчиков астроориентации и съемочных систем, работающих в видимом оптическом диапазоне. Важной задачей в представлении организаторов конференции являлось совместное обсуждение насущных проблем представителями заказчиков и разработчиков приборов, что позволяло более четко и грамотно организовать дальнейшее взаимодействие. Обозначенная тематика докладов охватывала вопросы, касающиеся разработки приборов астроориентации и навигации, телевизионных систем проекта «Фобос-Грунт», камер, предназначенных для дистанционного зондирования Земли, а также методов и средств наземной отработки создаваемых приборов. Представленные в настоящем сборнике материалы отражают наиболее важные темы, затронутые в ходе проведения конференции

Дятлов С.А., Бессонов Р.В. «Обзор звездных датчиков ориентации космических аппаратов» Механика, управление и информатика, № 1, с. 11-31 (2009)

Приведены описание и основные технические характеристики звездных датчиков ориентации отечественного и зарубежного производства. Основные характеристики рассматриваемых приборов сведены в таблицы.

Бессонов Р.В., Дятлов С.А., Куркина А.Н., Красиков В.А., Куделин М.И., Собчук В.Г., Форш А.А. «Особенности построения и функционирования приборов астроориентации БОКЗ со встроенными датчиками угловой скорости» Механика, управление и информатика, № 1, с. 32-40 (2009)

Представлены результаты, достигнутые ИКИ РАН при создании первого в России интегрированного прибора ориентации КА. На данном этапе развития техники созданный в ИКИ РАН прибор имеет единственный аналог в мире – прибор ISC, разработанный лабораторией Ч. Дрейпера и установленный на КА ВВС США TacSat-2.

Аванесов Г.А., Воронков С.В., Зиман Я.Л., Красиков В.А., Куделин М.И., Форш А.А. «Система датчиков гида телескопа Т-170М» Механика, управление и информатика, № 1, с. 41-55 (2009)

Рассмотрена концепция построения системы датчиков гида, предназначенной для использования в контуре управления космического аппарата «Спектр-УФ» при наведении телескопа Т-170М на объект наблюдения. Обоснован выбор типа и модели ПЗС-матрицы, являющейся фоточувствительным элементом датчика гида. Приведены результаты моделирования перемещения изображений звезд в поле зрения датчика гида, и оценена достижимая точность вычисления координат изображений звезд на ПЗС

Чубей М.С., Львов В.Н., Ягудин Л.И. «Звездный датчик для целей автономной навигации в дальнем космосе» Механика, управление и информатика, № 1, с. 56-65 (2009)

Двухканальный звездный датчик разработан для космических аппаратов, выводимых в дальний космос, с целью выполнения операций автономной навигации относительно направлений на тела Солнечной системы как на этапе вывода КА на рабочую орбиту, так и на рабочей орбите. Проектируемая точность определения угловых направлений на навигационные объекты составляет σ=±0,01″. Датчик разработан для использования в проекте «Межпланетная солнечная стереоскопическая обсерватория», в котором два аппарата выводятся в окрестности круговых лагранжевых центров либрации системы «Солнце–барицентр системы Земля–Луна» L4 и L5, где нет массивных тел и рабочие орбиты формируются в ограниченном объеме пространства.

Липатов А.Н., Ляш А.Н., Макаров В.С., Антоненко С.А., Захаркин Г.В. «Звездный датчик для наноспутника» Механика, управление и информатика, № 1, с. 66-77 (2009)

Представлен звездный датчик, предназначенный для использования в системе ориентации малых спутников. Основной отличительной особенностью аппаратуры системы ориентации, используемой для микроспутников, является их миниатюризация. Рассматриваемый датчик имеет чрезвычайно малые габариты, массу и энергопотребление при относительно малой стоимости. Такой датчик обеспечивает точность угловых измерений, достаточную для малых аппаратов научного назначения. Рассматривается возможность установки нескольких малогабаритных, дешевых датчиков на космический аппарат. Совместная работа датчиков снимает много проблем с режимом управления космическим аппаратом, увеличивает точность измерений и надежность работы системы ориентации. В статье представлены результаты исследований по разработке и созданию миниатюрного звездного датчика на базе КМОП-матрицы. Приводятся основные технические характеристики и результаты наземных испытаний. Дается сравнительный анализ с уже существующими датчиками.

Аванесов Г.А., Зиман Я.Л., Зарецкая Е.В., Куделин М.И., Никитин А.В., Форш А.А. «Оптический солнечный датчик. Особенности конструкции и испытательного оборудования» Механика, управление и информатика, № 1, с. 78-89 (2009)

Рассматривается конструкция оптического солнечного датчика, отличительной особенностью которого является наличие кодирующей маски, обеспечивающей определение направления на Солнце с заданной точностью в заданном поле зрения. Кроме базового варианта солнечного датчика, рассматриваются его модификации с двумя и более оптическими головками, позволяющими расширить поле зрения при сохранении высокой точности определения направления на Солнце. Приведена схема стенда для наземных испытаний прибора. Рассматривается перспектива дальнейшей модернизации наземного оборудования с целью создания универсального стенда, объединяющего возможности проведения геометрической калибровки прибора, динамических испытаний и привязки внутренней системы координат прибора к его посадочной плоскости.

Дроздова Т.Ю., Катасонов И.Ю., Никитин А.В. «Программно-алгоритмическое обеспечение оптического солнечного датчика» Механика, управление и информатика, № 1, с. 90-103 (2009)

Рассмотрены физико-технические принципы построения солнечного прибора, а также алгоритм и математические основы его программного обеспечения. Дано общее описание системной и прикладной частей программного обеспечения. Системная часть предназначена для экспонирования с заданным временным интервалом, считывания ПЗС-линейки и записи ее в память процессора, а также трансляции полученных результатов в память микросхемы интерфейса мультиплексного канала. С помощью прикладных программ выполняется обработка цифрового изображения, вычисление оптимального времени экспонирования, расчет направления на Солнце, расчет вектора угловой скорости и формирование выходных переменных в памяти процессора. Рассматриваются вопросы геометрической калибровки прибора и принципы взаимодействия бортовой вычислительной системы с прибором.

Пашков В.С. «Солнечный датчик на ПЗС-матрице без объектива» Механика, управление и информатика, № 1, с. 104-123 (2009)

Предлагается вариант солнечного датчика на матрице ПЗС без объектива. Основным элементом схемы является диафрагма в виде матрицы прямоугольных (квадратных) или круглых отверстий, соизмеримых с размером элемента ПЗС-матрицы. Схема выполнена в виде блока, в котором жестко соединены матрица, диафрагма и светофильтры, необходимые для ослабления и спектральной фильтрации сигнала. Благодаря малым размерам отверстий диафрагма формирует матрицу точечных изображений Солнца. Для определения направления на Солнце требуется найти координаты изображений на матрице. Эти координаты вычисляются с помощью семи субоптимальных методов. В статье приводится их сравнительный анализ по точности.

Пашков В.С. «Солнечный датчик на ПЗС-матрице.» Механика, управление и информатика, № 1, с. 124-130 (2009)

Предлагается вариант солнечного датчика на матрице ПЗС. Было определено, что диаметр изображения должен составлять величину порядка 12–14 элементов, а погрешность определения координат изображения должна быть σ≤0,1 элемента разложения матрицы. Для решения задачи определения координат изображения Солнца будем использовать его край, который всегда стабилен и представляет собой правильную окружность. Для оценки координат изображений, имеющих форму кольца или диска, применяется подход, базирующийся на построении кривой второго порядка методом наименьших квадратов по точкам, определяющим край изображения, и нахождении координат центра фигуры, образованной этой кривой. Данный метод позволяет достичь требуемой точности.

Андреев О.Н., Липатов А.Н., Ляш А.Н., Макаров В.С., Хлюстова Л.И., Антоненко С.А., Захаркин Г.В. «Солнечный датчик для наноспутников» Механика, управление и информатика, № 1, с. 131-135 (2009)

Последнее время много космических фирм проявляет повышенный интерес к созданию малых космических аппаратов. Такая возможность открывается в связи с развитием новой элементной базы. Поэтому встал вопрос о создании миниатюрных датчиков для систем ориентации малых космических аппаратов. Хотя солнечные датчики используются не для всех космических аппаратов, а только для имеющих солнечную ориентацию, разработка миниатюрных датчиков востребована. В связи с малой массой, габаритами, малым потреблением и достаточно высокой точностью такой датчик может быть применен для больших, средних, малых аппаратов и даже для наноспутников, которым необходима ориентация на Солнце. Данная статья представляет собой результаты работы по созданию миниатюрного солнечного датчика. Приведены конструктивные особенности и сравнительные характеристики с аналогичными датчиками.

Глазков В.Д., Котцов В.А. «Фасеточные датчики солнечной ориентации» Механика, управление и информатика, № 1, с. 136-145 (2009)

Изложены основные положения построения фасеточных датчиков солнечной ориентации, каждая грань которых ориентирована в определенном направлении, что позволяет реализовать широкий обзор и получить низкую угловую погрешность измерений по всему полю зрения. Двухкоординатные приборы ориентации на Солнце статического типа, выполненные на основе фасеточных датчиков, могут иметь ультрамалую массу, энергопотребление и объем. Кроме того, нет принципиальных ограничений на пути создания быстродействующих и высоконадежных солнечных датчиков с полусферическим полем зрения и элементами самоконтроля результатов измерений в направлениях наблюдения. Используя ультрафиолетовые фотоэлектрические преобразователи, нечувствительные к видимому и инфракрасному свету Солнца, можно исключить влияние отраженной от Земли радиации на выходные данные, а также реализовать приборы ориентации на Солнце.

Липатов А.Н., Ляш А.Н., Макаров В.С., Антоненко С.А., Захаркин Г.В. «Оптический датчик координат для системы автоматической посадки» Механика, управление и информатика, № 1, с. 146-156 (2009)

Представлен оптический датчик координат – устройство, предназначенное для координатных измерений положения объекта относительно неподвижных маркеров, расположенных на посадочной плоскости. Принцип построения такого датчика аналогичен звездным координаторам. Главным отличием от звездных координаторов является то, что в процессе посадки используется активная подсветка топографической мишени. Отраженный от маркеров свет попадает в оптический датчик, где происходит обработка изображения с целью распознавания и выделения знаков на фоне засветки и помех. В приборной системе координат вычисляются координаты центров маркеров. Данные передаются в вычислительное устройство, управляющее процессом посадки. Оптический датчик координат передает также и видеосигнал, предназначенный для визуального отображения на мониторе процесса посадки. Особенностью оптического датчика координат является то, что он предназначен для работы в водной среде.

Дишель В.Д. «Методы высокоточной навигации и ориентации, их летная отработка и применение в терминальных инерциально-спутниковых системах управления средствами выведения и спуска с орбит» Механика, управление и информатика, № 1, с. 157-190 (2009)

Дается описание информационно-страховочной технологии интеграции инерциальной и спутниковой навигационных систем. Показаны преимущества модификации фильтра Калмана со скалярной поочередной обработкой компонент вектора измерений. В сочетании с предложенной и аналитически обоснованной вычислительной схемой алгоритма фильтр обеспечивает существенное повышение точности оценок при обработке измерений с нелинейными зависимостями от оцениваемого вектора, особенно при значительных априорных отклонениях навигационной траектории от фактической. Летные испытания интегрированной инерциально-спутниковой системы навигации и ориентации разгонного блока с предложенными методами обработки подтвердили высокий уровень точности навигации. Была также подтверждена возможность уточнений не только координат и компонент скорости, но и наиболее значимых погрешностей инерциальной системы.

Карпенко С.О., Куприянова Н.В., Овчинников М.Ю., Ролдугин Д.С., Селиванов А.С. «Магнитные системы ориентации и методы определения ориентации наноспутников серии ТНС-0» Механика, управление и информатика, № 1, с. 191-209 (2009)

Первый российский наноспутник ТНС-0 №1 разработан и изготовлен ФГУП «Российский научно-исследовательский институт космического приборостроения». Аппарат выведен на орбиту с борта Международной космической станции 28 марта 2005 г. Спутник оснащен пассивной магнитной системой ориентации, разработанной Институтом прикладной математики им. М.В. Келдыша РАН. Продольная ось аппарата ориентируется вдоль местного вектора индукции геомагнитного поля. Система ориентации состоит из постоянного магнита и двух наборов гистерезисных стержней. При выборе параметров системы необходимо учитывать влияние поля постоянного магнита на гистерезисные стержни и взаимное влияние гистерезисных стержней. Для определения ориентации спутника ТНС-0 № 1 использовались показания солнечных датчиков-фотодиодов. При интерпретации показаний солнечных датчиков учитывалось влияние альбедо Земли. Комплекс программ адаптировался к каждому сеансу измерений в зависимости от принятой модели и количества определяемых параметров. В настоящее время для наноспутников серии ТНС-0 разрабатываются также и активные системы ориентации.

Арефьев В.А., Павлинский М.Н., Федотов С.Н., Лутовинов А.А., Семена Н.П., Левин В.В. «Рентгеновские пульсары – маяки автономной системы навигации космических аппаратов» Механика, управление и информатика, № 1, с. 210-218 (2009)

Рассматривается возможность построения автономной навигационной системы космических аппаратов для орбит любых типов, как околоземных, так и межпланетных, в пределах Солнечной системы. Навигационная система построена на новом физическом принципе: регистрации и анализе рентгеновских сигналов от космических источников – рентгеновских пульсаров (нейтронных звезд с сильным магнитным полем). Рентгеновские пульсары являются природными «трансляторами», аналогичными системам GPS/ ГЛОНАСС, – генерируя стабильные «сигналы точного времени» и, в силу своей удаленности, обеспечивая стационарную пространственную привязку.

Линкин В.М., Манукин А.Б., Андреев О.Н., Горшков А.Н. «Измерения предельно малых ускорений на космических аппаратах» Механика, управление и информатика, № 1, с. 219-231 (2009)

Перечислены задачи, в которых необходимо использование акселерометров с предельно высокой чувствительностью: измерение слабых негравитационных воздействий на космических аппаратах (КА); давление солнечного электромагнитного излучения, корпускулярных потоков, воздействие пылевых образований и т. п. Кратко рассмотрены задачи, которые могут быть решены с помощью гравитационных градиентометров, построенных по схеме, разнесенной в пространстве системы высокочувствительных акселерометров (измерение медленных угловых движений КА, дистанционное определение массы космических объектов). Приведены физические оценки предельной чувствительности акселерометров, определяемой собственными равновесными тепловыми флуктуациями, показывающие возможность создания прецизионных акселерометров с чувствительностью 10–12 м/с² и выше.

Пашков В.С. «Влияние "смаза" изображения на точность оценки его координат» Механика, управление и информатика, № 1, с. 225-230 (2009)

Рассмотрено влияние «смаза» на точность оценки координат изображений и предлагается метод обработки, устраняющий это влияние. Метод базируется на том, что должны быть известны функция рассеяния точки объектива, характеристики ПЗС-матрицы, скорость и направление движения оптической оси датчика относительно поля звезд. Начальное положение изображения точечного объекта известно приближенно по некоторым априорным данным. В работе предлагается процедура, состоящая из формирования эталонного трека, возврат порций «размазанного» реального сигнала в исходное (начальное) положение, определения (вычисления) координат полученного изображения. Моделирование показало, что максимальная погрешность оценки координат изображен

Костенко В.И., Добриян М.Б., Наганов А.В., Захарчук О.Т. «Особенности применения термопреобразователей сопротивления в системах ориентации и энергообеспечения космических аппаратов» Механика, управление и информатика, № 1, с. 231-236 (2009)

Рассматриваются возможности применения термопреобразователей сопротивления серии ТСМФ-Д как в системах измерения температур, так и в системах определения ориентации и энергообеспечения на примере двух экспериментальных образцов микроспутников: в одном – для определения направления на Солнце и Землю, с использованием температурных данных с термочувствительных блоков, установленных на космическом аппарате с известной ориентацией относительно строительных осей КА «МОНИТОР-Э», 2005 г., (система защищена Патентом №2126137,1999), а в другом – в экспериментальной системе энергообеспечения на микроспутнике «Университетский–Татьяна», 2005 г. Термометр сопротивления серии ТСМФ-Д изготавливается из остеклованного высокоомного микропровода и предназначен для измерения температуры газообразной среды, твердых тел и криогенных жидкостей в диапазоне температур 4,2–473 K с точностью 0,1–0,5 K.

Аванесов Г.А., Жуков Б.С., Краснопевцева Е.Б. «Задачи, решаемые телевизионной системой навигации и наблюдения в проекте "Фобос-Грунт"» Механика, управление и информатика, № 1, с. 239-250 (2009)

Телевизионная система навигации и наблюдения (ТСНН) на КА «Фобос-Грунт», состоящая из двух узкоугольных и двух широкоугольных камер, разработана для решения как научных, так и навигационных задач миссии. Полученные изображения высокого разрешения дадут новую информацию о структуре кратеров и борозд на поверхности Фобоса, характеристиках реголита, распределении масс внутри Фобоса, а также о пылевых кольцах Марса. Навигационные съемки Фобоса позволят уточнить параметры орбит КА и Фобоса перед каждым маневром КА. Во время наиболее ответственного этапа миссии – посадки на Фобос ТСНН будет осуществлять автономный выбор места посадки и поддерживать штатные системы резервными измерениями высоты и скорости.

Кондратьева Т.В., Никитин А.В. «Формирование модельных стереоизображений Фобоса и их фотограмметрическая обработка в задачах припланетной навигации» Механика, управление и информатика, № 1, с. 251-267 (2009)

Рассмотрены вопросы визуализации и построения цифровой модели поверхности (рельефа) Фобоса (ЦМР). Приведены особенности построения модельных снимков. Предложен алгоритм обработки стереопары, сформированной для широкоугольной камеры ТСНН, с целью восстановления ЦМР по результатам съемки поверхности Фобоса. Проверка работоспособности алгоритма проведена на модельных изображениях, при этом точность решения задачи составила 9 м по высоте и в плане. Предложены рекомендации для конвергентной съемки поверхности Фобоса узкоугольной камерой с целью получения точности определения координат в плане и по высоте на уровне 0,5 м с квазисинхронной орбиты.

Белинская Е.В. «История и перспективы использования систем технического зрения для управления процессом посадки на планеты и малые тела Солнечной системы» Механика, управление и информатика, № 1, с. 268-278 (2009)

Рассматриваются и анализируются примеры использования систем технического зрения в составе автоматических систем управления, обеспечивающих посадку на поверхность планет и малых тел Солнечной системы. Изначально системы технического зрения такого назначения были разработаны для лунных миссий, однако в настоящее время с их помощью осуществлены посадки как на поверхность Марса, так и на поверхность астероидов. За последнее десятилетие системы технического зрения зарекомендовали себя как надежные и недорогие датчики навигационной информации. Развитие и использование систем технического зрения обеспечит существенное повышение безопасности автоматической посадки, а, следовательно, успешности выполнения миссии по исследованию малоизученных или не изученных в настоящее время объектов Солнечной системы.

Гришин В.А. «Алгоритмы измерения высоты и компонент скорости по телевизионным изображениям при посадке на Фобос» Механика, управление и информатика, № 1, с. 279-293 (2009)

Рассматриваются бортовые алгоритмы измерения высоты и компонент скорости в процессе посадки на Фобос. Высота измеряется по стереопарам. Для этого используются две узкоугольные и две широкоугольные камеры. Для измерения компонент скорости производится слежение за выделенными особенностями на парах кадров в монокулярном режиме. Алгоритмы работают в режиме реального времени в условиях жестких ограничений на вычислительную мощность процессоров. При разработке алгоритмов значительное внимание уделялось вопросам снижения вычислительной сложности и повышению надежности измерений в этих условиях.

Жуков Б.С., Жуков С.Б., Гришин В.А., Гордеев Р.В. «Бортовое программно-алгоритмическое обеспечение информационной поддержки посадки на Фобос» Механика, управление и информатика, № 1, с. 294-303 (2009)

Разработано программно-алгоритмическое обеспечение (ПАО) телевизионной системы навигации и наблюдения (ТСНН), которое при посадке космического аппарата (КА) на поверхность Фобоса позволяет измерять высоту и скорость КА, а также осуществлять автономный выбор места посадки. Цикл съемки, обработки информации и передачи результатов в бортовой компьютер занимает 6 с. ПАО отлажено с использованием стереоизображений шероховатых поверхностей со структурой, характерной для поверхности Фобоса.

Жуков Б.С., Дунаев Б.С., Жуков С.Б. «Моделирование детальных изображений поверхности Фобоса для отработки задач информационной поддержки посадки на Фобос» Механика, управление и информатика, № 1, с. 304-313 (2009)

Разработан стенд для моделирования изображений поверхности Фобоса с высоким разрешением, которые будут получаться с помощью телевизионной системы навигации и наведения (ТСНН) в процессе посадки КА «Фобос-Грунт» на поверхность Фобоса. Стенд позволяет проводить стереосъемку шероховатых поверхностей, cходных по структуре с поверхностью Фобоса, с высот от 1 до 65 см со стереобазой от 0,1 мм до 10 см. Путем комбинирования высоты съемки и стереобазы возможно получение последовательности снимков со стереопараллаксом, соответствующим условиям съемки Фобоса как узкоугольной, так и широкоугольными камерами ТСНН при снижении КА от высоты 10 км до 10 м. Полученные серии стереоизображений используются для отработки бортового программно-алгоритмического обеспечения ТСНН в режиме «Посадка».

Бондаренко А.В., Докучаев И.В., Кораблев О.И., Киселев А.Б., Козлов О.Е., Котцов В.А., Бибринг Ж.П., Фурмонд Ж.Ж. «Телевизионные системы манипуляторного комплекса проекта "Фобос-Грунт"» Механика, управление и информатика, № 1, с. 314-323 (2009)

Одной из основных задач проекта «Фобос-Грунт» является забор и возврат грунта. Для реализации этой задачи перелетный модуль (ПМ) планируется оснастить манипулятором с целым набором специальных инструментов. Однако для анализа морфологических особенностей поверхности, выбора мест взятия грунта, оценки представительности образца и других подобных целей необходимо применение систем технического зрения. Планируется, что манипуляторный комплекс проекта «Фобос-Грунт» должен быть оснащен телевизионными системами для решения задач разного уровня. Таких систем предполагается три: 1) камера, закрепленная на подвижной части манипулятора, которая позволяет получить и передать панораму места посадки и старта возвращаемого модуля; 2) стереокамера, жестко закрепленная на борту ПМ, которая позволяет наблюдать пространственную структуру поверхности и определять координаты положения интересующих образцов; 3) микроскоп-камера-спектрометр, также прикрепленный к основанию манипулятора, который позволяет наблюдать компонентный состав частиц, составляющих образец грунта, и их спектральные характеристики отражения для пяти спектральных зон излучения. Управление всеми телевизионными системами осуществляется через один общий блок электроники. Он содержит ВИП, средства управления, накопления, хранения и передачи видеоинформации.

Кораблев О.И., Бондаренко А.В., Иванов А.Ю., Козлов О.Е., Котцов В.А., Ульянов А.Б., Бибринг Ж.П., Фурмонд Ж.Ж. «Микроскоп-спектрометр проекта "Фобос-Грунт"» Механика, управление и информатика, № 1, с. 324-238 (2009)

Одной из основных задач проекта «Фобос-Грунт» является изучение грунта в месте посадки спускаемого аппарата (СА). Для реализации этой задачи СА планируется оснастить манипулятором с целым набором специальных инструментов. Одним из таких инструментов является микроскоп- спектрометр. Для расширения функциональных возможностей камера оснащена набором светодиодов с разной длиной волны излучения, что преобразует ее в спектрометр. Манипулятор помещает образец грунта на предметное стекло перед объективом микроскопа и наблюдения производят при последовательном включении диодов с разной длиной волны. Это позволяет наблюдать компонентный состав частиц, составляющих образец грунта, и их спектральные характеристики отражения для пяти спектральных зон излучения.

Болдачева Л.А., Зайко Ю.К., Никитушкин Р.А., Новалов А.А. «Компьютерный анализ телевизионных изображений поверхности Фобоса» Механика, управление и информатика, № 1, с. 329-341 (2009)

Разработаны эффективные алгоритмы обработки видеоизображений с целью выделения границ фрагментов, определения координат центров и расстояний до центра оптической системы видеокамер. Создан пакет прикладных программ, выполняющих обработку видеоизображений в моно- и стереорежимах. Разработан также алгоритм определения расстояния от центра объектива видеокамеры до выбранного фрагмента по одному видеокадру.

Дольников Г.Г., Захаров А.В. «Ориентация пылевого прибора DIAMOND миссии "Фобос-Грунт" во время перелета космического аппарата по маршруту Земля–Марс и на марсианских орбитах, доступных для измерений» Механика, управление и информатика, № 1, с. 342-349 (2009)

Дроздова Т.Ю., Катасонов И.Ю., Куделин М.И. «Система информационного обеспечения комплекса научной аппаратуры для проекта "Фобос-Грунт"» Механика, управление и информатика, № 1, с. 350-362 (2009)

Приведены описание и технические характеристики системы информационного обеспечения комплекса научной аппаратуры для задач проекта «Фобос-Грунт», представлены объем и результаты испытаний ее штатных образцов.

Моисеев П.П. «Контроль и измерения точностных параметров оптико-механических сканирующих устройств систем дистанционного зондирования Земли» Механика, управление и информатика, № 1, с. 365-371 (2009)

Рассматриваются методы контроля точностных параметров развертки однокоординатных и двухкоординатных оптико-механических сканирующих устройств. Показан комплекс оборудования, представлены результаты контроля и измерения.

Аванесов Г.А., Воронков С.В., Дунаев Б.С., Красиков В.А., Шамис В.А., Форш А.А. «Имитаторы звездного неба для наземной отработки датчиков звездной ориентации» Механика, управление и информатика, № 1, с. 372-386 (2009)

Рассмотрены статические имитаторы звезд, предназначенные для проверки работоспособности оптико-электронных трактов датчиков звездной ориентации. Описан принцип работы стенда динамических испытаний, используемого для осуществления проверок функционирования звездных датчиков и отладки их программного обеспечения.

Аванесов Г.А., Красиков В.А., Никитин А.В. «Оценка точности звездного прибора БОКЗ-М по результатам наземных и летных испытаний» Механика, управление и информатика, № 1, с. 387-408 (2009)

Проанализированы факторы, влияющие на точность определения угловых параметров ориентации осей внутренней системы координат (ВСК) прибора относительно осей инерциальной системы координат (ИСК). Приведены результаты оценки величины суммарной среднеквадратической ошибки определения угловых параметров ориентации по результатам обработки одиночных изображений участков звездного неба. Оценивался вклад в общий бюджет ошибки обобщенной фотограмметрической дисторсии и «методической» ошибки. Проанализированы оценки точностных характеристик приборов БОКЗ по результатам наземных натурных и летных испытаний. Для обеспечения равной точности определения параметров трехосной ориентации по всем осям предложен алгоритм обработки данных синхронно работающих приборов на борту КА. Приведен алгоритм апостериорной оценки точности при обработке натурных и стендовых измерений звездного координатора БОКЗ-М.

Дроздова Т.Ю., Никитин А.В. «Методика и результаты отработки программно-алгоритмического обеспечения оптических солнечных датчиков» Механика, управление и информатика, № 1, с. 409-420 (2009)

Сформулированы задачи наземной отработки приборов ОСД. Приведен краткий состав технических средств для наземной отработки приборов. Представлены результаты отработки штатных приборов, в том числе, измерены ошибки определения направления на источник света как в лабораторных условиях, так и при натурных испытаниях, определены реальные поля зрения штатных приборов, исследовано влияние движения космического аппарата на точность измерений прибора ОСД.

Аванесов Г.А., Кондратьева Т.В., Никитин А.В. «Исследование смещения энергетического центра изображений звезд относительно геометрического центра на ПЗС-матрице и коррекция методической ошибки» Механика, управление и информатика, № 1, с. 421-446 (2009)

Исследовано влияние методической ошибки (микродисторсии) на точность работы звездного координатора – определение астроориентации. С помощью компьютерного моделирования и экспериментов выявлен двумерный синусоидальный характер изменения величины методической ошибки, которая зависит от положения изображения звезды относительно растровой структуры ПЗС-матрицы прибора. Коррекция методической ошибки проведена путем компенсации синусоидальной функции, описывающей закон ее изменения, а также аппроксимацией изображения звезды на ПЗСматрице двумерной функцией Гаусса. Выигрыш от коррекции методической ошибки в экспериментах составил около 1 угл. с.; при компьютерном моделировании – более 3 угл .с., что указывает на предельно достижимую точность.

Аванесов Г.А., Акимов В.В., Воронков С.В. «Результаты испытаний ПЗС-матриц российского и зарубежного производства на источниках заряженных частиц» Механика, управление и информатика, № 1, с. 447-457 (2009)

Приведены результаты облучения ПЗС-матриц российского и зарубежного производства протонами с энергиями 155 МэВ. Показано, что при протонном воздействии на ПЗС-матрицах образуются устойчивые дефекты изображения. Установлено наличие зависимости количества дефектов на ПЗС от ее температуры, и обоснована необходимость охлаждения ПЗС-матриц в звездных датчиках для повышения их помехозащищенности при воздействии протонов.

Воронков С.В., Дроздова Т.Ю. «Испытания ПЗС-линеек на источниках гамма-излучения СО60 различной интенсивности» Механика, управление и информатика, № 1, с. 458-470 (2009)

Приведены результаты исследования влияния гамма-излучения различной интенсивности на работоспособность ПЗС-линеек и оценку их стойкости

Воронков С.В., Дроздова Т.Ю. «Испытания оптического солнечного датчика на протонном ускорителе» Механика, управление и информатика, № 1, с. 471-478 (2009)

Представлен сравнительный анализ математического моделирования протонного воздействия на работу оптического солнечного датчика и результатов испытаний ОСД на протонном ускорителе.

Зиман Я.Л. «О проведенных в ИКИ аэрокосмических исследованиях Земли (исторический экскурс)» Механика, управление и информатика, № 1, с. 481-488 (2009)

Кратко представлена история развития аэрокосмических исследований Земли в Институте космических исследований с 1971 г. по настоящее время.

Аванесов Г.А., Зиман Ян.Л., Форш А.А., Дятлов С.А., Бессонов Р.В., Куркина А.Н., Василейский А.С. «Комплекс средств для координатно-временного обеспечения космического аппарата "Метеор-М" № 1» Механика, управление и информатика, № 1, с. 489-494 (2009)

Приведены описание и основные технические характеристики комплекса координатно-временного обеспечения, предназначенного для использования в составе экспериментальной системы ориентации спутника метеорологического назначения «Метеор-М» № 1.

Кузьмичев А.М., Рахимьянов А.С. «Формирование и передача пакетов информации по высокоскоростному каналу связи» Механика, управление и информатика, № 1, с. 495-502 (2009)

Рассматриваются принципы формирования и передачи видеоинформационных пакетов по высокоскоростному каналу. Сжатая видеоинформация попадает в модуль формирования пакетов, реализованный в ПЛИС СнК. Коммутация видеоинформации осуществляется схемой управления очерёдностью считывания из 13 двухкилобайтных FIFO, которая проводит опрос FIFO на наличие хотя бы в одном из них целого пакета. Из заполненных FIFO происходит последовательное считывание информационных пакетов в общую 8-разрядную шину данных и их дальнейшая запись в четыре двухкилобайтных FIFO, где происходит преобразование 8-разрядной шины в 36-разрядную. При заполнении FIFO четырьмя пакетами генерируется сигнал готовности к считыванию и поступает из ПЛИС в микросхему передатчика в линию. Микросхема передатчика в линию выдает сигнал разрешения СЕ и тактирующие импульсы частотой 33 МГц, по которым производится считывание пакетов ВИ из FIFO в микросхему передатчика в линию по 36-разрядной шине данных.

Рожавский Э.И., Моисеев П.П. «Прецизионные оптико-механические сканирующие устройства системы дистанционного зондирования МСУ-ГС» Механика, управление и информатика, № 1, с. 503-509 (2009)

Рассматриваются однокоординатное и двухкоординатное сканирующие устройства для развертки изображения многозональной сканирующей системы, работающей на геостационарной орбите Земли. Показан состав сканирующих устройств, представлены результаты измерения их закона сканирования.

Балтер Б.М., Егоров В.В., Котцов В.А., Стальная М.В. «Корреляционные портреты гиперспектральных данных дистанционного зондирования» Механика, управление и информатика, № 1, с. 510-518 (2009)

Описывается метод анализа пространственной изменчивости объектов зондируемой поверхности по данным гиперспектральной съемки. Метод базируется на использовании корреляционных портретов – матриц межканальных корреляций значений спектральной яркости. Дается алгоритм построения карт изменчивости исследуемой территории, который состоит в вычислении корреляционного портрета участка поверхности с известной изменчивостью, выбираемого в качестве эталона с последующим отысканием участков-аналогов на изображении тестовой территории. Приводятся примеры использования таких карт для обнаружения очагов лесных пожаров и изучения геологической структуры территории.

Жуков Б.С. «Синтез видеоданных многозональных съемочных систем различного пространственного разрешения» Механика, управление и информатика, № 1, с. 519-529 (2009)

Метод синтеза видеоданных различного пространственного разрешения (MMT) иллюстрируется на примере синтеза изображений гарей, полученных спектрорадиометром MODIS на ИСЗ Terra в каналах видимого и ближнего ИК-диапазонов с разрешением 250 м, в каналах коротковолнового ИК-диапазона с разрешением 500 м и в каналах среднего и теплового ИК-диапазонов с разрешением 1 км. В результате синтеза гари картированы с разрешением 250 м, и для них получены полные спектры, охватывающие все каналы MODIS, что позволяет надежно распознать гари и оценить степень повреждения растительности.

Жуков Б.С., Зиман Я.Л., Полянский И.В., Жуков С.Б., Бекренев О.В., Пермитина Л.И. «Предварительная обработка видеоданных комплекса многозональной спутниковой съемки с космического аппарата "Метеор-М"» Механика, управление и информатика, № 1, с. 530-540 (2009)

Комплекс многозональной спутниковой съемки (КМСС) на КА «Метеор-М» № 1 позволит получать видеоданные в полосе захвата шириной более 900 км с разрешением 60 м в трех спектральных зонах, оптимизированных для исследований суши, и с разрешением 120 м в трех зонах, оптимизированных для исследований акваторий. Предварительная обработка видеоданных КМСС до уровня L1B включает их декоммутацию, радиометрическую коррекцию, временную и географическую привязку и межканальное геометрическое совмещение. При этом используются результаты наземной радиометрической и геометрической калибровки КМСС, которые будут проверяться и при необходимости уточняться в полете.

Коломеец Е.В. «Аппаратно-программные средства отработки приборов комплекса многозональной спутниковой съемки» Механика, управление и информатика, № 1, с. 541-548 (2009)

Представлены результаты разработки аппаратно-программного комплекса (АПК) для наземной отработки приборов КМСС. Приведена структурная схема АПК и его составных частей. Рассмотрен принцип работы имитаторов видеосигнала. Перечислены основные возможности программно-алгоритмического обеспечения для отработки аппаратных интерфейсов КМСС.

Ваваев В.А., Ваваев М.В., Полянский И.В. «Радиометрическая градуировка комплекса многозональной спутниковой съемки» Механика, управление и информатика, № 1, с. 549-561 (2009)

Рассмотрены измерительные свойства многоспектральных съемочных устройств МСУ-100 и МСУ-50, входящих в комплекс многозональной спутниковой съемки (КМСС). Описана технологическая последовательность радиометрической градуировки спектральной чувствительности каналов МСУ по эталону спектральной плотности энергетической яркости. Приведены результаты радиометрической градуировки штатных образцов и оценена их точность.

Василейский А.С., Жуков Б.С., Жуков С.Б., Куркина А.Н., Полянский И.В. «Относительная радиометрическая калибровка комплекса многозональной спутниковой съемки (КМСС)» Механика, управление и информатика, № 1, с. 562-574 (2009)

Относительная радиометрическая калибровка комплекса многозональной спутниковой съемки (КМСС), который будет установлен на КА «Метеор-М» № 1, проводилась путем регистрации темнового сигнала и методом съемки интегрирующей сферы при различных временах экспозиции. По полученным результатам для каждого элемента ПЗС в каждом канале определялись: среднеквадратическая величина шума, диапазон линейности, темновой сигнал и относительный коэффициент чувствительности, который далее использовался для расчета абсолютного коэффициента чувствительности по результатам абсолютной градуировки центральной группы элементов. Исследована зависимость этих параметров от температуры и коэффициента усиления сигнала. Результаты калибровки КМСС сохранялись в файлах радиометрической калибровки, которые будут использоваться для радиометрической коррекции видеоданных спутниковых съемок.

Зиман Я.Л. «Воспоминания о создании и работе в ИКИ самолетной лаборатории моделирования исследований Земли из космоса (из предыстории оптико-физического отдела)» Механика, управление и информатика, № 1, с. 575-579 (2009)

Описана история создания лаборатории для моделирования исследований Земли из космоса на самолетах Ил-14 и Ан-30.

«Предисловие [к рабочему совещанию "Первые этапы летных испытаний и выполнение программы научных исследований по проекту «КОРОНАС-ФОТОН»"]» Механика, управление и информатика, № 3, с. 5-7 (2010)

Российская программа исследования физики Солнца и солнечноземных связей КОРОНАС (Комплексные ОРбитальные Околоземные Наблюдения Активности Солнца) предусматривала запуск на околоземную орбиту трёх космических аппаратов (КА). Космические аппараты «КОРОНАС-И» и «КОРОНАС-Ф», созданные на базе автоматической орбитальной станции (АУОС-СМ) разработки КБ «Южное» (г. Днепропетровск, Украина), были запущены 2 марта 1994 г. и 31 июня 2001 г. Космический аппарат «КОРОНАС-ФОТОН» с комплексом научной аппаратуры (КНА) «ФОТОН», созданный на базе КА «Метеор -3М» разработки ФГУП «Научно-исследовательский институт электро-механики» (НИИЭМ) (с 11.2009 г. – Открытое акционерное общество «Научно-исследовательский институт электромеханики» (ОАО «НИИЭМ»)), г. Истра, Московская обл., Россия, был выведен на околоземную орбиту ракетой-носителем «Циклон-3М» с космодрома Плесецк 30 января 2009 г.

Аликин Ю.И., Гассиева М.П., Гуткин А.Р., Кравец В.Г., Салихов Р.С. «Некоторые особенности создания космического аппарата "КОРОНАС-ФОТОН"» Механика, управление и информатика, № 3, с. 8-26 (2010)

Рассмотрены особенности компоновки и конструкции космического аппарата (КА) «КОРОНАС-ФОТОН», а также его некоторых служебных систем – системы ориентации и стабилизации (СОС) и системы обеспечения теплового режима (СОТР), – подвергшихся наиболее существенным изменениям в сравнении с метеорологическими КА, на базе которых создавался КА «КОРОНАС-ФОТОН». Кроме того, рассмотрены: методы наземной экспериментальной отработки СОТР и сравнения их результатов с данными летных испытаний; сохранения положительной температуры КА в процессе транспортирования с завода-изготовителя до старта в зимних условиях. Ключевые слова: КА – космический аппарат, компоновка и конструкция, система ориентации и стабилизации КА (СОС), система обеспечения теплового режима (СОТР), наземные испытания, результаты летных испытаний.

Аликин Ю.И., Ануфрейчик К.В., Гляненко А.С., Охматовский Г.В., Чулков И.В., Юров В.Н. «Комплекс управления и передачи данных научной аппаратуры спутникового проекта «КОРОНАС-ФОТОН»» Механика, управление и информатика, № 3, с. 27-40 (2010)

Рассмотрена структура созданного и успешно эксплуатируемого бортового комплекса управления и передачи данных научной аппаратуры спутникового проекта «КОРОНАС-ФОТОН». Интеграция в единую структуру возможностей специализированных систем для обслуживания научной аппаратуры и стандартных спутниковых систем позволило реализовать гибкую и мощную систему обслуживания космических экспериментов. Первые месяцы работы комплекса научной аппаратуры на спутнике «КОРОНАС-ФОТОН» подтвердили правильность заложенных технических решений. Ключевые слова: КОРОНАС-ФОТОН, спутниковый проект, сбор данных, управление, научные приборы, информация, команды, служебные параметры, бортовой комплекс, информационный обмен.

Буслов А.С., Котов Ю.Д., Юров В.Н., Бессонов М.В., Калмыков П.А., Орешников Е.М., Алимов А.М., Туманов А.В., Жучкова Е.А. «Наземный комплекс приема, обработки и распространения информации в космическом эксперименте "КОРОНАС-ФОТОН"» Механика, управление и информатика, № 3, с. 41-54 (2010)

Рассматриваются особенности организационных и технических решений, принятых при создании наземного комплекса приема, обработки и распространения информации КА «КОРОНАС-ФОТОН», а также представляются основные результаты работы комплекса в ходе летных испытаний космического аппарата. Ключевые слова: «КОРОНАС-ФОТОН», приемные станции, центр управления полетом, обработка информации.

Архангельский А.И., Бессонов М.В., Буслов А.С., Власик К.Ф., Гляненко А.С., Котов Ю.Д., Лупарь Е.Э., Рубцов И.В., Самойленко В.Т., Юров В.Н., Кадилин В.В. «Спектрометр высокоэнергичных излучений "НАТАЛЬЯ-2М". полетная калибровка, настройка и первые научные данныЕ» Механика, управление и информатика, № 3, с. 55-82 (2010)

Дается краткое описание устройства и наблюдательных возможностей спектрометра высокоэнергичных излучений «НАТАЛЬЯ-2М». «НАТАЛЬЯ-2М» – часть комплекса научной аппаратуры «ФОТОН» спутника «КОРОНАС-ФОТОН». Спектрометр имеет широкий диапазон регистрации гамма-излучения 0,3–2000 МэВ и построен на базе монокристаллов CsI(Tl) с полной площадью 32×38 см и толщиной 18 см. Также прибор предназначен для наблюдений нейтронов солнечного происхождения с энергиями 20–300 МэВ. Приводятся результаты полетной настройки и калибровки прибора, а также временные профили фоновых скоростей счета и спектры для всех энергетических диапазонов спектрометра, примеры регистрации прибором событий типа «гамма-всплеск». Космический аппарат (КА) «КОРОНАС-ФОТОН» с научным оборудованием, предназначенным главным образом для комплексных наблюдений Солнца, был запущен с космодрома Плесецк 30 января 2009 г. на низкую круговую околоземную орбиту (высота приблизительно 550 км, наклонение 82,5°). Ключевые слова: «КОРОНАС-ФОТОН», исследования Солнца, «НАТАЛЬЯ-2М», гамма-спектрометр, полетная калибровка, спектры гамма-излучения, временные профили, гамма-всплески.

Дергачев В.А., Матвеев Г.А., Круглов Е.М., Лазутков В.П., Савченко М.И., Скородумов Д.В., Пятигорский А.Г., Пятигорский Г.А., Чичикалюк Ю.А., Шишов И.И., Хмылко В.В., Васильев Г.И., Драневич В.А., Крутьков С.Ю., Степанов С.В., Котов Ю.Д., Юров В.Н., Гляненко А.С., Архангельский А.И., Горелый Ю.А. «Прибор "ПИНГВИН-М", предназначенный для исследования поляризации жёсткого рентгеновского излучения солнца в космическом проекте "КОРОНАС-ФОТОН"» Механика, управление и информатика, № 3, с. 83-106 (2010)

Приведены основные характеристики и описаны принципы работы научной аппаратуры «ПИНГВИН-М», предназначенной для измерения степени линейной поляризации рентгеновского излучения солнечных вспышек в энергетическом диапазоне 20–150 кэВ и энергетических спектров рентгеновского излучения солнечных вспышек в диапазоне энергий 2–500 кэВ. Измерение степени поляризации основано на регистрации совпадения импульсов в активном рассеивателе и в детекторах рассеянного излучения. Прибор имеет модульную структуру и состоит из двух блоков: блока детекторов «ПИНГВИН-МД» (ПМД) и блока электроники «ПИНГВИН-МЭ» (ПМЭ). Ключевые слова: солнечные вспышки, рентгеновское излучение, поляризация, космический эксперимент, детектор-рассеиватель, сцинтиллятор, пропорциональный счетчик, «фосвич», спектр, паратерфенил, научная аппаратура, активная защита, активный рассеиватель, «ПИНГВИН-М», «КОРОНАС-ФОТОН».

Кузин С.В., Богачев С.А., Шестов С.В., Бугаенко О.И., Житник И.А., Иванов Ю.С., Игнатьев А.П., Митрофанов А.В., Опарин С.Н., Перцов А.А., Слемзин В.А., Суходрев Н.К., Зыков М.С., Рева А.А., Ульянов А.С. «Информационные и технические возможности комплекса инструментов ТЕСИС/"КОРОНАС-ФОТОН" по исследованию Солнца в условиях минимума и максимума солнечной активности» Механика, управление и информатика, № 3, с. 107-118 (2010)

В состав инструмента ТЕСИС (Телескопы EUV-диапазона для Спектральных Исследований Солнца) ФИАН на борту спутника «КОРОНАС-ФОТОН» входят несколько изображающих телескопов и спектрогелиографов. Их нормальная работоспособность требует соответствующей информационной и технической поддержки. С точки зрения информационного обеспечения проводящегося эксперимента необходимо не только передавать с борта спутника на Землю максимальные объемы информации, но и своевременно ее получать, а также иметь достаточный объем команд управления прибором с Земли. Для регистрации изображений с высоким пространственным разрешением необходимо выдерживать расчетный тепловой режим аппаратуры и высокую точность направления оси аппаратуры на центр Солнца и степень стабилизации космического аппарата. Эти аспекты проведения эксперимента представлены в настоящей работе. Ключевые слова: Солнце, корона, переходный слой, вспышки, солнечная активность, космические исследования Солнца.

Котов Ю.Д., Кочемасов А.В., Гляненко А.С., Юров В.Н., Архангельский А.И. «Первые результаты эксперимента Фока по регистрации солнечного жесткого ультрафиолетового излучения» Механика, управление и информатика, № 3, с. 119-127 (2010)

На спутнике «КОРОНАС-ФОТОН», запущенном 30 января 2009 г., установлен прибор ФОКА (фотокатодный эксперимент), предназначенный для измерения потока солнечного электромагнитного излучения в очень интересном и информативном EUV/XUV-диапазоне. Прибор имеет три основных канала с диапазонами чувствительности 0,5–11; 0,5–7 и 27–37 нм, а также 116–125 нм для измерения яркой линии Лайман-альфа (L_α) водорода (121,6 нм). Перед запуском была проведена абсолютная калибровка каналов. Прибор ФОКА был включен 19 февраля 2009 г. На первом этапе реализации эксперимента получены важные сведения о работоспособности прибора, его параметрах, поведении сигналов каналов, уровнях фоновых засветок. Были проведены измерения излучения спокойного Солнца в минимуме активности, зарегистрированы первые солнечные вспышки, а также получены оккультационные профили поглощения излучения атмосферой Земли. Ключевые слова: КОРОНАС-ФОТОН, солнечное EUV/ XUV-излучение, солнечное L_α излучение, оккультационные измерения атмосферы Земли.

Уланов М.В., Аптекарь Р.Л., Голенецкий С.В., Мазец Е.П., Олейник Ф.П., Пальшин В.Д., Свинкин Д.С., Фредерикс Д.Д., Котов Ю.Д., Юров В.Н. «Эксперимент "КОНУС-РФ" по исследованию жесткого рентгеновского и гамма-излучения солнечных вспышек и космических гамма-всплесков: первые научные результаты» Механика, управление и информатика, № 3, с. 128-142 (2010)

Научная аппаратура «КОНУС-РФ» – сцинтилляционный гамма-спектрометр, предназначенный для исследования с высоким временным разрешением кривых блеска, энергетических спектров и спектральной переменности вспышек жесткого рентгеновского и гамма-излучения Солнца и космических гамма-всплесков в широкой области энергий – 10 кэВ–10 МэВ. Научная программа эксперимента «КОНУС-РФ» успешно выполнялась с момента включения аппаратуры в феврале 2009 г. За период февраль – июнь 2009 г. были зарегистрированы и исследованы 40 космических гамма-всплесков и 6 всплесков от мягких гамма-репитеров. Проявлений солнечной активности в диапазоне 10 кэВ–10 МэВ за этот период не отмечалось. Одновременные наблюдения аппаратурой «КОНУС-РФ» и «КОНУС-ВИНД» на двух космических аппаратах позволили получить более подробную информацию о регистрируемых всплесках. Ключевые слова: гамма-спектрометр, космические гамма-всплески, солнечные вспышки, мягкие гамма-репитеры.

Трофимов Ю.А., Котов Ю.Д., Юров В.Н., Гляненко А.С., Федоровых Е.В., Бессонов М.В. «Быстрый рентгеновский монитор (БРМ), результаты первого этапа летных испытаний» Механика, управление и информатика, № 3, с. 143-154 (2010)

Приведены описание конструкции и характеристики прибора «Быстрый рентгеновский монитор» (БРМ), измеряющего поток рентгеновского излучения солнечных вспышек в диапазоне 20–600 кэВ с временным разрешением до 1 мс (в приборе используется YАlO₃(Ce)-сцинтиллятор, максимальная загрузка до 10⁶ событий в секунду, при 100% мертвого времени, эффективная площадь детектора до 27 см² ). Описаны фоновые условия на орбите: потоки заряженных частиц радиационных поясов Земли (сопоставлены с данными прибора «ЭЛЕКТРОН-М-ПЕСКА»), резкие кратковременные изменения скорости счета. Приведены первые зарегистрированные события – гамма-всплески. Ключевые слова: быстрый рентгеновский монитор, сцинтиллятор YAlO₃(Ce), потоки рентгеновского излучения солнечных вспышек, гамма-всплески.

Кузин С.В., Богачев С.А., Перцов А.А. «Первые результаты эксперимента ТЕСИС по исследованию атмосферы солнца на спутнике "КОРОНАС-ФОТОН"» Механика, управление и информатика, № 3, с. 155-166 (2010)

На борту российского спутника «КОРОНАС-ФОТОН» с 26 февраля 2009 г. проводился эксперимент ТЕСИС (Телескопы EUV-диапазона для Спектральных Исследований Солнца) ФИАН по исследованию солнечной атмосферы. Эксперимент основан на методе изображающей спектроскопии, в соответствии с которым излучение Солнца регистрируется в монохроматических линиях и узких спектральных областях вакуумного ультрафиолетового и мягкого рентгеновского диапазона спектра, не доступных для исследования с поверхности Земли. В работе представлены первые результаты эксперимента, полученные в условиях необычно глубокого минимума активности Солнца, наблюдающегося в первой половине 2009 г. Представлены наблюдения переходного слоя и короны Солнца на высотах расстоянием до двух солнечных радиусов в линии ионизованного гелия HeII 304 Å (T∼80 000 K), ионах железа FeIX 171 Å (T∼0,8 млн K) и FeXXII 132 Å (T∼15 млн K) и линии магния MgXII 8,42 Å (T∼8 млн K). Ключевые слова: Солнце, корона, переходный слой, вспышки, солнечная активность, космические исследования Солнца.

Дергачев В.А., Матвеев Г.А., Круглов Е.М., Лазутков В.П., Савченко М.И., Скородумов Д.В., Пятигорский А.Г., Шишов И.И., Котов Ю.Д., Юров В.Н., Гляненко А.С., Архангельский А.И., Бессонов М.В., Буслов А.С. «Функционирование поляриметра жёсткого рентгеновского излучения Солнца "ПИНГВИН-М" на борту космического аппарата "КОРОНАС-ФОТОН"» Механика, управление и информатика, № 3, с. 167-182 (2010)

Обсуждаются результаты первых месяцев работы научной аппаратуры «ПИНГВИН-М», предназначенной для измерения степени линейной поляризации рентгеновского излучения солнечных вспышек в энергетическом диапазоне 20–150 кэВ и энергетических спектров рентгеновского излучения солнечных вспышек в диапазоне энергий 2–500 кэВ. Приведены данные предполетных калибровок и калибровок на орбите, проведенных после включения прибора. Ключевые слова: солнечные вспышки, рентгеновское излучение, поляризация, космический эксперимент, результаты, калибровки, обсуждения, спектры, «ПИНГВИН-М», «КОРОНАС-ФОТОН».

Котов Ю.Д., Рао А.Р., Чакрабарти С.К., Малкар Д.П., Шрикумар С., Хингар М.К., Нанди А., Юров В.Н., Архангельский А.И., Зятьков Р.А. «Функционирование гамма-спектрометра RT-2 комплекса научной аппаратуры космического аппарата "КОРОНАС-ФОТОН" на первых этапах летных испытаний» Механика, управление и информатика, № 3, с. 183-195 (2010)

Спектрометр рентгеновского и гамма-излучения RT-2 входит в состав космического аппарата «КОРОНАС-ФОТОН», который был запущен с космодрома «Плесецк» 30 января 2009 г. на околоземную орбиту (высота ∼550 км, наклонение 82,5°). Космический аппарат постоянно ориентирован на Солнце. Целью эксперимента RT-2 являлось изучение солнечного гамма- и рентгеновского излучения в энергетическом диапазоне от 15 кэВ до 1 МэВ. Прибор состоит из трех детекторов (два «фосвич»-детектора RT-2/S, RT-2/G и один полупроводниковый детектор RT-2/CZT) и блока электроники RT-2/E. Приводятся особенности функционирования прибора RT-2 после запуска и первые результаты наблюдений. Ключевые слова: КОРОНАС-ФОТОН, солнечные вспышки, гамма-всплески, рентгеновский и гамма-спектрометр, полупроводниковый детектор, «фосвич»-детектор.

Мягкова И.Н., Панасюк М.И., Денисов Ю.И., Калегаев В.В., Старостин Л.И. «Вариации потока релятивистских электронов внешнего радиационного пояса земли в марте 2009 г. – первые результаты прибора "ЭЛЕКТРОН-М-ПЕСКА" ("КОРОНАС-ФОТОН")» Механика, управление и информатика, № 3, с. 196-205 (2010)

Выполнен анализ возрастания потоков электронов c энергиями 1–4 МэВ, регистрировавшихся на спутнике «КОРОНАС-ФОТОН» во внешнем радиационном поясе Земли в середине марта 2009 г. Возрастание наблюдалось после слабых магнитных возмущений, вызванных приходом к Земле 13 марта 2009 г. высокоскоростного потока солнечного ветра. Обсуждаются возможные физические причины этого возрастания потока релятивистских электронов во внешнем радиационном поясе. Ключевые слова: релятивистские электроны, внешний радиационный пояс Земли, магнитные возмущения, солнечный ветер.

Калегаев В.В., Парунакян Д.А., Баринова В.О., Денисов Ю.И., Мягкова И.Н., Панасюк М.И., Старостин Л.И. «Система обработки и хранения данных измерений прибора "ЭЛЕКТРОН-М-ПЕСКА" в эксперименте на ИСЗ "КОРОНАС-ФОТОН"» Механика, управление и информатика, № 3, с. 206-216 (2010)

Полностью автоматизированная система обработки и хранения данных измерений прибора "ЭЛЕКТРОН-М-ПЕСКА" в эксперименте на спутнике "КОРОНАС-ФОТОН" разработана на основе программно-аппаратного комплекса HP Proliant DL-385 – Система управления базами данных (СУБД) Oracle. Для доступа к данным созданы веб-формы, размещенные на Интернет-портале Центра данных оперативного космического мониторинга НИИЯФ (ЦДОКМ НИИЯФ) http://smdc.sinp.msu.ru. Потоки энергичных заряженных частиц, зарегистрированные прибором за последние два часа и за последние 12 ч непрерывных измерений, размещаются на главной странице портала ЦДОКМ НИИЯФ в разделе "Космическая погода". Ключевые слова: космическая радиация, околоземное космическое пространство, базы данных

Дудник А.В., Персиков В.К., Бошер Д., Котов Ю.Д., Юров В.Н. «Экспериментальные возможности спектрометра-телескопа СТЭП-Ф и первые результаты радиационного картографирования» Механика, управление и информатика, № 3, с. 217-228 (2010)

Представлены описание спутникового спектрометра-телескопа электронов и протонов СТЭП-Ф, его конструктивные особенности. Рассмотрены отдельные узлы и модули, методы их настройки, калибровки и испытаний (автономных и комплексных) в составе комплекса научной аппаратуры «ФОТОН» и космического аппарата. По результатам первых недель работы в ходе летных испытаний представлены уточненные данные по геометрическим факторам прибора и энергетическим диапазонам, как прямой регистрации заряженных частиц высоких энергий, так и по каналам смешанной регистрации нескольких сортов частиц. С целью проверки правильности распределения заряженной радиации на высотах полета КА «КОРОНАС-ФОТОН» проведено предварительное картографирование в нескольких протонных энергетических каналах. Ключевые слова: детектор частиц, телескоп, компьютерное моделирование, калибровка, аналоговая обработка, ускоритель заряженных частиц, радиационные пояса, солнечная активность, магнитосфера, электроны, протоны, Южно-Атлантическая аномалия

Кузнецов В.Д., Жугжда Ю.Д., Юров В.Н., Лебедев Н.И., Болдырев С.И. «Наблюдения собственных колебаний Солнца: постановка эксперимента и первые результаты» Механика, управление и информатика, № 3, с. 229-238 (2010)

Гелиосейсмологический эксперимент на космическом аппарате «КОРОНАС-ФОТОН» предназначен для изучения характеристик и внутреннего строения Солнца с помощью спектра собственных колебаний Солнца, полученного методом измерения вариаций интенсивности солнечного излучения. Он является продолжением исследований солнечных глобальных колебаний, начатых на ИСЗ «КОРОНАС-И» и «КОРОНАС-Ф». Измерения вариаций интенсивности излучения Солнца в семи оптических диапазонах – от ближней ультрафиолетовой до инфракрасной областей спектра – проводятся разработанным в ИЗМИРАН солнечным фотометром СОКОЛ (СОлнечные КОЛебания). По результатам наблюдений в начальный период работы прибора получены спектры р-мод колебаний Солнца. Ключевые слова: гелиосейсмология, флуктуации яркости, температурные волны, р-моды, КОРОНАС-ФОТОН, солнечный фотометр СОКОЛ.

Козлов И.В., Новиков А.Д., Пустовалов М.Н., Рябова А.Д., Громкова И.Е., Магурина Т.П., Шпагина Т.Л. «О первых результатах обеспечения прибором БУС-ФМ выполнения программы научных исследований КА "КОРОНАС-ФОТОН"» Механика, управление и информатика, № 3, с. 239-249 (2010)

Выполнен анализ первых результатов участия модифицированного блока управления и соединений (прибор БУС-ФМ) в выполнении программы научных исследований на борту космического аппарата «КОРОНАС-ФОТОН» в рамках программы изучения Солнца «КОРОНАС» (Комплексные Орбитальные Околоземные Наблюдения Активности Солнца). Обсуждены вопросы наземного моделирования работы прибора БУС-ФМ для случаев прохождения космическим аппаратом «КОРОНАС-ФОТОН» радиационного пояса Земли. Ключевые слова: бортовое питание, радиационный пояс Земли, моделирование режимов, разовые команды.

Аванесов Г.А., Бессонов Р.В., Ваваев В.А., Мысник Е.А., Куркина А.Н., Снеткова Н.И., Людомирский М.Б., Каютин И.С., Ямщиков Н.Е. «Бесплатформенная астроинерциальная навигационная система авиационного применения» Механика, управление и информатика, № 2, с. 13-35 (2011)

Рассматриваются проблемы создания астроинерциальной навигационной системы (АИНС) авиационного применения, основанной на высокоточной бесплатформенной инерциальной навигационной системе (БИНС) и астрокорректоре, способном визировать звезды и определять по ним параметры трехосной ориентации, в том числе в условиях дневной освещенности. Особенность астрокорректора заключается в широком поле зрения оптико- электронной системы, в котором удается визировать группу звезд в любом участке небесной сферы, а в результате отказаться от механической системы наведения, используемой в существующих аналогах АИНС.

Аванесов Г.А., Бессонов Р.В., Дятлов С.А., Куркина А.Н., Сазонов В.В. «Алгоритмы совместной обработки данных измерений звездных координаторов и микро-электромеханических датчиков угловой скорости» Механика, управление и информатика, № 2, с. 36-48 (2011)

Изложены основные принципы совместной обработки данных измерений с различных источников информации об угловом движении космического аппарата: двух звездных датчиков и трех одноосных датчиков угловой скорости. Подробно рассмотрены алгоритмы, позволяющие вычислять параметры ориентации и угловой скорости на момент передачи данных бортовой вычислительной машине.

Бессонов Р.В., Дятлов С.А., Куркина А.Н. «Результаты наземных испытаний микро-электромеханических датчиков угловой скорости CRG20 и SIRRS01» Механика, управление и информатика, № 2, с. 49-61 (2011)

Определены основные точностные характеристики датчиков угловой скорости. Исследованы зависимости параметров датчиков от таких внешних факторов, как температура, напряжение и абсолютная величина угловой скорости. Проведены испытания на стойкость к ионизирующему излучению. Приведены зависимости изменения основных точностных характеристик и параметров датчиков от величины поглощенной дозы.

Никитин А.В., Дунаев Б.С., Красиков В.А. «Наземный эксперимент по синхронному определению параметров угловой инерциальной ориентации тремя приборами звездной ориентации БОКЗ-М» Механика, управление и информатика, № 2, с. 62-69 (2011)

Изложены результаты эксперимента по синхронному определению ориентации системы из трех приборов звездной ориентации в инерциальной системе координат путем наблюдения звезд в штатном режиме и в режиме съемки одиночных кадров. Оценена точность определения угла между осями Z приборов. Построена зависимость точности определения угла вращения вокруг оси Z от угла между осями приборов. Ключевые слова: прибор звездной ориентации, инерциальная система координат, приборная система координат, прямое восхождение, склонение, угловые параметры ориентации.

Абакумов В.М., Куняев В.В., Овчинников В.А., Федосеев В.И. «Результаты натурных испытаний прибора ориентации по звездам 329К» Механика, управление и информатика, № 2, с. 70-77 (2011)

Приведены методика и основные результаты наземных натурных испытаний прибора ориентации по звездам 329К. Проведено 94 сеансов работы прибора по различным участкам звездного неба, во всех сеансах конфигурации звезд были успешно распознаны и определена ориентация прибора относительно геоцентрической системы координат. Подтверждена работоспособность прибора при использовании 31% звезд из примененного в приборе каталога. Яркие световые помехи (Луна, Сатурн) не оказали заметного влияния на работу прибора. Блеск звезд вследствие влияния атмосферы снижался в среднем на 0,65 звездной величины.

Князев В.О., Исаков А.Н., Абакумов В.М., Куняев В.В., Федосеев В.И. «Результаты отработки звездного датчика 329К на динамическом стенде» Механика, управление и информатика, № 2, с. 78-83 (2011)

Представлены результаты отработки программно-алгоритмического обеспечения звездного датчика 329К на стенде динамических испытаний разработки ИКИ РАН. Описаны основные трудности, возникшие при работе на динамическом стенде, и пути их преодоления.

Липатов А.Н., Линкин В.М., Андреев О.Н., Макаров В.С., Антоненко С.А., Захаркин Г.В., Хлюстова Л.И. «Система навигации космического аппарата в межпланетном пространстве» Механика, управление и информатика, № 2, с. 84-90 (2011)

Как правило, для определения положения космического аппарата (КА) в пространстве Солнечной системы используются наземные радиостанции. Для этих целей создана целая сеть таких станций в разных странах. В настоящее время наиболее перспективными могут быть системы, использующие естественные опорные реперы для определения координат КА в пространстве Солнечной системы. Такими реперами могут быть планеты и малые тела, эфемериды которых известны, Солнце и звезды. В статье представлены результаты работы по решению проблемы создания малогабаритной навигационной системы. Она предназначена для космических аппаратов, которые осуществляют исследовательские миссии в Солнечной системе. Предлагаемая навигационная система обеспечивает определение положения КА в инерциальной системе координат без применения наземных средств и может стать базовой для всех миссий. Применение автономных систем позволяет экономить ресурсы наземной дальней радиосвязи и осуществлять перелет КА в автоматическом режиме. В статье рассмотрены следующие вопросы: принцип построения навигации и требования к бортовой системе навигации; выбор, разработка аппаратного и программно-алгоритмического обеспечения бортовых систем навигации; влияние динамики движения КА на навигационную точность. Для предлагаемой системы реперными точками были выбраны Солнце и звезды. С их помощью достигается полная пространственная привязка положения аппарата в пространстве в любой момент времени. Выбранные объекты обеспечивают необходимую точность в инерциальной системе координат для осуществления межпланетного перелета. В статье будут изложены причины выбора данного решения.

Немучинский Р.Б., Овчинников М.Ю. «Определение ориентации космических аппаратов, оборудованных лазерными ретрорефлекторами, на примере наноспутника REFLECTOR» Механика, управление и информатика, № 2, с. 91-99 (2011)

Обосновывается возможность и приводится разработанная авторами методика определения ориентации космических аппаратов (КА), оборудованных лазерными ретрорефлекторами. Определены отдельные параметры движения наноспутника (масса до 10 кг) REFLECTOR и выполнена полная идентификация движения в отдельных случаях на основе численных экспериментов.

Тучин М.С., Захаров А.И., Прохоров М.Е. «Определение геовертикали по наблюдению лимба Земли» Механика, управление и информатика, № 2, с. 100-110 (2011)

Предложен новый способ определения геовертикали – небесных координат центра Земли – при наблюдении с борта космического аппарата с точностью 1–3 угл. с. Обоснован выбор диапазона длин волн, в котором алгоритм функционирует наилучшим образом.

Карпенко С.О., Ролдугин Д.С. «Демпфирование угловой скорости спутника с использованием токовых катушек и солнечного датчика ориентации» Механика, управление и информатика, № 2, с. 111-117 (2011)

Описан алгоритм демпфирования угловой скорости спутника при помощи токовых катушек. Информацию об ориентации обеспечивает цифровой солнечный датчик. Определена зависимость модуля вектора кинетического момента от времени, которая позволяет оценить влияние параметров орбиты и начальных условий при отделении от ракеты-носителя на эффективность работы алгоритма.

Арефьев В.А., Федотов С.Н., Павлинский М.Н. «Оценка точности определения фазы импульса рентгеновского пульсара движущимся космическим аппаратом» Механика, управление и информатика, № 2, с. 118-128 (2011)

Рассматривается влияние различных параметров импульсов рентгеновских пульсаров и методики измерения временной последовательности на восстановление смещения нулевой фазы импульса и проекции скорости космического аппарата (КА) на направление к рентгеновскому пульсару. Предложен линейный метод определения этих параметров, отличающийся высокой эффективностью, малым потребным временем измерения сигнала и умеренными требованиями к вычислительным мощностям (бортовому компьютеру). Данный метод применим к участкам траектории КА (орбитам), на которых вектор скорости КА остается неизменным.

Королёв Б.В., Кочергин П.П. «Использование комплекса аппаратуры космической оптической линии связи для решения задач высокоточной автономной навигации и ориентации космического аппарата» Механика, управление и информатика, № 2, с. 129-140 (2011)

Преимущества использования оптического диапазона длин волн для космических линий связи стало возможным реализовать в результате создания передатчиков и приёмников с необходимыми характеристиками. Однако просто использование оптического диапазона не приносит желанного повышения эффективности работы космических средств. Этого удаётся достичь только в том случае, если терминалы аппаратуры космической оптической линии связи устроены так, что необходимая для их работы высокоточная навигационная информация добывается автономно самой аппаратурой. Но получаемая в этом случае информация позволяет попутно решить задачи высокоточной автономной навигации и ориентации космического аппарата (КА) в целом.

Бакланов А.И., Бунтов Г.В., Жевако В.В., Забиякин А.С., Кононова Л.Ф., Фокин В.А. «Прибор определения координат Солнца БОКС-01» Механика, управление и информатика, № 2, с. 141-148 (2011)

Рассматривается прибор определения координат Солнца БОКС-01 с N-образной щелевой маской, разработанный ФГУП «НПП «ОПТЭКС». Описываются конструкция прибора, структурная схема, режимы работы, физическая модель и алгоритмы калибровки. Также приводятся описание и характеристики точностного стенда, используемого при калибровке блока.

Глазков В.Д. «Автономный фасеточный солнечный датчик» Механика, управление и информатика, № 2, с. 149-159 (2011)

Обрисованы основные черты схем построения автономного фасеточного солнечного датчика. Проведено сравнение камерного и бескамерного вариантов схем солнечных датчиков, показаны их преимущества и недостатки. Выбран один из путей дальнейшего совершенствования бескамерного варианта, который видится в создании на гранях фасеточной конструкции структуры из двух слоев фотодиодов с различными функциями: солнечного датчика на прозрачной для света подложке – верхний слой и солнечных элементов электрогенератора – нижний слой, что позволяет уменьшить объем и массу прибора и увеличить его надежность. Желаемый результат достигается формированием вертикальной каскадной композиции из тонкослойных полосовых фотодиодов, чувствительных в различных спектральных диапазонах электромагнитного солнечного спектра.

Глазков В.Д. «Фасеточные солнечные датчики и их возможности» Механика, управление и информатика, № 2, с. 160-173 (2011)

Изложены концепция и основные аспекты строительства фасеточного солнечного датчика, описан принцип его работы. Бескамерной дизайн, отсутствие оптики, минимум фотоэлектрических преобразующих элементов, эффективное использование их чувствительных поверхностей разных форм, возможность определения направления на Солнце без потребления электроэнергии – характерные черты фасеточных солнечных датчиков. Это позволяет создавать надежные бортовые приборы ориентации на Солнце, имеющие широкое поле обзора, высокую производительность, ультрамалые массу и размеры. Показаны способы снижения влияния солнечного отраженного света на результаты измерений фасеточного солнечного датчика и увеличения его разрешения в пределах поля обзора. Представлены основные возможности, которыми наделены фасеточные солнечные датчики.

Чубей М.С., Бахолдин А.В., Цуканова Г.И., Пашков В.С. «Орбитальный широкоугольный астрограф для получения изображений высокого астрометрического и фотометрического разрешения» Механика, управление и информатика, № 2, с. 174-182 (2011)

Рассмотрены широкоугольные трехзеркальные ортоскопические и квазиортоскопические оптические системы длиннофокусных телескопов. Представлены варианты рассчитанных трехзеркальных объективов при различных значениях остаточной дисторсии, относительного отверстия главного зеркала и габаритов.

Чупина Н.В., Пискунов А.Э., Харченко Н.В., Шугаров А.С. «Мастер каталог международного проекта "Всемирная космическая обсерватория" (ВКО-УФ ): астрономическая составляющая системы точного наведения телескопа Т-170» Механика, управление и информатика, № 2, с. 183-189 (2011)

Кратко описаны требования, которым должен удовлетворять Мастер Каталог (МК), его астрономическая основа, процедура компиляции и текущие параметры.

Шугаров А.С., Воронков С.В., Чупина Н.В., Пискунов А.Э., Харченко Н.В. «Экспериментальная проверка фотометрической системы мастер каталога и чувствительности макета системы датчиков гида проекта ВКО-УФ ("СПЕКТР-УФ ")» Механика, управление и информатика, № 2, с. 190-196 (2011)

Проведены наземные фотометрические испытания макета системы датчиков гида (СДГ) космического телескопа Т-170М (проект «Спектр-УФ», Всемирная космическая обсерватория – ультрафиолет) на наземных телескопах Цейсс-1000 и Цейсс-2000. Определены чувствительность и шумы макета СДГ. Проведены наблюдения с ПЗС-камерой в спектральной полосе СДГ и определена фотометрическая точность каталога гидировочных звезд (Мастер Каталога).

Белинская Е.В., Воронков С.В., Катасонов И.Ю., Коломеец Е.В., Шамис В.А. «Программно-аппаратные средства наземной отработки системы датчиков гида телескопа Т-170М» Механика, управление и информатика, № 2, с. 197-206 (2011)

Рассматриваются программно-аппаратные средства наземной отработки системы датчиков гида (СДГ) телескопа Т-170М. Средства включают: программно-аппаратный имитатор, решающий задачи моделирования логического и информационного взаимодействия бортового комплекса управления и СДГ, заменяющий реальный прибор при испытаниях на комплексном стенде предприятия-разработчика бортового комплекса управления (МОКБ «Марс»); программно-аппаратный комплекс, предназначенный для отработки имитатора контура угловой стабилизации (НПО им. Лавочкина) с использованием математической модели СДГ.

Воронков С.В., Дунаев Б.С., Никитин А.В., Шамис В.А. «Средства наземной отладки астроприборов в составе комплексных стендов» Механика, управление и информатика, № 2, с. 207-214 (2011)

В первой части статьи рассмотрен комплекс наземной отладки приборов БОКЗ-М, предназначенный для использования на предприятии-разработчике космического аппарата с целью проверки работы измерительных и исполнительных органов системы управления. Вторая часть посвящена стенду моделирования контура стабилизации телескопа Т-170М, использующего информацию от системы датчиков гида.

Трофимов С.П., Иванов Д.С., Нуждин Д.О., Овчинников М.Ю. «Лабораторный стенд для отработки алгоритмов определения ориентации и навигации, основанных на обработке видеоизображений объектов и звездного неба» Механика, управление и информатика, № 2, с. 215-225 (2011)

Описывается стенд, разработанный в Центре прикладных космических технологий и микрогравитации (г. Бремен, Германия), и рассматриваются некоторые реализованные на нём алгоритмы управления движением и ориентацией. Они основаны на обработке изображений, получаемых с укрепленной на макете камеры. Объектом распознавания может служить освещенная часть другого аппарата (моделирование группового полета) либо конфигурация «звёзд», попадающих в поле зрения камеры. Продемонстрированы результаты экспериментов по выполнению заданного типа относительного движения для двух макетов. Обсуждается вопрос точности рассматриваемых алгоритмов.

Дегтярев А.А., Ткачев С.С., Мыльников Д.А. «Разработка лабораторного стенда для отработки макета звездной камеры» Механика, управление и информатика, № 2, с. 226-238 (2011)

Представлены результаты исследований по созданию и отработке учебного лабораторного стенда для полунатурного моделирования работы звездного датчика ориентации. Описана структура стенда и разработанная процедура его предварительной калибровки. Основное внимание в статье уделено разработке и исследованию алгоритмов распознавания и идентификации звезд и определения параметров движения с использованием стендового оборудования.

Иванов Д.С., Нуждин Д.О., Егоров К.В. «Лабораторное моделирование алгоритмов определения ориентации и управления ориентацией микроспутников» Механика, управление и информатика, № 2, с. 239-247 (2011)

Рассматривается разработанный в Институте прикладной математики им. М.В. Келдыша РАН стенд, на котором можно имитировать частные случаи движения спутника, а также верифицировать алгоритмы определения ориентации и управления ориентацией малых спутников в этих частных случаях. На стенде отрабатываются алгоритмы управления угловым движением с помощью маховика, импульсных двигателей, токовых катушек, а также верифицируются различные алгоритмы обработки данных с прототипа солнечного датчика.

Филиппова О.В. «Разработка комбинированной светозащитной бленды звездного датчика» Механика, управление и информатика, № 2, с. 248-260 (2011)

Описана идеология построения бленды для прибора звездной ориентации. Приведены результаты исследования светозащитной системы звездных датчиков разработки ИКИ РАН – функционирующих приборов БОКЗ, БОКЗ-М. Описана программа, позволяющая рассчитать освещенность поверхностей бленды и ее коэффициент подавления. Экспериментальная часть работы заключается в измерении рассеяния на кромках диафрагм бленды. Эта составляющая рассеянного света фактически определяет коэффициент подавления однокаскадной и комбинированной бленды.

Котов М.Н., Крумкач В.И., Куценко И.В., Лимановский А.И., Ткаченко А.Н. «Разработка программного комплекса, моделирующего работу бленд, используемых в оптико-электронных звездных датчиках» Механика, управление и информатика, № 2, с. 261-266 (2011)

Для расчета эффективности различных конструкций бленд и применяемых в них покрытий разработаны математическая модель и программный комплекс, позволяющие имитировать распределение освещенности в выходном окне бленды в зависимости от освещения, геометрических параметров и физических свойств светопоглощающих покрытий бленды. С помощью разработанного программного комплекса были промоделированы различные варианты бленд для разрабатываемого в ОАО «Пеленг» датчика астроориентации и проведена оптимизация их конструкции.

Лукин А.Н. «Применение методов автоматизированного проектирования при разработке приборов» Механика, управление и информатика, № 2, с. 267-279 (2011)

Рассмотрены технологии трехмерного моделирования приборов, создания конструкторской документации и управляющих программ для производства деталей на станке с числовым программным управлением (ЧПУ). Рассмотрена система, позволяющая вести электронный документооборот и архив. Показана возможность применения данных систем в работе Института космических исследований.

Захаров А.И., Никифоров М.Г. «Систематические и случайные ошибки определения положения фотоцентров звезд на матричных фотоприемниках» Механика, управление и информатика, № 2, с. 280-288 (2011)

Работа посвящена исследованию поведения систематической и случайной ошибки определения центра изображения звезды на матричных фотоприемниках в зависимости от параметров сигнала, физических характеристик матрицы и алгоритмов обработки изображения.

Никитин А.В., Дунаев Б.С., Кондратьева Т.В., Полянский И.В. «Определение геометрических параметров многозональных сканирующих устройств МСУ-100, МСУ-50 на лабораторном стенде и в условиях полета космического аппарата "МЕТЕОР-М"» Механика, управление и информатика, № 2, с. 289-307 (2011)

Рассмотрены вопросы определения геометрических параметров приборов МСУ (многозональных сканирующих устройств), которые используются при трансформировании сканерных изображений в заданную картографическую проекцию, а также с целью их координатной привязки, сведения спектральных каналов и построения спектрозональных изображений. Рассматриваются как наземная, так и полетная часть калибровки камеры, выполняемой при определении геометрических параметров.

Жуков Б.С., Жуков С.Б., Снеткова Н.И., Теплухина Т.Р. «Проверка характеристик камер телевизионной системы навигации и наблюдения по результатам натурных съемок» Механика, управление и информатика, № 2, с. 308-318 (2011)

Исследование съемочных характеристик камер телевизионной системы навигации и наблюдения (ТСНН), разработанной для решения научных и навигационных задач в проекте ФОБОС-ГРУНТ, проводилось путем наземной съемки Луны и звезд. По результатам эксперимента подтверждена радиометрическая калибровка камер и проверено отсутствие растекания заряда при максимальном времени накопления, оценена функция рассеяния точки и величина геометрической дисторсии камер, оценены количество и максимальная звездная величина детектируемых звезд.

Жуков С.Б., Жуков Б.С., Ваваев В.А. «Радиометрическая калибровка камер телевизионной системы навигации и наблюдения» Механика, управление и информатика, № 2, с. 319-329 (2011)

Радиометрическая калибровка узкоугольной и широкоугольной камер телевизионной системы навигации и наблюдения (ТСНН), которые будут установлены на КА «Фобос-Грунт», включала калибровку функции спектральной чувствительности камер, а также темнового сигнала, коэффициента чувствительности и уровня шума для каждого пиксела изображения. Результаты калибровки сохранялись в файлах радиометрической калибровки, которые будут использоваться для радиометрической коррекции изображений ТСНН.

Жуков Б.С., Гордеев Р.В., Гришин В.А., Жуков С.Б., Коломеец Е.В. «Отработка режима "посадка" телевизионной системы навигации и наблюдения» Механика, управление и информатика, № 2, с. 330-337 (2011)

При посадке на Фобос широкоугольные телевизионные камеры (ШТК), входящие в состав телевизионной системы навигации и наблюдения (ТСНН), будут использоваться для съемки поверхности Фобоса с обработкой и передачей изображений в реальном времени, а также для автономного выбора места посадки и резервирующих измерений высоты и скорости космического аппарата (КА). Программно-алгоритмическое обеспечение ТСНН, реализующее эти функции, отрабатывалось на специальном стенде, где две камеры ШТК снимали выводимые на экраны мониторов стереоизображения шероховатых поверхностей, разрешение и стереопараллакс которых соответствовали планируемой траектории спуска КА.

Гришин В.А. «Верификация результатов процесса установления соответствия в алгоритмах телевизионной системы навигации и наблюдения, обеспечивающих информационную поддержку посадки на Фобос» Механика, управление и информатика, № 2, с. 338-349 (2011)

При решении задач информационной поддержки процесса посадки используются алгоритмы установления соответствия между изображениями одних и тех же точек наблюдаемой поверхности на стереопарах или на последовательности изображений. Точность и надежность процесса установления соответствия определяют точность измерения параметров, необходимых для процесса управления посадкой. В статье рассматриваются алгоритмы верификации процессов установления соответствия, разработанные для телевизионной системы навигации и наблюдения (ТСНН).

Книжный И.М. «Сжатие изображений репортажной съемки телевизионной системой навигации и наблюдения при посадке космического аппарата на Фобос» Механика, управление и информатика, № 2, с. 350-354 (2011)

Описан простой метод предобработки изображений, передаваемых телевизионной системой навигации и наблюдения в процессе репортажной съёмки при посадке космического аппарата на Фобос в условиях дефицита вычислительных ресурсов бортового вычислительного комплекса. Предлагаемое решение позволяет повысить качество восстанавливаемых на Земле изображений при минимальных необходимых вычислительных затратах на борту космического аппарата.

Новалов А.А., Никитушкин Р.А., Болдачева Л.А. «Анализ видеоизображений и управление манипуляторами в проекте ФОБОС-ГРУНТ» Механика, управление и информатика, № 2, с. 355-367 (2011)

Основной задачей проекта ФОБОС-ГРУНТ является отбор образцов грунта Фобоса и доставка их на Землю. Решение задачи по отбору грунта возможно разными способами, но наиболее предпочтительным следует считать режим работы, когда данные системы технического зрения (СТЗ) обрабатываются бортовым компьютером и полученные координаты точек забора грунта направляются в блок управления манипуляторами. Для этого разработаны эффективные алгоритмы обработки данных СТЗ и управления манипуляторами.

Алпатов Б.А., Бабаян П.В., Костяшкин Л.Н., Павлов О.В., Романов Ю.Н. «Обнаружение движущихся объектов на изображениях, полученных со спутника "Ресурс-ДК1"» Механика, управление и информатика, № 2, с. 368-373 (2011)

Рассмотрена задача обнаружения и оценивания параметров движущихся объектов, таких как автомобили, самолеты, вертолеты, суда, при наблюдении поверхности Земли с помощью оптико-электронной аппаратуры спутника «Ресурс-ДК1». Представлен многоэтапный алгоритм решения задачи, который может быть использован в системах обработки и анализа изображений реального времени.

Gerya T.V. «Numerical modelling of iron core formation with finite differences and marker-in cell techniques» Механика, управление и информатика, № 4, с. 7-14 (2011)

Thermo-mechanical numerical modelling becomes more and more popular tool for understanding iron core formation mechanisms during planetary accretion and differentiation. Modelling of iron core formation in a self-consistent manner should take into account realistic rheology of planetary materials and large internal deformation of a self-gravitating planetary body. This requires computing complex visco-(elasto)- plastic deformation in the variable gravity field which changes with time in response to evolution in mass distribution inside the planet. Changes in the shape of the planet and the related planetary surface deformation should also be considered. One way to tackle these requirements is to use the spherical-Cartesian approach that allows computations of self-gravitating bodies of arbitrary form on Cartesian grids including the presence of a free surface. In this paper 2D implementation of this approach based on finite differences and marker-in-cell techniques is discussed in short together with test numerical examples.

Дружинин О.А., Троицкая Ю.И. «Автогенерация внутренних волн фонтаном в стратифицированной жидкости» Механика, управление и информатика, № 4, с. 15-29 (2011)

Проводится прямое численное моделирование и теоретический анализ динамики фонтана, формирующегося при проникновении вертикальной ламинарной струи с осесимметричным гауссовым профилем скорости сквозь скачок плотности (пикноклин). Показано, что при числе Фруда (Fr), превышающем критическое значение, фонтан совершает автоколебания, сопровождающиеся генерацией внутренних волн в пикноклине. При достаточно малых Fr фонтан делает круговые движения в горизонтальной плоскости в окрестности центра струи, сохраняя почти неизменную форму. При этом излучаются внутренние волны, имеющие вид раскручивающихся спиралей. При достаточно больших Fr доминирует другая мода, когда верхушка фонтана хаотически «блуждает» в окрестности центра струи и периодически обрушается, генерируя пакеты внутренних волн, распространяющихся к периферии области счета. В обоих случаях частота внутренних волн совпадает с частотой колебаний верхушки фонтана и монотонно уменьшается с ростом Fr. Зависимость амплитуды колебаний верхушки фонтана от Fr в численном моделировании хорошо согласуется с предсказанием теоретической модели конкуренции взаимодействующих мод в режиме мягкого самовозбуждения.

Гусев А.В. «Численная модель гидродинамики океана в криволинейных координатах для воспроизведения циркуляции Мирового океана» Механика, управление и информатика, № 4, с. 30-48 (2011)

Представлен оригинальный программный комплекс для проведения и анализа расчётов σ-модели общей циркуляции океана ИВМ РАН, который может применяться для Мирового океана с использованием криволинейных ортогональных систем координат. Вместе с моделью общей циркуляции океана комплекс включает модель динамики и термодинамики морского льда, а также эффективную систему обмена данными с атмосферой. Комплекс можно применять для воспроизведения гидродинамики океана и характеристик морского льда как при заданном атмосферном воздействии, так и совместно с моделью атмосферы. Разработанный программный комплекс может использоваться на параллельных вычислительных системах с общей памятью, а также и на современных персональных компьютерах. На основе разработанного комплекса создана новая версия σ-модели общей циркуляции океана. Модель построена в криволинейной ортогональной системе координат, полученной путём конформного комплексного преобразования стандартной широтно-долготной системы. Пространственное разрешение модели Мирового океана составляет 0,5° в горизонтальных координатах и 40 неравномерно распределенных по вертикали σ-уровней. Проведен численный эксперимент по расчёту глобальной циркуляции океана на срок 100 лет с начального состояния, соответствующего январской климатологии Левитуса, с реалистичным заданием годового хода атмосферного воздействия по данным CORE (Data for Common Ocean-Ice Reference Experiments). Результаты численных расчётов показали, что модель адекватно воспроизводит основные характеристики крупномасштабной динамики Мирового океана. Ключевые слова: общая циркуляция океана, физика морских льдов, численное моделирование циркуляции океана, анализ данных наблюдений.

Орлов К.Г., Мингалев И.В., Родин А.В. «Негидростатическая модель общей циркуляции атмосферы Венеры и результаты её применения» Механика, управление и информатика, № 4, с. 49-56 (2011)

Изложено краткое описание модели общей циркуляции атмосферы Венеры, основанной на численном решении полной системы уравнений газовой динамики. Эта модель позволяет исследовать механизмы формирования общей циркуляции атмосферы Венеры. При моделировании получены вихри в полярных областях и суперротация в большом интервале высот.

Родин А.В., Евдокимова Н.А., Бурлаков А.В., Федорова А.А. «Перестройки волновых режимов циркуляции атмосферы Марса» Механика, управление и информатика, № 4, с. 57-64 (2011)

Приведено сравнение результатов численного моделирования общей циркуляции атмосферы Марса с данными гиперспектрометра OMEGA космического аппарата (КА) Mars-Express. Пространственное распределение концентрации водяного пара, мощности и микроструктуры ледовых покровов полярных шапок обнаруживает симметричные, сезонно изменчивые вариации, которые представляют собой, по всей видимости, инерционные волны в системе циркуляции атмосферы планеты.

Мингалев И.В., Мингалев О.В., Мингалев В.С. «Численное исследование влияния горизонтальной неоднородности температуры и несферичности Земли на глобальную циркуляцию средней атмосферы» Механика, управление и информатика, № 4, с. 65-78 (2011)

Разработанная ранее математическая модель глобальной системы нейтрального ветра земной атмосферы применяется для исследования механизмов, ответственных за формирование планетарной циркуляции средней атмосферы. Результаты моделирования показывают, что горизонтальная неоднородность температуры атмосферы и несферичность Земли должны оказывать существенное влияние на глобальную циркуляцию атмосферы.

Кривошеев Ю.М. «Решение задач переноса излучения методом Монте-Карло: астрофизические приложения» Механика, управление и информатика, № 4, с. 79-90 (2011)

Работа посвящена применению метода Монте-Карло к решению задач переноса излучения и её астрофизическим приложениям. Приводится описание алгоритма решения задачи переноса излучения в космической плазме путём моделирования траектории фотонов в среде. В качестве примера рассматривается задача о формировании рентгеновского спектра галактического микроквазара SS433.

Моисеенко С.Г., Бисноватый-Коган Г.С., Арделян Н.В. «Моделирование магниторотационых процессов в астрофизике (магниторотационые сверхновые)» Механика, управление и информатика, № 4, с. 91-104 (2011)

Магниторотационный (МР) механизм взрыва сверхновой с коллапсирующим ядром исследуется численно в двумерной постановке для различных масс ядер, моментов вращения и конфигураций магнитного поля. Для численного моделирования используется неявная полностью консервативная лагранжевая схема на треугольной сетке переменной структуры. Показано, что магниторотационный механизм позволяет получить энергию взрыва, соответствующую наблюдательным данным. Форма взрыва существенно зависит от начальной конфигурации магнитного поля. В процессе эволюции магнитного поля при МР-взрыве сверхновой развивается МР-неустойчивость, приводящая к экспоненциальному росту всех компонент магнитного поля, что существенно уменьшает время развития МР-взрыва сверхновой. Энергия взрыва сверхновой растёт с увеличением массы ядра, а также начальной энергии вращения.

Чернышов А.А., Карельский К.В., Петросян А.С. «Масштабно-инвариантные спектры сжимаемой магнитогидродинамической турбулентности с вынуждающей внешней силой» Механика, управление и информатика, № 4, с. 105-136 (2011)

Предлагается метод крупных вихрей для исследования сжимаемой магнитогидродинамической турбулентности, вынуждаемой внешней силой. Предложенная методика основана на решении исходных отфильтрованных уравнений магнитной гидродинамики конечно-разностными методами и на линейном представлении внешних сил в уравнениях сохранения импульса и магнитной индукции, обеспечивающих производство кинетической и магнитной энергий. Основное внимание уделено важному и до сих пор не исследованному вопросу о способности метода крупных вихрей воспроизводить масштабно-инвариантные спектры Колмогорова и Ирошникова–Крейчнана в сжимаемом магнитогидродинамическом течении.

Шикота С.К.А., Меньшутин А.Ю., Крашаков С.А., Григорьева М.В., Щур Л.Н. «Система проведения видеосеминаров ВидеоГРИД» Механика, управление и информатика, № 4, с. 137-147 (2011)

Излагается опыт функционирования системы для организации распределенной работы виртуальных коллективов, реализованной на инструментарии AccessGrid. Система ВидеоГРИД развернута в Инновационном центре РАН и в Отделе прикладных сетевых исследований НЦЧ РАН. Обсуждается опыт использования системы для проведения видеосеминаров.

«От организаторов [семинара "Вычислительные технологии в естественных науках перспективные компьютерные системы: устройства, методы и концепции"]» Механика, управление и информатика, № 5, с. 3-8 (2011)

Настоящий сборник основан на докладах, представленных на расширенном семинаре «Перспективные компьютерные системы: устройства, методы и концепции», который проходил 2–4 марта 2011 г. в Тарусе на базе гостиницы «Интеркосмос» Учреждения Российской академии наук Института космических исследований РАН. Это очередной семинар из серии расширенных семинаров, посвященных вычислительным технологиям в естественных науках. На первом семинаре рассматривались вопросы компьютерного моделирования актуальных задач физики и механики, его труды изданы в 2009 г. в выпуске 1 (Труды семинара по вычислительным технологиям в естественных науках. Вып. 1. Вычислительная физика / Под ред. Р.Р. Назирова. М.: КДУ, 2009. 288 с.); второй был посвящен обсуждению физических и медицинских аспектов исследования сложных нелинейных физических процессов в организме человека (Методы нелинейного анализа в кардиологии и онкологии: Физические подходы и клиническая практика. Вып. 2 / Под ред. Р.Р. Назирова. М.: КДУ, 2010. 206 с.); на третьем обсуждались проблемы компьютерного моделирования задач биологии и химии (Труды семинара по вычислительным технологиям в естественных науках. Вып. 3. Вычислительная химия и биология / Под ред. Р.Р. Назирова, Л.Н. Щура. М.: КДУ, 2010. 118 c.); на четвертом – проблемы технического зрения (Техническое зрение в системах управления мобильными объектами-2010: Труды научно-технической конференции-семинара. Вып. 4. / Под ред. Р.Р. Назирова. М.: КДУ, 2011. 328 с.). На пятом семинаре обсуждались вопросы моделирования событий глобальных масштабов (Вычислительные технологии в естественных науках. Системы глобального масштаба: Труды семинара / Под ред. Р.Р. Назирова, Л.Н.Щура. М.: ИКИ РАН, 2011. 148 c.).

Швецов А.В., Сатанин А.М., Гельман А.И. «Управление населенностями кубитов путем воздействия электромагнитных импульсов» Механика, управление и информатика, № 5, с. 9-23 (2011)

Изучается возможность создания периодической модуляции населенности в волноводной линии, содержащей последовательность идентичных джозефсоновских переходов, каждый из которых при низких уровнях возбуждения представляет собой двухуровневую систему – кубит. Показано, что дисперсионные характеристики среды зависят от состояний кубитов, которые можно инициализировать путем воздействия электромагнитных импульсов, распространяющихся в волноводной линии. Аналитически и численно продемонстрировано, что встречные импульсы позволяют осуществить накачку системы и создать периодическую модуляцию населенностей кубитов с периодом, равным половине длины волны импульсов. Получаемые квантовые структуры проявляют свойства фотонных кристаллов. Детально рассмотрены условия эффективного возбуждения кубитов в такой системе.

Денисенко М.В., Сатанин А.М. «Переходы Ландау–Зинера между состояниями взаимодействующих кубитов» Механика, управление и информатика, № 5, с. 25-35 (2011)

Изучается Ландау–Зинеровское туннелирование в системе связанных кубитов, помещенных в сильное переменное поле. Показано, что если туннельное расщепление уровней кубитов мало, то резонансные условия для многофотонных переходов оказываются зависящими от константы связи. Результаты, полученные в рамках теории возмущений, подтверждаются численными расчетами с использованием квазиэнергетического представления. Изучено влияние константы связи на условия возникновения целых и дробных резонансов. Выполнены расчеты населенностей уровней кубитов и исследованы эффекты формирования интерференционной картины населенностей, обусловленной переходами Ландау–Зинера. Обсуждается возможность экспериментального наблюдения обнаруженных эффектов.

Аблаев Ф.М. «Квантовые ветвящиеся программы – новая парадигма модели квантовых алгоритмов» Механика, управление и информатика, № 5, с. 36-51 (2011)

Классическая ветвящаяся программа – один из вариантов схемных моделей вычислений (circuit models of computation). Определена и изучается математическая модель квантовой ветвящейся программы. В работе рассматриваются классические (детерминированные, вероятностные) и квантовые ветвящиеся программы, определяются их алгебраические и схемные представления. Приводятся сравнительные сложностные характеристики классических и квантовых ветвящихся программ. Ключевые слова: сложность вычислений, оценки сложности вычислений, классы сложности, вероятностные алгоритмы, квантовые алгоритмы, детерминированные ветвящиеся программы, вероятностные ветвящиеся программы, квантовые ветвящиеся программы.

Крюков А.П., Демичев А.П., Ильин В.А., Шамардин Л.В. «Основные подходы к построению ГРИД -инфраструктуры национальной нанотехнологической сети» Механика, управление и информатика, № 5, с. 51-68 (2011)

Основная цель ГРИД -инфраструктуры Национальной нанотехнологической сети (ГРИД-ННС) – это предоставление ученым, инженерам, аспирантам и студентам унифицированного безопасного удаленного доступа к суперкомпьютерным ресурсам. Впервые в мире в ГРИД-ННС используется архитектурный стиль REST для реализации ГРИД -сервисов. В инфраструктуре ГРИД-ННС разнесены потоки данных и управляющие потоки. Управление данными в ГРИД-ННС осуществляется по принципу передачи данных непосредственно с сервера хранения данных на сайт, где будет выполняться задача, а результатов – на сервер хранения данных. Проведено сравнение разработанного сервиса распределения нагрузки Pilot и аналогичного сервиса программного обеспечения (ПО) gLite. Показана его эффективность, устойчивость и надежность.

Васенин В.А., Шундеев А.С. «Архитектурно-технологические аспекты эволюции ГРИД» Механика, управление и информатика, № 5, с. 69-91 (2011)

Архитектура и концептуальные положения ГРИД были разработаны в период 2001–2006 гг. Этот период связан с бурным развитием технологии больших веб-сервисов, положенной в основу архитектуры ГРИД. После 2006 г. возник ряд альтернативных подходов как к построению распределенных программных систем (RESTful-веб-сервисы), так и к решению задач, которые традиционно относятся к области ГРИД (облачные вычисления). В этой связи актуальными являются исследования, направленные на анализ истории и перспектив развития технологии ГРИД. Результаты такой работы представлены в настоящей статье. Ключевые слова: ГРИД-технология, облачные вычисления, промежуточное программное обеспечение.

Романов А.А., Романов А.А., Урличич Ю.М., Буравин А.Е. «Концептуальные подходы к созданию перспективных космических систем» Механика, управление и информатика, № 5, с. 92-104 (2011)

Дается обобщенная характеристика свободного программного обеспечения (СПО) и обсуждаются вопросы его применения в различных областях деятельности в России. Ключевые слова: программная индустрия, свободное программное обеспечение.

Иванников В.П. «Что такое СПО» Механика, управление и информатика, № 5, с. 105-109 (2011)

Скобелев П.О., Иващенко А.В., Андреев М.В., Бабанин И.О. «Мультиагентные технологии для управления распределением производственных ресурсов в реальном времени» Механика, управление и информатика, № 5, с. 110-122 (2011)

Дается описание современных разработок в области автоматизации управления распределением производственных ресурсов в режиме реального времени на основе мультиагентных технологий, выполненных в научно-производственной компании «Разумные решения» в рамках ряда работ по созданию и внедрению мультиагентных систем на машиностроительных предприятиях. Рассматриваются новые принципы построения интеллектуальных систем поддержки принятия согласованных решений, основанные на аналогии с природными механизмами самоорганизации, и описываются основные преимущества, получаемые при практическом применении таких решений. Ключевые слова: мультиагентные технологии, онтологии, сложные системы, производственное планирование, машиностроение

Зайцев Ф.С., Шишкин А.Г., Сычугов Д.Ю., Лукаш В.Э., Митришкин Ю.В., Хайрутдинов Р.Р., Степанов С.В., Сучков Е.П. «Структура и функциональные возможности комплекса имитационного моделирования "виртуальный токамак"» Механика, управление и информатика, № 5, с. 123-134 (2011)

Описаны концепция комплекса программ «Виртуальный токамак», его функциональные возможности, основные компоненты и способ использования. Обсуждены место и роль проекта в развитии промышленного применения управляемого термоядерного синтеза в России и за рубежом для производства энергии. Рассмотрены проблемы применения современных компьютерных систем решения задач комплексного моделирования плазмы. Сформулированы требования к вычислительным системам и подготовке кадров. Россия, имеющая признанные теоретическую и вычислительную школы, может стать мировым лидером в имитационном моделировании токамака путем относительно небольших инвестиций с целью создания инновационных технологий для последующего внедрения в промышленность. Ключевые слова: математическое моделирование, токамак, комплекс программ, управляемый термоядерный синтез.

Коноплев В.В. «Текущие и перспективные технологии виртуализации как платформа для организации облачных вычислений: сравнение и анализ» Механика, управление и информатика, № 5, с. 135-146 (2011)

Приводится классификация и обзорный сравнительный анализ существующих технологий виртуализации; аргументируются преимущества виртуализации как средства консолидации вычислительных ресурсов; рассматриваются причины потерь производительности в случае применения технологий виртуализации.

Граничин О.Н. «Характеристики перспективных принципиально новых компьютерных устройств и систем» Механика, управление и информатика, № 5, с. 147-161 (2011)

Обсуждаются возможные характеристики перспективных принципиально новых компьютерных устройств и систем. Новый компьютер представлен как устройство, состоящее из набора асинхронных динамических моделей (функциональных элементов). Основные черты: стохастичность, гибридность, асинхронность, отсутствие жесткой централизации, динамическая кластеризация на классы связанных моделей. Особое внимание уделено «гипотетической» модели искусственного интеллекта и реализации «за такт» оценки вектора-градиента многопараметрической функции на вычислительном устройстве типа квантового компьютера. Ключевые слова: гибридные вычисления, стохастичность, оптимизация функционалов, искусственный интеллект

Пойда А.А., Жижин М.Н., Медведев Д.П., Москвитин А.Е., Андреев А.В. «Распределенное детектирование событий в многомерных потоках данных в беспроводных сенсорных сетях» Механика, управление и информатика, № 5, с. 162-182 (2011)

Разработан и реализован на действующем макете комплекс программного обеспечения для сбора данных и детектирования погодных, сейсмических и геоакустических событий на узлах пространственно-распределенной беспроводной сети

Воеводин В.В., Соболев С.И. «Технология распределенных вычислений X-Com: возможности, задачи, направления развития» Механика, управление и информатика, № 5, с. 183-191 (2011)

Распределенные вычисления (метакомпьютинг) – перспективная технология, применяющаяся для объединения множества компьютерных систем с целью решения задач, требующих значительного объема вычислений. В НИВЦ МГУ разрабатывается система метакомпьютинга X-Com – программная платформа для организации и проведения распределенных расчетов. В статье описываются основные возможности системы X-Com, решенные с ее помощью реальные задачи и планы развития системы.

«Предисловие» Механика, управление и информатика, № 6, с. 5-8 (2011)

Системы технического зрения (СТЗ) в настоящее время являются одним из главных средств развития автоматических систем управления движением в условиях, когда объём априорной информации не достаточен и для решения задач управления необходим анализ внешней обстановки в режиме реального времени. СТЗ находят свое применение в современных космических, авиационных, наземных, надводных и подводных мобильных объектах. Благодаря дальнодействию и достаточно высоким уровням пространственного и цветового разрешения современных линейных и матричных приемников оптического излучения СТЗ могут служить незаменимыми источниками информации.

Визильтер Ю.В., Желтов С.Ю. «Проблемы технического зрения в современных авиационных системах» Механика, управление и информатика, № 6, с. 11-44 (2011)

Статья посвящена основным проблемам построения систем технического зрения в современных и перспективных авиационных системах. Рассмотрены основные типы датчиков, используемых в таких системах, и основные требования, предъявляемые к алгоритмам технического зрения. Описаны задачи и методы обнаружения объектов в сцене наблюдения; анализа изображений на этапе планирования авиационных операций; получения, обработки и комплексирования многоспектральных видеоданных. Отдельно рассмотрен класс систем улучшенного видения для самолётов гражданской авиации. Перечислен ряд теоретических и практических результатов, полученных в ГосНИИАС в области разработки перспективных методов технического зрения.

Костяшкин Л.Н., Бабаев С.И., Логинов А.А., Павлов О.В. «Технологии систем улучшенного/синтезированого зрения для управления летательными аппаратами» Механика, управление и информатика, № 6, с. 45-56 (2011)

Приводится обзор способов интеграции информации от бортовых систем технического зрения летательного аппарата. Рассматриваются вопросы возникновения и компенсации геометрических искажений изображений. Приводятся технологии улучшения и комплексирования теле- и тепловизионных изображений, а также способы совмещения радиолокационных, телетепловизионных изображений и цифровой карты местности. Ключевые слова: системы технического зрения, цифровая карта местности, геометрические искажения, улучшенное изображение, совмещение изображений, корреляционно-экстремальные навигационные системы.

Алпатов Б.А., Бабаян П.В., Костяшкин Л.Н., Романов Ю.Н. «Обработка и анализ изображений в бортовых оптико-электронных системах» Механика, управление и информатика, № 6, с. 57-62 (2011)

Рассмотрены основные задачи обработки и анализа изображений, решаемые в оптико-электронных системах, предназначенных для использования в составе бортового радиоэлектронного оборудования самолётов, вертолётов, судов, наземных транспортных средств. Описаны базовые подходы к решению задач обнаружения и высокоточного сопровождения движущихся и неподвижных объектов, перспективные направления развития информационных технологий в рассматриваемой области. Особое внимание уделено методике принятия решений о выборе алгоритма измерения координат объектов.

Белоглазов И.Н. «Теоретические аспекты и приложения стереоскопических систем навигации, наведения и дистанционного зондирования местности» Механика, управление и информатика, № 6, с. 63-91 (2011)

Исследуются стереоскопические навигационные системы (СтНС), предназначенные для решения задач высокоточной навигации, наведения и дистанционного зондирования местности. Приводится краткое изложение теории совместной оптимальной фильтрации, идентификации и проверки гипотез в дискретной динамической системе специального типа. Предложен комбинированный алгоритм СтНС, основанный на этой теории. Произведена линеаризация фотограмметрических уравнений СтНС в режиме стабилизированного горизонтального полёта летательного аппарата. Синтезирован алгоритм обработки изображений, обеспечивающий максимум апостериорной совместной плотности-вероятности вектора состояния динамической системы, вектора неизвестных параметров и выбранной гипотезы. Получены уравнения, характеризующие точность СтНС при полётах над чистыми ландшафтами и урбанизированной местностью и рассмотрена процедура выбора участков коррекции.

Блохинов Ю.Б., Гнилицкий В.В., Инсаров В.В., Чернявский А.С. «Алгоритм анализа и принятия решения в задаче селекции объектов на изображениях наземных сцен» Механика, управление и информатика, № 6, с. 92-108 (2011)

Одним из подходов к задаче обнаружения объектов на изображениях является сравнение текущего изображения (ТИ) с заранее заданным эталонным изображением объекта (ЭИ). Рассматривается задача сравнения ТИ, полученного с борта летательного аппарата, и ЭИ наземной сцены, причём эталонное изображение задается в виде набора контуров, без учёта яркостей объектов. Предложен алгоритм сопоставления ТИ и ЭИ, основанный на анализе поля направлений градиентов яркости ТИ и нормалей к контурам ЭИ. Также рассматривается иерархическая процедура учёта априорной информации о взаимном расположении объектов на сцене, позволяющая решить задачи локализации объектов сцены и сборки сцены. Алгоритм применяется к набору фотоснимков наземных сцен, содержащих от двух до четырёх объектов. Исследуется точность обнаружения объектов в зависимости от уровней шума. Ключевые слова: селекция объектов, поиск по эталону, сопоставление изображений, контурный эталон, поле градиентов.

Васильев Д.В. «Фрагменты прикладной теории систем технического зрения для беспилотных летательных аппаратов» Механика, управление и информатика, № 6, с. 109-131 (2011)

Дан обзор итогов исследований 1972–2009 гг., выполнявшихся под руководством автора в целях разработки и серийного производства следящих высокоточных систем технического зрения с беспоисковым корреляционным сравнением текущих и эталонных видеосигналов. Выделены центральные результаты и методологические приёмы, облегчающие проектирование систем для прецизионного оперативного ориентирования. В необходимой теории задачи корреляционного сравнения сигналов разделены на прямые и обратные. В первых из него извлекают необратимое «пороговое» решение в пользу одного из дискретного множества сигналов, используя корреляции как меры сходства претендента с образцом. Решения задач второго вида обеспечивают непрерывное измерение сдвигов между сигналами близкой формы. Поэтому в дополнение к корреляциям с чётной симметрией относительно нулевого сдвига определён класс «ортокорреляционных» функций (ОКФ) с нечётной симметрией, пригодных на роль меры различия сигналов из-за одномерного сдвига, имеющего недискретизованное множество значений. Рассмотрена линейная процедура оценивания вектора сдвигов финитных сигналов, порождающая беспоисковые алгоритмы, которые опираются на «взвешивающую» фильтрацию покадровых изображений. Содержание увязано со структурой систем технического зрения (СТЗ), где корреляционные дискриминаторы сдвигов измеряют ошибки слежения. Ключевые слова: поле ориентиров, проективные сдвиги, обобщенная корреляция, взвешенная ортокорреляция, беспоисковое корреляционное слежение, автозахват, субпиксельная точность ориентирования.

Блажевич С.В., Винтаев В.Н., Ушакова Н.Н. «Автоматическое выделение и сопровождение псевдоточечных мерцающих объектов в реальном времени – модель фоноцелевой обстановки, алгоритм работы бортового процессора и технические решения по процессору» Механика, управление и информатика, № 6, с. 132-139 (2011)

Представлены компьютерная модель фоноцелевой обстановки и программа, реализующая алгоритм непрерывного сопровождения движущегося мерцающего точечного объекта с вычислением картинных координат X и Y отслеживаемого объекта и выдачей прогноза поведения объекта на несколько шагов вперед. Модель демонстрирует высокую эффективность сопровождения цели на фоне интенсивной шумовой составляющей, имеющей статистические характеристики, практически совпадающие с характеристиками объекта, и возможность сопровождения до 1000 целей в секунду при использовании бортового процессора, построенного согласно этой модели. Ключевые слова: автоматическое сопровождение, удаленные объекты, прогноз, бортовой процессор.

Соколов С.М., Богуславский А.А. «Система информационного обеспечения задач сближения, стыковки, посадки космического аппарата на основе компьютерного видения» Механика, управление и информатика, № 6, с. 140-156 (2011)

Описывается программный комплекс автоматического визуального мониторинга процесса сближения и стыковки космических аппаратов. Исходной информацией служит видеосигнал, идущий от телекамеры на одном из аппаратов. Получаемая последовательность кадров обрабатывается в реальном времени. В каждом кадре выделяются детали стыковочных узлов, размеры которых и геометрические параметры взаимного расположения используются как первичные измерения. По этим измерениям восстанавливается относительное движение космических аппаратов. Приводятся примеры обработки реальных видеоданных, полученных в процессе сближения и стыковки космических кораблей с международной космической станцией. Обсуждается возможность использования этого же комплекса для других задач информационного обеспечения целенаправленных перемещений космических аппаратов, в частности, посадки, на основе вычисления оптического потока. Ключевые слова: компьютерное зрение, относительное движение, зрительная система реального времени, оптический поток, сближение, стыковка и посадка космических аппаратов.

Аванесов Г.А., Жуков Б.С., Краснопевцева Е.Б., Форш А.А. «Задачи бортовой обработки информации телевизионной системы навигации и наблюдения при посадке на Фобос» Механика, управление и информатика, № 6, с. 157-165 (2011)

Телевизионная система навигации и наблюдения (ТСНН) разработана для орбитальных съёмок Фобоса и Марса в навигационных и научных целях, а также для информационной поддержки посадки на Фобос. В состав ТСНН входят две узкоугольные камеры с фокусным расстоянием 500 мм и две широкоугольные камеры с фокусным расстоянием 18 мм. Процессоры камер позволяют проводить обработку получаемых изображений в реальном времени. При посадке на Фобос с помощью ТСНН будут проводиться автономный выбор места посадки, а также резервные измерения высоты и скорости КА. Программно-алгоритмическое обеспечение ТСНН в режиме «Посадка» oтлажено с использованием изображений Фобоса, Луны и шероховатых поверхностей со структурой, сходной со структурой поверхности Фобоса. Ключевые слова: Фобос, миссия ФОБОС-ГРУНТ, телевизионная система навигации и наблюдения, бортовая обработка информации

Гришин В.А. «Анализ влияния динамики космического аппарата на характеристики алгоритмов обработки изображений системы технического зрения проекта ФОБОС-ГРУНТ» Механика, управление и информатика, № 6, с. 166-178 (2011)

Рассматриваются методика и результаты отработки алгоритмов слежения и прогноза системы технического зрения для проекта ФОБОС-ГРУНТ. Отработка производилась с использованием расчётных баллистических данных процесса посадки и модели поверхности Фобоса. Ключевые слова: посадка космических аппаратов, системы технического зрения, динамика космического аппарата, алгоритмы измерения и прогноза.

Веселов Ю.Г., Карпиков И.В. «К вопросу оценки корреляционных характеристик шума цифровых оптико-электронных систем видимого диапазона» Механика, управление и информатика, № 6, с. 179-188 (2011)

Детально проанализированы корреляционные характеристики шума цифровых оптико-электронных систем видимого диапазона. Получены экспериментальные зависимости значений радиуса корреляции шума от условий съёмки и параметров аппаратуры наблюдения в лётных условиях. Ключевые слова: цифровые фотоаппараты; статистические характеристики шума; автокорреляционная функция; площадь корреляции; радиус корреляции.

Михайлов Б.Б. «Техническое зрение мобильных роботов» Механика, управление и информатика, № 6, с. 191-201 (2011)

Рассматриваются три системы технического зрения, которые обеспечивают управление движением мобильного робота в условиях недетерминированной среды. Ключевые слова: мобильные роботы, техническое зрение, системы управления, очувствление, видеокамеры, объёмное зрение, построение маршрута, навигация робота, корреляционная функция.

Выголов О.В., Желтов С.Ю., Визильтер Ю.В. «Обнаружение препятствий перед наземным мобильным объектом в бортовой системе технического стереозрения реального времени» Механика, управление и информатика, № 6, с. 202-215 (2011)

Предложен вычислительно эффективный метод обнаружения трёхмерных объектов на относительно гладкой поверхности по стереоскопическим изображениям сцены, получаемым с двух видеокамер наземного мобильного объекта. Суть метода заключается в том, что с построением в полярной системе координат ортогональных проекций стереоизображений на подстилающую поверхность задача обнаружения трёхмерных объектов сводится к более простой задаче обнаружения на синтезированных изображениях яркостно-геометрической структуры известной формы – совокупности вертикальных границ контрастности. Вертикальность границ позволяет организовать поиск этой структуры на основе «быстрых», аппаратно поддерживаемых процедур обработки изображений, таких как свёртка изображения с прямоугольной маской и вычисление интегральных проекций яркости изображения в вертикальном и горизонтальном направлениях. Практическая применимость метода показана на примере создания бортовой системы технического стереозрения реального времени для обнаружения препятствий перед транспортным средством при его движении по скоростным автомагистралям. Ключевые слова: обнаружение препятствий, стереозрение, реальное время, ортофото.

Овчинников А.М., Платонов А.К. «Гиперспектральная система зрения для мобильных роботов» Механика, управление и информатика, № 6, с. 216-229 (2011)

Описывается макетный образец гиперспектрометра, разработанный для исследования особенностей характеристик гиперспектральных сигналов, получаемых при наблюдении близко расположенных объектов. Такие исследования необходимы при создании сенсоров пространственно-спектральных характеристик окружения мобильных роботов или других распознающих мехатронных автоматов. Приводится модель гиперспектра, получаемого при наблюдении близких объектов, которая позволяет учесть влияние дисторсионных явлений в оптическом канале гиперспектрометра, заметно отличающих «локальный гиперспектр» от гиперспектральных данных, получаемых при дистанционном зондировании объектов Земли с самолётов и спутников. Описываются результаты исследования достижимых характеристик локального гиперспектрометра и экспериментов спектрального анализа объектов в его ближайшем окружении.

Артюхов М.Ю., Кропотов А.Н., Макашов А.А., Сахарова Е.И. «Опыт создания системы локальной видеонавигации для подводных аппаратов» Механика, управление и информатика, № 6, с. 230-242 (2011)

Рассмотрены вопросы реализации системы локальной видеонавигации и динамического позиционирования, описаны алгоритмы её построения с использованием стереопары. Приводится алгоритм выделения на изображении кольцевого маркера, определения его метрических координат. Рассматривается возможность динамического позиционирования аппарата над объектом работ и автоматизированная посадка подводного аппарата по этим показаниям. Ключевые слова: локальная навигация, обработка видеоизображения, распознавание образов, системы технического зрения, динамическое позиционирование, подводный аппарат, склейка кадров, перспективное преобразование.

Жданов А.А. «Биологически инспирированное техническое зрение в системах автономного искусственного интеллекта» Механика, управление и информатика, № 6, с. 245-267 (2011)

Представлены авторская биологически инспирированная концепция построения систем автономного адаптивного управления (ААУ), её основные положения и способы построения систем управления для прикладных объектов. Более подробно рассматриваются подсистемы «технического зрения», обеспечивающие восприятие входной информации и играющие роль самообучаемых систем распознавания образов. Особое внимание уделяется способам построения таких систем на базе специально для систем ААУ разработанных самообучаемых моделей нейронов и сетей из таких нейронов. Акцентируется внимание на том, что система восприятия входной информации у автономных роботов должна быть адекватной их системе принятия решений и совсем не обязательно должна копировать систему восприятия человека. Представлены некоторые примеры автономных роботов с адаптивными системами управления. В заключение говорится о возможных перспективах и направлениях развития данного подхода к построению систем автономного искусственного интеллекта.

Кий К.И. «Автоматическая система реального времени для обнаружения объектов и ориентиров на изображении, основанная на обработке цветных изображений» Механика, управление и информатика, № 6, с. 268-276 (2011)

Кратко излагается новый подход к качественному и количественному описанию цветных изображений и выделению объектов на изображениях, которые могут представлять интерес при решении различных практических задач. Проводится также анализ существующих методов для решения указанных задач и сравнение с предложенным методом. Приводятся примеры применения к задаче поиска ориентиров на изображениях и демонстрируются результаты обработки. Описываются параметры программной системы, разработанной на основе предложенного подхода. Ключевые слова: компьютерное зрение, понимание изображений, сегментация изображений, зрение роботов.

Стрельников К.Н. «Использование особенностей современного представления цифровых видеоданых для оптимизации алгоритмов обработки» Механика, управление и информатика, № 6, с. 277-281 (2011)

Предлагается быстрый алгоритм обнаружения объектов с помощью поворотной IP-камеры. Высокая скорость достигается благодаря новому подходу к оптимизации обработки кодированного видеопотока с использованием служебной информации кодека

Пытьев Ю.П., Чуличков А.И. «Морфологические методы анализа сцен по их изображениям» Механика, управление и информатика, № 6, с. 282-290 (2011)

Морфологические методы анализа изображений предназначены для решения задач узнавания и классификации объектов, выделения отличий в сценах, оценки параметров сцен по их изображениям, полученным при неконтролируемых и неизвестных условиях. В статье вводится понятие сравнения изображения по форме, дается определение формы изображения как инварианта преобразований изображения, отвечающих изменениям условий их регистрации. Приводятся методы решения ряда задач.

Ланге М.М., Новиков Н.А. «Сегментация изображений на основе описаний кластеров структурированными гауссовыми смесями» Механика, управление и информатика, № 6, с. 291-302 (2011)

Предложен подход к решению задачи сегментации изображений с использованием древовидно-структурированных описаний кластеров гауссовыми смесями в многомерном пространстве признаков. Рассмотрены модификации таких описаний, строящиеся на основе оптимизации деревьев с помощью процедуры скользящего контроля. С использованием древовидных представлений кластеров сформулирован алгоритм сегментации в форме байесовской процедуры классификации по критерию максимума апостериорной вероятности. В экспериментах с аэрокосмическими изображениями разработанный алгоритм сегментации продемонстрировал существенно меньшее число отказов по сравнению с традиционным алгоритмом, использующим гистограмму. Сравнительные оценки затрат памяти демонстрируют выигрыш предложенного алгоритма относительно традиционного в 50 и более раз, в зависимости от модификаций применяемых древовидных структур.

Корнилов Ф.А., Костоусов В.Б., Перевалов Д.С. «Быстрые алгоритмы анализа изображений со структурными искажениями» Механика, управление и информатика, № 6, с. 303-309 (2011)

Предлагаются и исследуются новые эффективные алгоритмы поиска по эталону и поиска изменений на изображениях, применимые для анализа изображений реальных сцен в случае наличия структурных искажений интересующих объектов.

Домунян А.А. «Программно-аппаратная реализация кортексного сканера» Механика, управление и информатика, № 6, с. 310-316 (2011)

Рассматривается задача создания кортексного сканера, являющегося универсальным аппаратным средством выделения признаков на этапе предварительной обработки изображений для последующего использования признаков при распознавании изображений. Работа кортексного сканера моделирует процессы обработки информации, происходящие в первичной зрительной области коры головного мозга. Рассмотрены также аппаратные аспекты создания такого устройства, основанного на программируемых логических интегральных схемах, получающих информацию от микрокамер. Ключевые слова: искусственный нейронный кортекс, кортексный сканер, распознавание образов, искусственный интеллект.

Бахшиян Б.Ц., Назиров Р.Р., Федяев К.С. «Точность оценивания координат реперных знаков на неподвижной цели по измерениям бортового оптического датчика» Механика, управление и информатика, № 6, с. 317-327 (2011)

Излагается способ оценивания точности определения координат реперных знаков, расположенных на неподвижной цели, по результатам их наблюдений с помощью бортового оптического датчика. Точность оценивается при различных предположениях о коррелированности измерений координат каждого из реперных знаков. Рассматриваются следующие случаи: а) измерения некоррелированны; б) информация о корреляционной матрице отсутствует; в) существуют несколько групп измерений, причём измерения в различных группах некоррелированны, а внутри каждой группы возможна произвольная корреляция. Рассматривается также задача нахождения наилучшего по точности плана измерений при условии произвольной коррелированности измерений. Приводятся результаты практических расчётов.

Вениаминов С.С., Червонов А.М. «Космический мусор – угроза человечеству» Механика, управление и информатика, № 4, с. 2-191 (2012)

Актуальность проблемы космического мусора обусловлена усиливающимся засорением околоземного космоса, снижением под его воздействием качества функционирования космических аппаратов и выходом их из строя, столкновениями и взрывами космических объектов. дан обзор проблемы. описаны средства, используемые для наблюдения космического мусора, оценены их возможности. освещено общее состояние засоренности околоземного космического пространства и его отдельных областей, проанализированы различные факторы и события, вызвавшие его засорение. дается оценка продолжающегося мусорообразования, показаны его основные источники и механизмы, рассмотрены наиболее важные закономерности. на основе результатов выполненных исследований и тенденций засорения, дается прогноз развития этого процесса и его негативных последствий. рассмотрены возможные пути снижения темпов засорения космоса. дана оценка перспектив борьбы с этим опасным явлением.

Бахшиян Б.Ц. «Оценивание и коррекция параметров движущихся систем. Курс лекций» Механика, управление и информатика, № 5, с. 2-72 (2012)

Журнал выходит в виде книги. Представляет собой курс лекций по основам теории планирования оптимального эксперимента, который в течение ряда лет читался ведущим научным сотрудником ИКИ РАН Б.Ц. Бахшияном (1944–2011) для аспирантов ИКИ РАН, студентов Московского государственного технического университета им. Баумана и Московского авиационного института. В курсе кратко изложены основные разделы теории оценивания, линейного программирования, планирования эксперимента.

Кузнецов В.Д. «Научные задачи проекта Интергелиозонд» Механика, управление и информатика, № 6, с. 5-14 (2012)

Проект Интергелиозонд предназначен для исследований внутренней гелиосферы и Солнца с близких расстояний и из внеэклиптических положений на гелиоцентрических орбитах. Дается описание актуальности, основных научных целей и задач проекта, предварительного состава комплекса научной аппаратуры, баллистического сценария и рабочих орбит космического аппарата. Обсуждаются возможные варианты кооперации с другими солнечно-гелиосферными космическими миссиями.

Обридко В.Н., Кожеватов И.Е., Руденчик Е.А. «Многофункциональный оптический телескоп "Тахомаг". Наземный прототип» Механика, управление и информатика, № 6, с. 15-20 (2012)

Представлен спектромагнитограф ИЗМИРАН – наземный прототип «Тахомаг», входящего в состав комплекса научной аппаратуры космической миссии Интергелиозонд. Уникальная особенность прототипа при его использовании и в космическом варианте – новый параллельный тип анализатора поляризации. Он обеспечивает параллельные (одновременные) измерения шести поляризационных компонентов спектральных линий и получение полного вектора Стокса магнитного поля одновременно в двух солнечных магнитоактивных линиях с точностью 4 Гс по продольному полю и 150 Гс по поперечному. В статье описана схема и принцип работы анализатора поляризации. Приведено сравнение данных измерений параметров Стокса, выполненных на спектромагнитографе ИЗМИРАН и на поляриметре HINODE. Затронуты вопросы калибровки поляризации.

Обридко В.Н., Кожеватов И.Е., Руденчик Е.А., Куликова Е.Х., Кузнецов В.Д. «Многофункциональный оптический телескоп "Тахомаг". Общее описание» Механика, управление и информатика, № 6, с. 21-26 (2012)

Представлен многофункциональный оптический телескоп «Тахомаг», создаваемый в рамках проекта Интергелиозонд. Он содержит спектромагнитограф для прямых измерений полного вектора магнитного поля в солнечной фотосфере с близких к Солнцу расстояний (∼60 солнечных радиусов) с высоким пространственным и спектральным разрешением. С помощью «Тахомаг» предполагается провести исследование тонкой структуры солнечной атмосферы в различных спектральных линиях и поляризациях; исследование характеристик магнитного поля солнечной фотосферы от низких до высоких эклиптических широт; исследование магнитных полей в приполярных областях Солнца. Даны предварительная оптическая схема «Тахомаг» и его предполагаемые характеристики.

Кузин С.В., Богачев С.А., Шестов С.В., Перцов А.А., Ульянов А.С., Рева А.А., Кириченко А., Зимовец И.В., Кузнецов В.Д. «Комплекс изображающих инструментов проекта Интергелиозонд» Механика, управление и информатика, № 6, с. 27-35 (2012)

Представляется комплекс изображающих инструментов рентгеновского и оптического диапазона для исследования короны Солнца, создаваемый в рамках проекта Интергелиозонд. В состав комплекса входят рентгеновский телескоп-спектрометр «Соренто», телескоп вакуумного ультрафиолетового диапазона «Трек», оптический коронограф «Ока» и гелиосферный широкопольный телескоп «Гелиосфера». Комплекс предназначен для исследования различных проявлений солнечной активности как связанных процессов. Поля зрения приборов перенакладываются, что позволяет исследовать развитие отдельного явления от его зарождения в переходном слое или нижней короне до расстояния в несколько десятков солнечных радиусов над поверхностью. Управление комплексом осуществляется единым компьютером, что позволяет оптимизировать программы наблюдений. В статье представлены научные задачи комплекса и его характеристики.

Кириченко А., Зимовец И.В., Богачев С.А., Кузин С.В. «Солнечный рентгеновский телескоп "Соренто" для проекта Интергелиозонд» Механика, управление и информатика, № 6, с. 36-46 (2012)

«Соренто» – это рентгеновский телескоп, предназначенный для построения изображений Солнца в диапазоне энергий 5–100 кэВ с высоким пространственным и энергетическим разрешением, близким к рекордному. Телескоп входит в состав научной аппаратуры космической обсерватории «Интергелиозонд», благодаря чему впервые в мире станет возможным выполнять изображающие наблюдения Солнца с близких гелиоцентрических орбит и за пределами плоскости эклиптики. Основной научной задачей «Соренто» будет получение высокоточной пространственной информации о положении и структуре источников жесткого рентгеновского излучения в атмосфере Солнца, измерение их спектров и получение фотометрической информации о потоках солнечного излучения в диапазоне 5–100 кэВ.

Лебедев Н.И., Жугжда Ю.Д., Кузнецов В.Д., Болдырев С.И. «Фотометрические наблюдения флуктуаций излучения солнца в эксперименте ФОТОСКОП» Механика, управление и информатика, № 6, с. 47-51 (2012)

Наблюдения флуктуаций солнечного излучения в широком спектральном диапазоне, от ультрафиолета до ближнего инфракрасного, имеют большое значение для решения научных задач в области гелиосейсмологии, изучения различных проявлений солнечной активности, определения связи вариаций потока солнечного излучения и изменения климата на Земле. Эксперимент ФОТОСКОП на борту космического аппарата (КА) «Интергелиозонд» предназначен для получения непрерывных, высокоточных данных об изменении потока солнечного излучения не менее чем в 160 точках спектра, в диапазоне от 300 до 1600 нм, в течение всего времени активного существования КА. Измерение потоков солнечного излучения на внеэклиптических участках орбиты «Интергелиозонда» позволит впервые определить величины этих потоков и их изменения для разных гелиоширот. Приведены основные измерительно-технические характеристики многоканального солнечного фотометра, описана конструкция прибора.

Сильвестр Я., Бакала Я., Подгорски П., Ковалиньски М., Кордылевски З., Гбурек С., Тржебиньски В., Кузнецов В.Д., Болдырев С.И. «"Хемикс" – солнечный брегговский спектрометр мягкого рентгеновского диапазона нового поколения» Механика, управление и информатика, № 6, с. 52-64 (2012)

Представлено краткое описание прибора «Хемикс» – солнечного брегговского телескопа-спектрометра мягкого рентгеновского диапазона высокого спектрального разрешения (ChemiX – Chemical composition from X-ray) для межпланетной миссии Интергелиозонд. На расстояниях от Солнца в 0,3 а. е. прибор будет наблюдать с очень высоким спектральным разрешением спектры излучения от вспышек и активных областей в солнечной короне. Анализ и интерпретация этих спектров, получаемых оперативно в спектральном диапазоне от 1,5 до 7 Å, позволят впервые исследовать основные физические характеристики вспышечной плазмы: объем плазмы с разными температурами; турбулентное и ламинарное движение плазмы; ионизацию и ионную температуру; вклад нетепловых электронов в поток излучения в линиях и в континууме; химический состав горячей корональной плазмы. Чувствительность спектрометра «Хемикс» будет в несколько раз выше, чем у его предшественника – спектрометра РЕСИК, который находился на борту спутника «КОРОНАС-Ф» (запущен в 2001 г.). Измерения спектрометра «Хемикс» будут иметь более высокое спектральное разрешение, что позволит определять абсолютное (по отношению к водороду) содержание химических элементов в солнечной короне с атомными номерами между 12 и 30 (Mg-Cu). Для многих химических элементов точность их определения будет превышать полученную по фотосферным измерениям на основе спектров видимого и инфракрасного диапазонов.

Гляненко А.С., Котов Ю.Д., Юров В.Н., Лупарь Е.Э., Трофимов Ю.А., Рубцов И.В., Жучкова Е.А., Кочемасов А.В. «Прецизионная спектрометрия мягкого и жесткого рентгеновского излучения солнца прибором ПИНГ-М в проекте Интергелиозонд» Механика, управление и информатика, № 6, с. 65-75 (2012)

Обсуждаются научные задачи эксперимента по прецизионной спектрометрии излучения солнечных вспышек в диапазонах мягкого (1,5–25 кэВ) и жесткого рентгеновского и гамма-излучения (25–2000 кэВ). Приведены описания и характеристики полупроводникового и сцинтилляционного спектрометров прибора ПИНГ-М для спутникового проекта Интергелиозонд.

Котов Ю.Д., Гляненко А.С., Юров В.Н., Жучкова Е.А., Умнова О.Н., Дергачев В.А., Круглов В.М., Матвеев Г.А., Лазутков В.П., Скородумов Д.В., Савченко М.И. «Поляриметрия жесткого рентгеновского излучения солнечных вспышек» Механика, управление и информатика, № 6, с. 76-87 (2012)

Дан анализ ожидаемой величины степени поляризации для различных моделей солнечных вспышек. Представлен принцип определения степени линейной поляризации рентгеновского излучения солнечных вспышек, основанный на восстановлении степени поляризации по азимутальной асимметрии комптоновского рассеяния. Сравниваются эффективные площади поляриметров RHESSI, СПР-Н («КОРОНАС-Ф») и «Пингвин-М» («КОРОНАС-Фотон»). Приведен обзор выполненных к настоящему времени результатов измерений поляризации жесткого рентгеновского излучения Солнца. Описана структура и характеристики поляриметра ПИНГ-П, предназначенного для проведения эксперимента на космическом аппарате (КА) «Интергелиозонд». Принцип построения прибора основан на анализе работ и опыта прибора «Пингвин-М» / «КОРОНАС-Фотон».

Улин С.Е., Гальпер А.М., Дмитренко В.В., Утешев З.М., Власик К.Ф., Грачев В.М., Новиков А.С., Архангельская И.В., Кривова К.В. «Исследование линейчатого гамма-излучения солнечных вспышек с высоким энергетическим разрешением в эксперименте сигнал» Механика, управление и информатика, № 6, с. 88-98 (2012)

Сформулированы основные цели и задачи эксперимента СИГНАЛ. Дано описание спектрометра, разработанного на основе ксенонового детектора, и приведены его основные физико-технические характеристики.

Уланов М.В., Аптекарь Р.Л., Голенецкий С.В., Мазец Е.П., Олейник Ф.П., Пальшин В.Д., Свинкин Д.С., Соколова З.Я., Фредерикс Д.Д. «Исследование жесткого рентгеновского и гамма-излучения солнечных вспышек и космических гамма-всплесков в эксперименте «Геликон-И» проекта Интергелиозонд» Механика, управление и информатика, № 6, с. 99-104 (2012)

Научная аппаратура (НА) «Геликон-И» комплекса научной аппаратуры проекта Интергелиозонд предназначена для исследования с высоким временным разрешением кривых блеска, энергетических спектров и быстрой спектральной переменности вспышек жесткого рентгеновского излучения Солнца и космических гамма-всплесков в широком энергетическом интервале 10 кэВ – 15 МэВ. Рассматриваются основные характеристики аппаратуры и требования к космическому аппарату и его бортовым системам, необходимые для обеспечения проведения эксперимента.

Амелюшкин А.М., Богомолов В.В., Веденькин Н.Н., Галкин В.И., Июдин А.Ф., Морозов О.В., Панасюк М.И., Свертилов С.И., Яшин И.В. «Исследование процессов образования и переноса в ближней и дальней гелиосфере солнечных космических лучей по измерениям электронов и ионов вблизи солнечной короны, а также спектров и поляризации нейтрального излучения, сопровождающего солнечные вспышки» Механика, управление и информатика, № 6, с. 105-131 (2012)

Обсуждаются проблемы получения не искаженной информации об источниках солнечных энергичных частиц (СЭЧ), процессах их (до)ускорения и переноса в гелиосфере. Констатируется важность проведения измерений спектров и питч-угловых распределений СЭЧ во внутренней гелиосфере. Обсуждается роль измерений нейтрального излучения, нейтронов и гамма-квантов от Солнца в получении информации о спектрах, временных профилях потоков первичных СЭЧ, а также о процессах их образования. В статье подчеркивается необходимость регистрации потоков нейтронов с энергиями порядка единиц и десятков МэВ, как от солнечных вспышек, так и от корональных выбросов, а также кривой блеска солнечной вспышки в гамма-излучении. В статье предлагаются варианты решения научных задач проекта Интергелиозонд в части регистрации нейтральной и заряженной компоненты СЭЧ, в том числе и путем создания научной аппаратуры адекватной по своим параметрам решаемым научным проблемам.

Веригин М.И., Ремизов А.П., Котова Г.А., Безруких В.В., Трухлик В., Хрушка Ф., Аустер Г.У., Гуикинг Л., Хильхенбах М. «Исследование солнечного ветра в эксперименте Гелион проекта Интергелиозонд» Механика, управление и информатика, № 6, с. 132-138 (2012)

Для постоянных и быстрых измерений детальных энергетических и угловых спектров ионов солнечного ветра и планетного происхождения в проекте Интергелиозонд предлагается установить на космический аппарат (КА) прибор «Гелион», который представляет собой электростатический анализатор сферического типа с отклоняющей дефлекторной системой, имеет небольшую массу, экономное энергопотребление и сможет надежно работать в условиях экстремальных тепловых потоков от Солнца.

Ковражкин Р.А., Владимирова Г.А., Глазунов А.Л., Сово Ж.А., Токавен Ж.Ж. «Измерения электронов солнечного ветра в проекте Интергелиозонд (эксперимент Гелиес)» Механика, управление и информатика, № 6, с. 139-143 (2012)

Приводится описание эксперимента Гелиес, предназначенного для измерения функций распределения электронов солнечного ветра и межпланетной плазмы с высоким угловым и энергетическим разрешением. Спектр электронов измеряется в диапазоне от ∼1 эВ до 5 кэВ. Энергетическое разрешение составляет ΔE/E=18%. В приборе используется четверть-сферический анализатор типа “top-hat”, перед которым устанавливаются электростатические дефлекторы, позволяющие собирать тепловые и сверхтепловые электроны в угловом секторе 360×120°. Прибор «Гелиес» может работать в разных режимах со скоростью передачи информации 0,3–3 кбит/с; масса прибора – 3 кг, потребление – 3 Вт.

Шахвердян Т.А., Вайсберг О.Л., Срама Р. «Изучение межпланетной и межзвездной пыли вблизи Солнца в миссии Интергелиозонд (детектор пыли ПИПЛС-А)» Механика, управление и информатика, № 6, с. 144-150 (2012)

Цель эксперимента – изучение пыли в Солнечной системе: химического состава, массы, зарядов частиц вблизи Солнца и их пространственного распределения. Прибор представляет собой пылевой телескоп, состоящий из измерителя траектории частиц и масс-анализатора.

Вайсберг О.Л., Койнаш Г.В., Моисеев П.П., Летуновский В.В., Тоньшев А.К., Подколзин С.Н., Шестаков А.Ю., Журавлев Р.Н., Шахвердян Т.А. «Изучение ионизационного состояния солнечного ветра в миссии Интергелиозонд (анализатор ионов ПИПЛС-Б)» Механика, управление и информатика, № 6, с. 151-155 (2012)

Представлен панорамный энерго-масс-анализатор ПИПЛС-Б для изучения ионизационного состояния солнечного ветра. За основу взята электронно- оптическая схема прибора ДИ-АРИЕС. Планируется модификация оптической схемы для выполнения поставленных научных задач в проекте Интергелиозонд.

Скальский А.А., Застенкер Г.Н., Бородкова Н.Л., Ануфрейчик К.В., Добровольский И.А., Климов С.И., Петрукович А.А., Рыбьева Н.Е., Храпченков В.В., Немечек З., Шафранкова Я., Прех Л. «Исследование межпланетной среды на космическом аппарате "Интергелиозонд" с помощью волнового эксперимента ИМВЭ» Механика, управление и информатика, № 6, с. 156-168 (2012)

Основные задачи интегрированного магнитно-волнового эксперимента ИМВЭ – систематическое изучение пространственно-временной динамики мелкомасштабных и среднемасштабных структур межпланетной среды в ходе длительного полета космического аппарата (КА) «Интергелиозонд» от Земли в сторону Солнца, сравнительный анализ особенностей этих структур в зависимости от гелиошироты; исследование турбулентности межпланетной среды в области высоких частот, включая измерение флуктуаций различных параметров в мало изученном диапазоне 0,1–30 Гц; оценка таких аспектов флуктуаций как частотный спектр, перемежаемость, перераспределение энергии по спектру колебаний. Для проведения исследований разработан приборный комплекс ИМВЭ, включающий в себя датчик низкочастотного магнитного поля (ДНМП-И), датчики высокочастотного магнитного поля (ДВМП-И), датчики потока ионов (БМСВ–И) и модуль электроники. Эксперимент предназначен для измерения параметров межпланетного магнитного поля и плазмы солнечного ветра: магнитных полей и волн в диапазоне частот до 1 МГц; энергетических спектров потока ионов в диапазоне 0,2–4,0 кэВ; величины и направления переносной скорости потока протонов; температуры протонов и плотности плазмы, а также, при определенных условиях в солнечном ветре, содержания и параметров потока ионов гелия. Предполагается, что временное разрешение этих измерений составит от 0,5 до 1,5 с для энергетического спектра потока ионов, величин переносной скорости, ионной температуры и плотности плазмы и 30 мс для вектора магнитного поля, величины и двух углов прихода потока ионов.

Стяжкин В.А., Аустер Г.У., Магнец В. «Магнитный эксперимент Гелиомаг в проекте Интергелиозонд» Механика, управление и информатика, № 6, с. 169-177 (2012)

Магнитные измерения в проекте Интергелиозонд предлагается выполнять магнитометром «Гелиомаг». Основные научные задачи – исследование межпланетного магнитного поля с близких расстояний в окрестности Солнца. Магнитометр «Гелиомаг» – трехкомпонентный феррозондовый магнитометр, состоящий из блока электроники и двух датчиков. Прибор измеряет магнитное поле в диапазоне ±1000 нТ с чувствительностью 0,1 нТ и скоростью измерения от 0,5 до 64 векторов в секунду. Для уменьшения влияния теплового излучения Солнца на метрологические характеристики прибора разрабатываются меры его защиты. Датчики размещаются на выносной штанге в тени космического аппарата и покрываются собственным теплозащитным экраном. Электронный блок размещается на корпусе КА под общей теплоизоляцией.

Фомичев В.В., Чернов Г.П., Прутенский И.С., Кузнецов В.Д., Роткель Х., Моравский М. «Радиоизмерения в проекте Интергелиозонд (эксперимент РСД)» Механика, управление и информатика, № 6, с. 178-192 (2012)

Изложены основные задачи эксперимента Радиоспектрометр-Детектор (РСД), состояние вопроса и результаты предыдущих экспериментов по радиоизмерениям, выполненных на космических аппаратах (КА). Перечислены актуальные задачи нового эксперимента. Дано краткое описание технических характеристик планируемого радиоспектрометра.

Королев В.В., Коваленко И.Г., Безбородов М.А., Еремин М.А., Савин В.В. «Газопылевые структуры в окрестности рукавов спиральных галактик» Математическая физика и компьютерное моделирование (ранее Вестник Волгоградского государственного университета. Серия 1: Математика. Физика), 25, № 1, с. 49-68 (2022)

Построена двумерная модель течения газопылевой межзвездной среды в окрестности спирального рукава галактики. Рассмотрено течение в вертикальной плоскости, поперечной к плоскости диска. Учтены эффекты неадиабатичности течения (объемные нагрев и охлаждение газа излучением). Баланс нагрева и охлаждения обеспечивает сосуществование двух фаз – холодных парсекового размера облаков атомарного водорода и теплого межоблачного газа. В рассмотрение включена полидисперсная пыль, представленная тремя фракциями частиц разных размеров и масс. Частицы пыли обладают конечной инерцией, их движения не повторяют в точности движение газа. Учтена турбулентность в диске и спиральном рукаве. Рассмотрены модели, в которых используются разные сочетания расположения источников турбулентности в диске и/или рукаве. Основные результаты, полученные методами компьютерного гидродинамического моделирования, следующие: 1) Облака по мере прохождения через спиральный рукав претерпевают существенные трансформации. Значительная часть облаков абсорбируется в тонкий плотный облачный слой, протягивающийся в спиральном рукаве вдоль экваториальной плоскости в окрестности центра рукава и имеющий размер приблизительно в половину ширины рукава. Меньшая часть облаков проходит без разрушения или с частичным разрушением сквозь рукав, испытывая по ходу движения сильные деформации. Мелкомасштабная облачная компонента частично восстанавливается под действием турбулентности, возмущающей протяженный облачный слой внутри рукава и частично разрушающий его на отдельные фрагменты. 2) На задней по отношению к натекающему потоку газа стороне рукава формируется клинообразная галактическая ударная волна, присоединенная к заднему краю протяженного облачного слоя. Течение, ограниченное ударной волной, имеет характер струи, совершающей квазипериодические поперечные колебания. Причиной колебаний, по-видимому, является неустойчивость сдвигового течения, поскольку внутри струи вдоль потока и под небольшим углом к ударным фронтам формируются тангенциальные разрывы. 3) Пылевые частицы увлекаются турбулентными вихрями и выносятся на высоты 150–200 пк над плоскостью диска, что естественным образом объясняет существование хаотических волокнистых пылевых структур, протягивающихся над галактическим диском на высоты в несколько сотен парсек. 4) Пылинки по-разному распределены внутри вихрей. Пылинки размерами в 0,01–0,1 мкм легче кластеризуются, чем более крупные пылинки радиусом 1 мкм. 5) Турбулентность служит механизмом, позволяющим эффективно запирать пылевые частицы на передней стороне спирального рукава. Как показывает моделирование, пылевые прожилки отчетливее выражены на передней стороне рукава.

Natarajan Sh. «Conformal cyclic phantom energy dominated cosmological scenario from loop quantum cosmology» Математическая физика и компьютерное моделирование (ранее Вестник Волгоградского государственного университета. Серия 1: Математика. Физика), 25, № 1, с. 69-82 (2022)

Конформный циклический космологический сценарий рассматривает последние стадии Вселенной, на которых доминирует фантомная энергия. В этой работе предпринята попытка построить квантовую космологическую модель на основе конформной циклической космологии. Обсуждается конформное возникновение квантового космологического сценария. Показано, что классическая Вселенная не будет полностью разорвана на финальных стадиях при доминировании фантомной энергии. Предсказывается дальнейшее расширение через конформную циклическую эволюцию. Эта статья связывает петлевой квантовый формализм с конформным циклическим космологическим формализмом.

Тарасов В.Н., Бояркина И.В. «Момент инерции земного шара» Омский научный вестник, № 2, с. 9-10 (2014)

Разработана методика определения момента инерции земного шара методами теоретической механики.

Тарасов В.Н., Бояркина И.В. «Определение веса единицы массы и давлений в сферических слоях и центре Земли» Омский научный вестник, № 2, с. 11-13 (2014)

Разработана методика определения веса единицы массы и давлений в сферических слоях методами теоретической механики.

Самхарадзе Т.Г., Хаврошкин О.Б., Цыплаков В.В. «Проблема возраста Земли и АНРИ-эффект» Прикладная физика и математика, № 6, с. 14-23 (2023)

Возраст Земли, определённый по состоянию радиоактивных элементов (в первую очередь уран, торий и т.п.) зависит и от потока солнечных нейтрино, поэтому важно оценить и более точно исследовать процесс прохождения нейтрино через радиоактивную среду. Столь важное исследование находится в начальной стадии, но полученные результаты представляют определённый научный интерес. Наиболее актуальны работы, где исследуются аномальное нейтринное радиоизотопное поглощение (АНРИ-эффект) и главное – сечение захвата. Ключевые слова: солнечные нейтрино, радиоактивные геологические структуры, АНРИ-эффект. DOI: 10.25791/pfim.03.2023.1259

Гиенко Е.Г. «Анализ влияния геодинамических факторов на релятивистское смещение частоты атомных стандартов» Вестник СГУГиТ (Сибирского государственного университета геосистем и технологий), 27, № 5, с. 30-42 (2022)

Выполнен анализ влияния геодинамических факторов на релятивистское смещение частоты атомных стандартов. Представлены результаты расчетов смещений частоты, вызываемых различными геодинамическими явлениями, выполнена оценка значимости этих смещений для современных оптических стандартов частоты. По результатам оценки сделан вывод, что для релятивистского смещения частоты на уровне 10^–18 самыми значимыми факторами являются приливы в твердой Земле и океанах, которые хорошо учитываются с помощью современных глобальных моделей приливов. Неприливные явления в океанах, вызывающие изменение геопотенциала на уровне 0,2 м²/с² (смещение частоты порядка 2·10^–18), не оказывают большого влияния на ход стационарных атомных стандартов, располагаемых на материках. Постледниковое поднятие имеет вековой характер и хорошо моделируется в настоящее время. Особое внимание рекомендуется уделить сложно моделируемым изменениям потенциала, вызываемым колебаниями уровня воды в водохранилищах (для станций, расположенных вблизи водохранилищ) и уровня грунтовых вод. Остальные рассмотренные геодинамические эффекты практически не влияют на ход оптических часов на уровне указанной точности.

Хацевич Т.Н., Шмелев Е.В. «Исследование телескопической системы с трехступенчатой сменой увеличения и стабильным положением выходного зрачка» Вестник СГУГиТ (Сибирского государственного университета геосистем и технологий), 27, № 5, с. 173-182 (2022)

Hассмотрены оптические телескопические системы с дискретной сменой увеличения, в которых удаление выходного зрачка составляет 1/4–1/3 от общей длины самой системы. Такие системы могут быть положены в основу оптических прицелов с дискретной сменой увеличения. Отмечены проблемы, возникающие при трехступенчатой смене увеличения, связанные с необходимостью обеспечивать стабильное положение выходного зрачка при смене увеличения, сложностью реализации внутренней выверки, при соблюдении массогабаритных ограничений, присущих этому типу оптических приборов. Комплексное решение указанных проблем должно закладываться на схемотехническом уровне и основываться на поиске принципиальной структурной оптической схемы, ее моделировании и определении области решений, позволяющих при переходе к конечным апертурам и толщинам обеспечить высокое качество изображения. Научная гипотеза заключается в том, что включение в структуру оптической телескопической системы внутренней поворотной афокальной системы позволяет реализовать трехступенчатую смену увеличения, обеспечив неизменность положения выходного зрачка при смене увеличения, внутреннюю выверку и конкурентоспособные характеристики оптической системы изделия в целом. Цель статьи: представить результаты анализа схемного решения в параксиальном приближении, определить области решений, обеспечивающие наименьшие относительные отверстия компонентов схемы при введенных габаритных ограничениях на длину системы, диаметры компонентов и удаление выходного зрачка. Методы исследования включают аналитические методы геометрической оптики, теории оптических приборов, методы компьютерного дизайна оптических систем. Результаты исследования подтверждаются разработкой оптической системы со сменными увеличениями 1, 3 и 9 крат с удалением выходного зрачка 80 мм при длине системы в 250 мм.

Дорогова И.Е., Духовников К С. «Разработка геодинамического программного модуля для оценивания деформаций земной коры по результатам геодезических измерений» Вестник СГУГиТ (Сибирского государственного университета геосистем и технологий), 27, № 6, с. 15-27 (2022)

Выполнен обзор возможностей свободной библиотеки Python Pycalculix, содержащей ряд функций для вычисления деформаций методом конечных элементов. Рассмотрены поддерживаемые методы создания сетки, формы и порядок элементов, для которых может быть выполнен расчет с помощью встроенных функций библиотек. Описан процесс создания программного обеспечения Defor(M)aster, основные требования к интерфейсу, функциональным возможностям и представлению результатов. Разработанное программное обеспечение для расчета параметров деформации земной коры по результатам геодезических измерений протестировано и выполнена оценка достоверности расчета параметров деформации для контрольного объекта путем сравнения результатов, полученных в разработанном программном обеспечении, с результатами, полученными в программном комплексе ELCUT, который обладает схожими функциональными возможностями. Сравнительный анализ результатов, полученных в двух программах, говорит о схожем характере распределения и хорошей согласованности двух наборов параметров деформации. Также сформулированы направления для дальнейшего усовершенствования разрабатываемого программного обеспечения и расширения перечня его функциональных возможностей

Кузин А.А., Петров В.В., Пефтиев А.А. «Геодезическое обеспечение выверки формы отражающей поверхности главного зеркала радиотелескопа с применением лазерных трекеров» Вестник СГУГиТ (Сибирского государственного университета геосистем и технологий), 28, № 1, с. 22-32 (2023)

Рассматриваются возможности применения координатоопределяющей технологии с использованием высокоточных геодезических приборов для выверки формы отражающей поверхности главного зеркала радиотелескопа, что имеет очень важное значение для последующей его юстировки и выполнения радиоастрономических наблюдений. Приведены общие сведения о радиотелескопах. Рассмотрены существующие классические геодезические и негеодезические методы, используемые в процессе решения поставленной задачи. Приведена методика геодезических работ по выверке формы с применением высокоточных лазерных трекеров. Методика выполнения работ включает несколько этапов: от проектирования опорной сети и станций расположения трекера до обработки и интерпретации результатов измерений. Достаточно внимания уделено условиям выполнения высокоточных измерений. Математическая обработка результатов измерений выполняется в специализированном программном обеспечении Spatial Analyzer и основана на преобразовании систем координат.

Шендрик Н.К. «Методика формирования цифровых моделей высот геоида для референцных систем координат» Вестник СГУГиТ (Сибирского государственного университета геосистем и технологий), 28, № 2, с. 40-46 (2023)

Разработана методика формирования цифровых моделей высот геоида для референцных систем координат с использованием программного обеспечения «Trimble Bussines Center» (ПО «TBC»). Исходными моделями могут быть известные в открытом доступе высокоточные глобальные модели высот геоида EGM2008, EIGEN6C4 и иные модели, файлы которых с расширением *.ggf совместимы с ПО «TBC». В основу методики положена возможность экспорта из ПО «TBC» в формате ASCII ортометрических высот на заданный пользователем участок на поверхности общеземного эллипсоида WGS84 для заданной равномерной сетки узлов по широте и долготе. Полученная таблица данных является исходной для вычисления высот геоида для референцных систем координат, которые определены параметрами соответствующих референц-эллипсоидов и параметрами Гельмерта – пространственного положения, ориентировки и линейного масштаба относительно общеземной системы координат. Перечисленные исходные данные достаточны для вычисления цифровой модели высот геоида для произвольной референцной системы координат. Актуальность разработанной методики заключается в возможности ее использования для значительно более точного вычисления параметров Гельмерта для региональных и иных территорий по сравнению с принятыми стандартными значениями и, соответственно, более точного преобразования трехмерных положений пунктов между общеземными и референцными системами координат (перечисленные вопросы будут рассмотрены в последующей публикации автора). Апробация методики выполнена для нескольких региональных территорий: Новосибирской и Московской областей, территории Западной Сибири, Республики Беларусь, выборочно, в системах координат СК-42 и СК-95. Некоторые результаты представлены графически в виде картосхем высот геоида для Новосибирской области и на территорию Западной Сибири.

Канушин В.Ф., Голдобин Д.Н., Кобелева Н.Н. «Исследование точности глобальных моделей геопотенциала EGM2008, EIGEN-6C4, GECO, SGG-UGM-1, SGG-UGM-2, XGM2019 на территории Российской Федерации» Вестник СГУГиТ (Сибирского государственного университета геосистем и технологий), 28, № 3, с. 16-22 (2023)

Улучшение гравиметрической изученности Российской Федерации и создание новых моделей гравитационного поля Земли (ГПЗ) в виде сферических гармоник геопотенциала поставило задачу о выборе наиболее пригодной модели, исходя из особенностей гравитационного поля на территории России. Спутниковые гравиметрические миссии CHAMP, GRACE и GOCE обеспечивают однородный и почти полный глобальный охват информации о ГПЗ. В работе представлены результаты исследования точности современных высокостепенных глобальных моделей геопотенциала для определения различных характеристик гравитационного поля Земли на территории Российской Федерации. В качестве тестируемых моделей геопотенциала использованы модели EGM2008, EIGEN-6C4, GECO, SGG-UGM-1, SGG-UGM-2, XGM2019. Результаты исследования представлены в виде статистических параметров и гистограмм распределения разностей δg между значениями силы тяжести, полученными по наземным гравиметрическим измерениям, и вычисленными по модельным данным. У высокостепенной модели EIGEN-6С4 стандартное отклонение (σ=5,24 мГал) меньше по сравнению с другими моделями геопотенциала. По распределению разностей можно сделать вывод, что модель EIGEN 6С4 наиболее пригодна для территории Российской Федерации.

Мюррей К., Дермотт С. Динамика Солнечной системы (2010). 588 с.

Книга известных специалистов в области небесной механики К. Мюррея (Великобритания) и С. Дермотта (США) посвящена важнейшему разделу небесной механики - динамике тел Солнечной системы. Сегодня эта наука преобразилась благодаря исследованиям Солнечной системы с помощью космических аппаратов, невероятному развитию наземных и космических средств наблюдательной астрономии, прогрессу вычислительной техники и программных средств, скачку в развитии теории. Книга представляет собой современную научную монографию, весьма полно описывающую различные аспекты проблем динамики тел Солнечной системы.

Лоскутов А.И., Шиян А.Н., Столяров А.В., Татаренков А.Н., Жураховский А.А. «Алгоритм контроля технического состояния бортовой аппаратуры космических аппаратов с учетом формирования признаков переходных процессов нейронной сетью» Авиакосмическое приборостроение, № 7, с. 19-26 (2023)

Рассматриваются вопросы контроля технического состояния бортовой аппаратуры космических аппаратов. Осуществлена математическая постановка задачи разработки алгоритма контроля технического состояния с целью повышения полноты. Данная цель может быть достигнута путем формирования дополнительных признаков, которые позволят обнаружить дефекты, характеризуемые аномальными параметрами переходных процессов состояний бортовой аппаратуры. Разработан алгоритм контроля технического состояния бортовой аппаратуры. Особенностью данного алгоритма является контроль параметров переходных процессов с формированием дополнительных признаков нейронной сетью на интервале длительности переходного процесса. Приведены результаты моделирования процесса контроля приборов системы управления движением космического аппарата с расчетом показателя полноты контроля. Применение алгоритма позволяет повысить эффективность функционального контроля бортовой аппаратуры за счет повышения его полноты. Ключевые слова: бортовая аппаратура, космический аппарат, алгоритм, контроль технического состояния, полнота контроля, нейронная сеть, переходный процесс. DOI: 10.25791/aviakosmos.7.2023.1349

Куренков В.И., Пупков Е.А., Кучеров А.С. «Моделирование процесса переориентации космического аппарата оптико-электронного наблюдения поверхности земли при объектовой съёмке» Вестник Самарского университета. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроение, 22, № 2, с. 7-20 (2023)

Разработаны проектные модели и алгоритмы для оценки пространственного направления переориентации космического аппарата оптико-электронного наблюдения поверхности Земли при объектовой съёмке с учётом относительного движения объектов наблюдения в поле обзора космического аппарата. Моделирование упрощается благодаря выбору таких систем координат, в которых космический аппарат неподвижен, а объекты наблюдения перемещаются относительно него. Отыскивается направление разворота космического аппарата с заданной угловой скоростью в точку предстоящего пересечения оптической оси аппаратуры наблюдения на поверхности Земли с движущимся в выбранной системе координат объектом наблюдения. Модели и алгоритмы разработаны с целью расширения возможностей существующего в Самарском университете программного комплекса для оценки целевых показателей и проектных характеристик космических аппаратов наблюдения. На основе разработанных моделей перенацеливания разработаны алгоритмы для выбора последовательности съёмки объектов наблюдения по критерию максимума их количества на витке полёта космического аппарата и подсчёта отснятых объектов для оценки производительности объектовой съёмки. Приведён пример реализации одного из графических окон программного обеспечения с разработанными моделями и алгоритмами, в котором визуализируется процесс перенацеливания космического аппарата, что является одним из способов проверки адекватности разработанных моделей и алгоритмов.

Середа С.Н. «Оценка инсоляции жилых помещений» Методы и устройства передачи и обработки информации, № 22, с. 44-50 (2020)

Целью работы является исследование влияния солнечной радиации на микроклимат жилых помещений путем оценки количества тепловой энергии, поступающей в помещение через светопрозрачные ограждающие конструкции зданий. Рассматривается структура измерительного комплекса, позволяющего осуществлять измерения и дистанционный контроль параметров микроклимата помещения посредством сети Интернет. Представлены результаты наблюдений метеорологических параметров в осенний период, предшествующий началу отопительного сезона. Предложена математическая модель экспериментальной оценки количества солнечной радиации, проникающей в помещение через окна. Установлена эмпирическая зависимость поступающей теплоты и относительной влажности воздуха в помещении. По результатам экспериментов показано влияние солнцезащитной пленки на термозащиту окон. Дана количественная оценка продолжительности инсоляции и количества солнечной радиации, проникающей в помещение через окно.

Берестовский В.Н. «Геометрия Лобачевского и звездные параллаксы» Сибирский математический журнал, 63, № 3, с. 994-1009 (2022)

На основе моделей Бельтрами–Пуанкаре в евклидовых полуплоскости и полупространстве для двумерных и трехмерных пространств Лобачевского дается простой вывод некоторых уравнений и неравенств Лобачевского из его первого опубликованного сочинения «О началах геометрии». Н.И. Лобачевский применил их и некоторые известные в его время звездные параллаксы к исследованию вопроса «находится или нет в природе» его «теория параллельных». Изложены применения геометрии Лобачевского. Ключевые слова: геометрия Лобачевского, дефект треугольника, модель Пуанкаре пространства Лобачевского в полупространстве, параллакс, прямоугольный треугольник, угол параллельности, эклиптика.

Данилюк А.Ю., Минаков Е.П., Привалов А.Е., Данилюк Б.А. «Модель оценивания пространственно-временных характеристик динамической зоны безопасности космических аппаратов» Известия Российской академии ракетных и артиллерийских наук, № 2, с. 50-57 (2022)

Представлен подход к обеспечению безопасности космических аппаратов, основанный на заблаговременном предупреждении их столкновения с опасными объектами природного и техногенного происхождения. Данный подход реализуется по средствам расчета и последующего контроля зоны безопасности – области околоспутникового пространства, наблюдение за которой позволит своевременно распознать угрозу и при необходимости парировать её. Определены методы расчета пространственно-временных характеристик данного пространства. Приведены примеры расчета данного пространства для защиты метеорологического космического аппарата «Арктика-М» от воздействия космического мусора, движущегося с наиболее вероятными скоростями при различных характеристиках процесса мониторинга.

Коваленко А.Ю., Мосин Д.А., Винокуров Р.А. «Баллистическое проектирование многоспутниковых орбитальных группировок космических аппаратов глобального обслуживания на основе вероятностного принципа» Известия Российской академии ракетных и артиллерийских наук, № 1, с. 57-64 (2023)

Делается вывод о перспективности формирования многоспутниковых орбитальных группировок на базе малых космических аппаратов. Предложен методический подход к формированию баллистической структуры орбитальной группировки, в рамках которого обоснован вероятностный принцип построения орбитальной группировки и выбран класс орбит космических аппаратов. Осуществлен выбор системы показателей оценивания эффективности функционирования орбитальной группировки космических аппаратов, построенных по вероятностному принципу. Предложен алгоритм формирования рациональной баллистической структуры многоспутниковых орбитальных группировок космических аппаратов глобального обслуживания на основе вероятностного принципа.

Гусева Е.Н., Иванов М.А. «Короны Венеры: особенности рельефа и стадии эволюции» Природа, № 11, с. 3-9 (2022)

Короны Венеры – крупные (несколько тысяч километров в диаметре) кольцевые формы рельефа. Вероятно, они представляют собой поверхностные проявления мантийных диапиров. Слабая эрозия практически не выравнивает рельеф поверхности Венеры, что позволяет реконструировать последовательность этапов эволюции диапиров по особенностям рельефа корон. Мы изучили топографическую конфигурацию корон, определили их относительный возраст и установили, что они характеризуются тремя основными топографическими классами (формами рельефа). Эти классы соответствуют разным стадиям их формирования и эволюции родительских диапиров.

Емельянов Н.В. «Получение новых знаний о солнечной системе методами небесной механики» Природа, № 12, с. 29-36 (2022)

Обзор методов современной небесной механики отражающий авторскую концепцию процесса практического изучения природы.

Шиванк Ш., Харшул Ш., Хаммад Н.А., Малайканнан Г. «Оптимизация аэротермодинамической конструкции планетарного транспортного средства» Теплофизика и аэромеханика, № 3, с. 453-470 (2023)

Представленная работа посвящена оптимизации конструкций различных летательных аппаратов, предназначенных для входа в атмосферу планет. Авторы выбрали в качестве целевой функции аэротермодинамические характеристики теплового потока и сопротивления, затем проанализировали и смоделировали влияние аэродинамического сопротивления на аппараты для входа в разреженную атмосферу планет. Для моделирования использовался основанный на методе прямого статистического моделирования Монте-Карло пакет програм SPARTA. Оптимизация осуществлялась с помощью модуля оптимизации MATLAB. В работе рассматривались два типа планетарных атмосферных условий: соответствующие Земле и Марсу. Сначала выполнялось моделирование спуска в атмосферу планет аппаратов существующих конструкций и проводилось сравнение аэротермических характеристик каждого из них, после чего конфигурация аппарата подвергалась оптимизации в соответствии с планетарными атмосферными условиями. Полученные результаты дают представление о том, как геометрические параметры аппарата отражаются на аэротермических нагрузках планетарных транспортных средств.

Шаулов С.Б., Куприянова Е.А., Рябов В.А., Щепетов А.Л. «Странная кварковая материя и галактическая природа космических лучей» Краткие сообщения по физике Физического института им. П. Н. Лебедева Российской академии наук (ФИАН), 50, № 8, с. 41-48 (2023)

Детальное изучение стволов широких атмосферных ливней при энергиях 1–100 ПэВ в гибридном эксперименте с рентгеноэмульсионной камерой позволяет выдвинуть гипотезу о неядерной природе космических лучей в области колена. Рассмотрение в качестве такой компоненты стабильных заряженных частиц странной кварковой материи (странглетов) объясняет происхождение колена в спектре ШАЛ и позволяет сформулировать альтернативную галактическую модель происхождения спектра космических лучей, включая объяснение его обрезания. Модель ограничивает энергию космических лучей значениями E0≈10¹⁷–10¹⁸ эВ

Сызранова Н.Г., Андрущенко В.А., Головешкин В.А. «О разрушении метеорных тел в атмосфере Земли» Механика композиционных материалов и конструкций, 23, № 1, с. 104-116 (2017)

Работа посвящена математическому моделированию механизмов разрушения метеорных тел в атмосфере Земли. В качестве примера проанализировано движение и разрушение трех конкретных метеоритов – Куня–Ургенчского (1998г.), Суданского (2008г.) и Челябинского (2013г.), которые различаются своими размерами, свойствами и составом материала, и траекторными параметрами. Явления движения и разрушения в настоящей работе исследуются на основе расширенных уравнений метеорной физики. Важным фактором, который здесь учитывается, – это переменность параметра уноса массы метеорита под действием тепловых потоков вдоль траектории полета. Статистика падений метеоритов показывает, что большая часть их, в том числе и рассматриваемые тела, падают на Землю раздробленными кусками, поэтому расчет уноса массы требует учета их дробления. Процесс фрагментации метеорита в настоящей работе рассматривается в рамках модели последовательного дробления с учетом влияния масштабного фактора на предел прочности объекта. На завершающем этапе движения метеорных тел процесс разрушения может продолжиться за счет температурных напряжений. В связи с этим оценивается характер возникающих напряжений из-за неоднородности температурного поля на примере шарообразного тела.

Герасимов А.В., Пашков С.В., Христенко Ю.Ф., Черепанов Р.О. «Высокоскоростное взаимодействие естественных и техногенных частиц с элементами космических аппаратов» Механика композиционных материалов и конструкций, 23, № 1, с. 117-133 (2017)

Исследованы процессы высокоскоростного взаимодействия текстолита и стекла с алюминиевыми и стальными частицами, моделирующими техногенный космический мусор, а также с ледяными и гранитными частицами, моделирующими естественные материалы природных космических тел. Объектами исследования данной работы являлись процессы деформирования и разрушения элементов космических аппаратов из стекла и текстолита при воздействии высокоскоростных частиц естественного и техногенного происхождения. Для этого проводились эксперименты с легкогазовой установкой по метанию микрочастиц со скоростью до 7 км/сек и разработка математических моделей соударения частиц с различными преградами. Для расчета упругопластических течений используется методика, реализованная на тетраэдрических ячейках и базирующаяся на совместном использовании метода Уилкинса для расчета внутренних точек тела и метода Джонсона для расчета. контактных взаимодействий. Также в работе используется вариант метода SPH Численный метод основан на использовании слабой вариационной постановки. Параметр сглаживания рассматривается как скрытая переменная состояния и учитывает ее влияние на физические процессы: изменение параметра сглаживания отдельных узлов эквивалентно изменению соответствующего относительного объема, что влияет на напряженно-деформированное состояние материала и как следствие – является специфической формой деформирования, что явно учитывается в расчете. Расчет ускорений узлов основывается на определении обобщенных сил, которые находятся из оценки влияния перемещения узлов на поле деформации в их окрестностях (вместо непосредственного дифференцирования поля напряжений). Эффективность исследований определилась наличием как уникальных установок для высокоскоростного метания твердых тел, так и комплексным численным моделированием исследуемых явлений. Предложенные в работе подходы к моделированию взаимодействия частиц космического мусора и элементов космических аппаратов позволяют рассчитывать напряженно-деформированное состояние, разрушение и фрагментацию стеклянных и текстолитовых элементов космических аппаратов в трехмерной постановке при выскоинтенсивном нагружении.

Русских С.В. «Задача нелинейной динамики присоединенной к космическому аппарату упругой стержневой системы в редуцированной квазистатической постановке по изгибу» Механика композиционных материалов и конструкций, 24, № 2, с. 171-185 (2018)

Рассматривается нелинейная динамика плоской стержневой системы, состоящей из упругих нерастяжимых стержней, связанных между собой на концах упруговязкими узловыми шарнирами, допускающими большие углы поворота. Стержневая система присоединена к недеформируемому космическому аппарату, который совершает поворот относительно своего центра тяжести и перемещения по горизонтальной и вертикальной оси как свободное твердое тело. Движение рассматриваемой системы описывается в подвижной системе координат. Перемещения каждого стержня характеризуются его конечным поворотом как твердого тела относительно прямой, проходящей через два соседних шарнирных узла, и изгибом с малым поперечным перемещением. Приведены с необходимыми пояснениями уравнения движения в компактном виде, которые получены в скоростях для космического аппарата и в выбранных обобщенных координатах для стержневой системы на основании принципа возможных перемещений. Уравнения также получены в матричном виде, удобном для численного интегрирования. Представлена постановка задачи, которая получается путем редуцирования исходной системы уравнений по квазистатическому изгибу. Из уравнений движения исключаются «быстрые» движения, которые представляют собой изгиб каждого стержня, т.е. первые и вторые производные от углов между касательной к изогнутой оси стержня и его недеформированной осью. В результате в матричном виде записана новая система уравнений с необходимыми пояснениями. Приведены примеры расчета с необходимыми сравнениями между двумя подходами: задача о реакции стержневой системы на произвольный возмущающий импульс; задача о развертывании стержневой системы из одного положения в другое при помощи включения упруговязких зажимов, интегрированных в узловые шарниры, за счет центробежных и инерционных сил.

Добрица Д.Б., Христенко Ю.Ф. «О некоторых особенностях разрушения высокоскоростных частиц на гофрированных противометеорных сеточных экранах» Вестник Томского государственного университета. Математика и механика, № 82, с. 82-96 (2023)

Исследован процесс воздействия высокоскоростных частиц на гофрированные сеточные металлические экраны. С использованием сеточного лагранжева метода Уилкинса в 3D-постановке решен ряд задач численного моделирования высокоскоростного соударения при различных углах наклона гофры и разном положении точки первоначального контакта экрана с ударником. Проведено сравнение параметров запреградного облака продуктов разрушения в различных задачах при одинаковом расстоянии, преодоленном пробившей экран частицей, с целью выбора оптимального угла наклона гофры.

Рябова Г.О. «Влияние формы метеороидов на их динамику: радиационное давление и эффект Пойнтинга–Робертсона» Вестник Томского государственного университета. Математика и механика, № 83, с. 151-165 (2023)

Представлен численный метод получения площади миделева сечения геометрически-простой выпуклой частицы со случайной ориентацией. Площадь миделя является ключевым параметром при вычислении радиационных сил – радиационного давления Солнца и эффекта Пойнтинга–Робертсона – на метеороид. Пробная оценка, полученная для метеороидов потока Геминид массы 0.0003 г, показывает, что при хаотическом вращении метеороидов во время их орбитальной эволюции влияние формы невелико. Если же ось вращения частицы стабилизировалась, то влияние формы может быть существенным.

Гарнов С.В., Моисеева А.В., Носатенко П.Я., Фомин В.Н., Церевитинов А.Б. «Оценка характеристик перспективного орбитального лазерного локатора для мониторинга космического мусора» Труды Института общей физики РАН, 70, с. 26-39 (2014)

Приведены результаты предварительных исследований по оценке возможных характеристик перспективного орбитального лазерного локатора для мониторинга космического мусора. Проведены расчетные оценки дальности обнаружения фрагментов космического мусора в различных условиях наблюдения при различных технических характеристиках лазерного локатора. Показано, что дальность обнаружения фрагментов космического мусора с размерами 1–10 см в диапазоне длин волн 0,5 мкм существенно зависит от условий наблюдения, определяемых уровнем аддитивных помех. Сделан вывод, что перспективный орбитальный лазерный локатор должен включать лазерный излучатель мощностью несколько сотен ватт и приемный телескоп диаметром около 0,5–1 м. Оценена возможность использования орбитального лазерного локатора для распознавания космического мусора. Показано, что вероятность распознавания более 0,8 может быть достигнута для изображения ФКМ, содержащего несколько десятков элементов разрешения, и отношения сигнал/шум более 10

Голых А.Е., Фомин Д.В. «Поворотный комплекс для проведения вибродинамических испытаний наноспутников» Известия высших учебных заведений. Приборостроение, 66, № 6, с. 472-482 (2023)

Одним важных видов наземного тестирования малых космических аппаратов являются вибродинамические испытания. Как правило, наноспутники размещаются на рабочем столе вибрационных стендов посредством имитаторов транспортно-пускового контейнера (ИТПК). Представлен результат модернизации имитатора транспортно-пускового контейнера статически закрепляемого на столе вибростенда, а также поворотного комплекса, в который включен модернизированный ИТПК. Для обеих конструкций проведены модельные вибродинамические исследования в САПР SolidWorks. При этом для статически закрепляемого ИТПК максимальное количество резонирующей массы конструкции составило 0,048% на всем диапазоне заданных частот, деформации близки к нулю, в то время как для модернизированного ИТПК с поворотным устройством резонирующая масса составила 0,2%, а деформации узлов комплекса – 0,09 мм. Для основания поворотного устройства отдельно исследованы статические деформации: с помощью численного моделирования получено значение 0,057 мм, а при натурных испытаниях – 0,052 мм, что говорит о высоком запасе прочности конструкции. Модернизированный ИТПК с поворотным устройством, закрепляемый на столе вибростенда, имеет большую резонирующую массу и деформации, чем у статически закрепляемого ИТПК, однако значения этих параметров лежат в допустимых пределах по ГОСТ 30630.0.0-99 (п. 6), что позволяет эксплуатировать спроектированный поворотный комплекс при проведении вибродинамических испытаний наноспутников. Использование комплекса дает возможность заменить дорогостоящие вибростенды, создающие вибродинамические нагрузки в двух и более независимых плоскостях, так как его можно использовать на вибростендах, создающих вибрации только в одном направлении.

Иванов М.С., Кирюшов Б.М., Репин А.Ю., Николаев А.В., Казеко А.С., Богодяж С.Д. «Когда начнется "солнечная осень"?» Мир измерений, № 1, с. 42-45 (2023)

Институте прикладной геофизики имени академика Е.К. Федорова (ФГБУ «ИПГ») длительное время проводятся наблюдения концентраций тепловых ионов водорода (протонов), гелия, кислорода и азота (H⁺, HE⁺, О⁺, N⁺) экзосферы Земли на высотах 810–830 км при помощи приборов «РИМС-1» и «РИМС-2». Данные измерений поступают с КА «Метеор-М» ежедневно. В настоящей работе проведено наблюдение падения концентрации кислорода в течение одного солнечного цикла – c начала 2010 года до начала 2021 года.

Левин Д.В., Мальцев Г.Н., Тришкин П.Н. «Совместное применение разнесенных радиолокационных станций дальнего обнаружения в интересах решения задач контроля космического пространства» Наукоемкие технологии, 25, № 2, с. 52-58 (2023)

Применение наземных радиолокационных станций дальнего обнаружения для решения задачи контроля космических объектов не зависит от погодных условий и времени суток. Потенциальные возможности, территориальное расположение и наличие пересекающихся зон обзора создают основу для расширения их функционала и контроля космических объектов вплоть до геостационарной орбиты. Цель. Проанализировать возможности обнаружения космических объектов при совместном применении двух территориально разнесенных радиолокационных станций дальнего обнаружения по сравнению с задействованием только одной станции. Результаты. Рассмотрен принцип применения нескольких территориально разнесенных радиолокационных станций дальнего обнаружения в интересах решения задач контроля космического пространства. Установлена зависимость изменения вероятности обнаружения космического объекта на различных дальностях до космического объекта при варьировании количеством когерентно накапливаемых импульсов в условиях требуемых вероятностях правильного обнаружения и ложной тревоги. Проанализированы возможности обнаружения космических объектов в области геостационарных орбит при штатном функционировании радиолокационных станций дальнего обнаружения и при реализации алгоритмов комплексной обработки радиолокационной информации при совместном применении нескольких территориально разнесенных станций. Практическая значимость. Результаты исследования могут быть использованы при оценивании результативности применения нескольких радиолокационных станций дальнего обнаружения в составе многопозиционных радиолокационных комплексов с пересекающимися зонами обзора для обнаружения космических объектов на геостационарной орбите.

Боос Э.Э., Буничев В.Е., Кейзеров С.И., Трыков С.С. «Поиск темной материи на будущей Супер c-тау фабрике в моделях с дополнительной U(1) симметрией и дополнительным скалярным полем» Ученые записки физического факультета МГУ, № 4, с. 2341501–1- 2341501–6 (2023)

Мы представляем обзор недавно полученных результатов по исследованию перспектив поисков легкой темной материи в экспериментах на будущей Супер c-тау фабрике в моделях лептофильного скаляра и темного фотона. Кривые чувствительности коллайдера к параметрам связи медиаторов на 90%-м уровне достоверности в диапазоне масс медиаторов до нескольких ГэВ демонстрируют мощь будущего электрон-позитронного коллайдера для поиска проявлений темной материи. Предложена самосогласованная модель темной материи, содержащая дополнительный скаляр и массивный вектор, получены точные выражения для взаимодействий дополнительных бозонов с фермионными полями Стандартной модели. Рассмотрен предельный случай малого смешивания и малых масс темного вектора.

Аминева А.А., Пантюхин А.В., Подгрудков Д.А. «Калибровка матрицы кремниевых фотоумножителей камеры прототипа малого широкоугольного телескопа SIT» Ученые записки физического факультета МГУ, № 4, http://uzmu.phys.msu.ru/toc/2023/4 (2023)

Прототип широкоугольного черенковского телескопа (Small Imaging Telescope, SIT) входит в состав астрофизического комплекса TAIGA, расположенного в Тункинской долине (республика Бурятия, Россия), в 50 км от озера Байкал. Особенностью прототипа является использование в качестве чувствительных элементов кремниевых фотоумножителей (КФУ). В статье приведены результаты калибровки камеры прототипа в контексте поиска зависимости "число фотоэлектронов — показания АЦП" при разных температурах и значениях напряжения для индивидуальных КФУ. Калибровка произведена на основе данных, полученных телескопом.

Ширяев А.О., Капорцева К.Б. «Анализ различий каталогов межпланетных корональных выбросов массы и создание объединенного каталога» Ученые записки физического факультета МГУ, № 4, http://uzmu.phys.msu.ru/toc/2023/4 (2023)

Для определения корональных выбросов массы (КВМ), распространяющихся в гелиосфере, используются данные о магнитных и кинетических параметрах плазмы солнечного ветра. Существуют различные каталоги межпланетных КВМ (МКВМ), но в связи с различиями в реализуемых в них критериях идентификации МКВМ определяемые события и их параметры могут значительно расходиться. В настоящей работе рассмотрены каталоги МКВМ Ричардсона и Кейн и CCMC CME Scoreboard, а также каталог крупномасштабных событий солнечного ветра ИКИ РАН, и предложен алгоритм объединения каталогов для создания более полной базы МКВМ. Построен объединённый каталог за 2010–2022 годы. Произведено дополнение объединённого каталога данными OMNI. Анализ полученного объединённого каталога показал высокую точность объединения совпадающих между каталогами событий и тенденцию событий, определённых во всех рассмотренных каталогах, к большей геоэффективности, скорости и продолжительности. Список опубликован на сайте центра космической погоды НИИЯФ МГУ: https://swx.sinp.msu.ru/tools/icmeλist.php

Донченко С.С., Давлатов Р.А., Лавров Е.А., Соколов Д.А., Скакун И.О., Гунин П.М. «Результаты исследования фазовых шумов лазерного интерферометра для проекта космического детектора гравитационных волн SOIGA» Оптический журнал, 90, № 6, с. 3-14 (2023)

Чувствительность макета бортового интерферометра для полунатурного моделирования в проекте космического детектора гравитационных волн SOIGA на орбитах ГЛОНАСС. Цель работы. Оценка и исследование источников шума в предложенной реализации лазерного гетеродинного интерферометра, который измеряет относительные перемещения пробных масс в проекте космической гравитационно-волновой антенны. Метод. Численное моделирование и экспериментальные исследования влияния составных частей макета на чувствительность измерения линейных относительных перемещений. Основные результаты. Описан проект космической гравитационно-волновой антенны «SOIGA» с различными конфигурациями космических аппаратов. Для межспутниковых интерферометрических измерений предлагается использовать транспондерный принцип, когда на каждом аппарате размещается приёмник и ретранслятор лазерного излучения, которое распространяется во встречных направлениях. Описаны принципы построения бортового гетеродинного интерферометра. Предложена схема построения наземного макета для проверки основных технических решений. Приведены результаты по оценке нелинейных оптических шумов для неоднозначных оптических путей интерферометра, нестабильности частоты лазерного модуля, температурных флуктуаций и т.д. Исследования радиочастотных сигналов, подаваемых на акустооптические модуляторы, показали отсутствие «призрачных» гармоник на гетеродинной частоте, также был определён оптимальный режим работы высокочастотного усилителя, при котором высшие гармоники не вносят вклад в погрешность измерений. Наибольший вклад в шумы макета интерферометра внесли температурные флуктуации. Суммарный расчётный шумовой бюджет не превышает 20 пм в диапазоне частот от 2 до 10 Гц. Сформулированы предложения по модернизации макета для уменьшения уровня шумов до требуемого уровня (менее 30 пм) во всем целевом диапазоне от 100 мГц до 10 Гц. Практическая значимость. Полученные в работе результаты могут быть использованы при разработке первой российской космической гравитационно-волновой антенны. Ключевые слова: межспутниковый лазерный интерферометр, гетеродинный интерферометр, детектирование гравитационных волн, шумы интерферометра, ГЛОНАСС

Кожеватов И.Е., Руденчик Е.А., Силин Д.Е., Стукачев С.Е., Куликова Е.Х. «Анализатор поляризации оптического излучения для космического спектромагнитографа «Тахомаг-МКС»» Оптический журнал, 90, № 6, с. 38-49 (2023)

Описывается анализатор поляризации оптического излучения, разработанный для солнечного спектромагнитографа космического базирования «Тахомаг-МКС». Статья является третьей из серии статей, посвящённых разработке солнечного магнитографа, планируемого к размещению на российском сегменте международной космической станции. В первых двух статьях серии, опубликованных ранее в этом же журнале, представлены описание солнечного телескопа и оптического дифракционного спектрографа, также являющихся составными частями спектромагнитографа «Тахомаг-МКС». Цель работы заключалась в разработке анализатора поляризации параллельного типа для спектромагнитографа «Тахомаг-МКС», который бы при измерении всех компонент вектора Стокса в выбранных спектральных линиях обладал необходимым разрешением и точностью, а также быстродействием для исследования динамики быстро протекающих процессов в фотосфере Солнца. Метод. В работе впервые представлен анализатор поляризации для космического солнечного магнитографа, работающий по принципу одновременного получения данных во всех поляризациях. Характерным отличием прибора является не только отсутствие в составе традиционных модуляторов поляризации, но и достаточно малые габаритно-весовые характеристики, что важно именно для космических приборов. Основные результаты. Показано, что даже в космическом исполнении анализатор поляризации параллельного типа обеспечивает построение изображений спектра в различных поляризациях с требуемыми угловым разрешением 0,35І по критерию Рэлея на поле зрения 5 и спектральным разрешением 30 мÅ в диапазоне 2,52 Å, что соответствует характеристикам солнечного оптического телескопа и спектрографа спектромагнитографа «Тахомаг-МКС». Практическая значимость. Разработка спектромагнитографа «Тахомаг-МКС» поможет в решении актуальных задач физики Солнца и физики плазмы и создаст задел для подготовки к более сложным миссиям, связанным с исследованиями Солнца с близких расстояний. Ключевые слова: солнечный магнитограф, анализатор поляризации параллельного типа, параметры Стокса, калибровка, компенсация аберраций

Мельников А.Н. «Возможность применения цилиндрических осевых синтезированных голограмм для контроля формы крупногабаритных асферических поверхностей» Оптический журнал, 90, № 9, с. 45-54 (2023)

Новый возможный подход в реализации технологического и аттестационного контроля с интерферометрической точностью формы крупногабаритных асферических поверхностей монолитных и составных зеркал на основе использования цилиндрических осевых синтезированных голограмм-компенсаторов. Цель работы. Разработка комплекса технологических методов и средств на основе применения цилиндрических осевых синтезированных голограмм, позволяющего снять принципиальные ограничения на размеры монолитных и составных зеркал современных оптических телескопов при осуществлении лазерно-голографического контроля формы их крупногабаритных рабочих асферических поверхностей. Метод основан на применении лазерно-голографического контроля формы поверхностей оптических деталей с использованием цилиндрических осевых синтезированных голограмм-компенсаторов, «сшивки» результатов расшифровки интерферограмм и построения топографии контролируемой поверхности, изготовления голограмм-реплик на основе технологий прецизионного реплицирования или тиснения. Основные результаты. Предложены новые технические и методологические подходы в решении задачи контроля формы крупногабаритных асферических поверхностей монолитных и составных зеркал телескопов с точки зрения возможности снятия ограничений на их размеры. Обоснованы пути снижения себестоимости голограмм-компенсаторов и проведения контрольных операций (на порядок величины и более), снижения влияния износа алмазного резца на точность нарезки дифракционной структуры цилиндрических голограмм-матриц. Рассмотрена возможность применения тонкопленочных цилиндрических осевых синтезированных голограмм-реплик для осуществления контроля и юстировки формы зеркал оптических телескопов космического базирования. Практическая значимость. Предложенные подходы предназначены для реализации в процессе технологического и аттестационного контроля с интерферометрической точностью формы крупногабаритных асферических поверхностей монолитных и составных зеркал телескопов как в цеховых условиях, так и в условиях космического базирования. Использование цилиндрических осевых синтезированных голограмм-компенсаторов (преимущественно в виде голограмм-реплик) открывает принципиальную возможность получения информации о точности изготовления формы крупногабаритных асферических поверхностей по профилю ее отдельных сечений в бесконтактном режиме. Предложенные решения обеспечат многократное уменьшение времени и энергозатрат на изготовление голограмм-компенсаторов и их себестоимости в целом. Ключевые слова: монолитные и составные зеркала, крупногабаритные асферические поверхности, лазерно-голографический контроль формы поверхности, цилиндрическая осевая синтезированная голограмма-компенсатор, делительная машина маятникового типа, голограмма-матрица, прецизионное реплицирование, тиснение, голограмма-реплика, тонкопленочная голограмма-реплика, составная осевая синтезированная голограмма-компенсатор

Гамкрелидзе С.А., Гнатюк Д.Л., Зуев А.В., Мальцев П.П., Матвеенко О.С., Михалев А.О. «Система на кристалле для диапазона частот 57–66 ГГц на наногетероструктурах нитрида галлия» Нано- и микросистемная техника, 25, № 3, с. 142-148 (2023)

Приведены результаты разработки, изготовления и исследований системы на кристалле – приемо-передающих модулей с встроенными передающей и приемной антеннами для диапазона частот 57–66 ГГц, выделенного для связи и радиолокации космических систем.

Лидер В.В. «Фокусирующая дифракционная оптика для орбитальных телескопов (обзор)» Оптика и спектроскопия, 130, № 7, с. 1041-1067 (2022)

Обзор посвящен принципам, современному состоянию и проблемам дифракционной оптики, используемой для фокусировки рентгеновского и гамма-излучения в телескопах на орбитальных станциях. Рассмотрены различные многослойные структуры для телескопов нормального падения, суперзеркала для оптики Вольтера, линза Лауэ как концентратор мягкого гамма-излучения, а также модифицированные зонные пластинки Френеля для фокусировки излучения в широком диапазоне энергии с беспрецедентно высоким угловым разрешением (10^–1–10^–3″). Ключевые слова: рентгеновское и гамма-излучение, рентгеновские и гамма-телескопы, дифракция, многослойные структуры, линза Лауэ, зонные пластинки Френеля.

Лидер В.В. «Адаптивная и активная рентгеновская оптика» Оптика и спектроскопия, 130, № 8, с. 1229-1247 (2022)

Описаны принципы работы и возможности рентгеновской адаптивной и активной оптики. Рассмотрены основные исполнительные механизмы изгиба зеркал полного внешнего отражения, используемых на источниках синхротронного излучения и в рентгеновских телескопах. Особое внимание уделено метрологии волнового фронта с использованием датчиков Шака–Гартмана, а также датчиков на основе решетчатых интерферометров, рентгеновских спеклов и птихографии. Ключевые слова: рентгеновские лучи, адаптивная оптика, активная оптика, биморфное зеркало, волновой фронт, метрология.

Алтынцев А.Т., Мешалкина Н.С., Лесовой С.В., Жданов Д.А. «Cубсекундные импульсы в микроволновом излучении Солнца» Успехи физических наук, 193, № 7, с. 737-750 (2023)

Представлен обзор современного состояния исследований микроволновых субсекундных импульсов (ССИ), основанных на наблюдениях радиоизлучения солнечных вспышек с высоким временным, пространственным и спектральным разрешением. Показано, что знания о локализации источников ССИ во вспышечной области, доступные с помощью крупных радиоинтерферометров, влияют радикальным образом на понимание природы ССИ. На основе уникального наблюдательного материала, накопленного в радионаблюдениях на протяжении последних 30 лет, были исследованы характеристики ССИ, выполнена их классификация по спектральным характеристикам и определены механизмы их генерации.

Грач В.С., Демехов А.Г. «Взаимодействие релятивистских электронов с пакетами электромагнитных ионно-циклотронных волн конечной длительности и малой амплитуды» Физика горения и взрыва, 59, № 7, с. 683-694 (2023)

Рассматривается взаимодействие релятивистских электронов с пакетами электромагнитных ионно-циклотронных волн конечной длительности и малой амплитуды в радиационных поясах Земли. В рамках линейного приближения получены аналитические оценки дисперсии экваториального питч-угла электронов для волновых пакетов, расположенных вблизи геомагнитного экватора. Продемонстрировано согласие аналитических оценок с результатами численных расчетов методом пробных частиц. Показано, что уменьшение длительности пакета расширяет область взаимодействия в область малых энергий, находящихся за пределами диапазона резонансных значений. Подобное взаимодействие может приводить к высыпаниям в ионосферу электронов с энергиями порядка сотен килоэлектронвольт.

Извекова Ю.Н., Попель С.И., Голубь А.П. «Волновые процессы в пылевой плазме у поверхности Меркурия» Физика горения и взрыва, 59, № 7, с. 695-702 (2023)

Обсуждаются волновые процессы в пылевой плазме у поверхности Меркурия. Приповерхностные слои экзосферы Меркурия имеют ряд схожих черт с приповерхностными слоями экзосферы Луны: над освещенной стороной планеты в них также присутствуют пылевые частицы, которые в результате фотоэффекта приобретают положительные заряды. Меркурий имеет свою магнитосферу, которая защищает поверхность от частиц солнечного ветра, однако в областях магнитных полюсов солнечный ветер может достигать поверхности планеты, таким образом, в зависимости от области локализации над поверхностью Меркурия пылевые частицы одного размера приобретают разные по величине заряды. При наличии градиента концентрации электронов в магнитном поле в пылевой плазме у поверхности Меркурия может возникать дрейфовая турбулентность. В присутствии солнечного ветра, который имеет скорость около 400 км/с относительно плазмы у поверхности планеты, возможна генерация продольных электростатических колебаний с частотами, определяемыми электронной плазменной частотой. Волновые процессы рассматриваются с учетом различия параметров в афелии и в перигелии орбиты Меркурия, а также с учетом того факта, находятся ли пылевые частицы вблизи магнитных полюсов или вдалеке от них.

Бухарский Н.Д., Корнеев Ф.А. «Исследование сильно замагниченной релятивистской плазмы в контексте лабораторной астрофизики и управления потоками частиц» Квантовая электроника, 53, № 4, с. 289-296 (2023)

Рассмотрен один из наиболее эффективных методов лазерной генерации сильно замагниченной горячей плазмы при использовании сверхмощного облучения, достижимого на перспективной установке XCELS. Показано, что использование нескольких импульсов установки позволяет управлять параметрами плазмы. При этом энергетическая эффективность, т. е. отношение энергии магнитного поля к полной энергии лазерного излучения, оказывается ∼20%. Полученная система с релятивистскими замагниченными электронами и магнитными полями до нескольких десятков кТл представляет интерес для лабораторных исследований высокоэнергетичных процессов в астрофизике, в частности явления релятивистского пересоединения магнитных силовых линий, а также для различных перспективных приложений, например, для управления потоками быстрых лазерно-ускоренных частиц.

Чернояров О.В., Иванов В.А., Сальникова А.В. «Определение дальности и радиальной скорости космических аппаратов в среднем и дальнем космосе моностатической радиолокационной станцией» Вестник Воронежского государственного университета (ВГУ). Серия Физика. Математика, № 4, с. 15-36 (2022)

Рассмотрена задача определения дальности и радиальной скорости космических аппаратов в среднем и дальнем космосе моностатической радиолокационной станцией по результатам измерения момента приема ретранслированного сигнала, его задержки относительно момента излучения и доплеровского сдвига несущей частоты относительно частоты излучаемого сигнала, а также определения только радиальной скорости по результатам измерения доплеровского сдвига несущей частоты бортового генератора. Установлено, что при одновременном измерении дальности и скорости (активный режим работы) в системе координат станции радиальная скорость измеряется относительно расчетной точки, причем измеренное значение зависит от углового направления на космический аппарат. В пассивном режиме работы (одностороннее излучение) для точного измерения направления и значения компоненты вектора скорости требуется знание координат космического аппарата и модуля его орбитальной скорости. Ключевые слова: пространственно-временные соотношения, космический аппарат, дальность, скорость, моностатическая радиолокационная станция.

Власов С.А., Кульвиц А.В., Коваленко А.Ю., Мосин Д.А. «Методика обоснования структуры системы космических аппаратов комбинированного состава» Вестник Московского государственного технического университета имени Н.Э. Баумана (МГТУ). Серия: Машиностроение, № 1, с. 24-39 (2022)

Проведен анализ функционирования систем космических аппаратов дистанционного зондирования Земли отечественной орбитальной группировки. Предложен подход к совместному применению функционирующих и вновь запускаемых космических аппаратов, который позволит повысить эффективность функционирования отечественной орбитальной группировки дистанционного зондирования Земли на этапах развертывания, наращивания и восполнения. Исследованы проблемные моменты проектирования систем космических аппаратов на разных орбитах, отличающихся положением в пространстве, периодом обращения и характеристиками наблюдения. Разработана методика обоснования структуры системы космических аппаратов комбинированного состава с использованием предложенного показателя, применение которой позволяет проводить анализ, обосновывать орбитальные структуры и повышать эффективность функционирования системы космических аппаратов дистанционного зондирования Земли комбинированного состава. Получены зависимости показателя результативности функционирования системы космических аппаратов для различных вариантов орбитальных структур систем космических аппаратов комбинированного состава от положения плоскостей орбит. Так, равномерность периодичности обзора достигается путем выравнивания условий наблюдения на верхней и нижней широтах, которые можно определить решением геометрической задачи на сфере. Методику рекомендуется использовать на этапах развертывания и наращивания отечественной орбитальной группировки с учетом вновь выводимых космических аппаратов, а также на этапе развертывания и функционирования систем космических аппаратов неполного состава.

Назиров Р.Р., Эйсмонт Н.А., Зубко В.А., Беляев А.А., Федяев К.С., Засова Л.В., Горинов Д.А., Симонов А.В., Корянов В.В. «Расширение возможных областей посадки на поверхности Венеры с использованием гравитационного маневра» Вестник Московского государственного технического университета имени Н.Э. Баумана (МГТУ). Серия: Машиностроение, № 2, с. 20-42 (2022)

В рамках проекта "Венера-Д" рассмотрена задача баллистического проектирования траектории перелета космического аппарата, обеспечивающей посадку спускаемого аппарата в заданную область поверхности Венеры. При стандартном подходе к выбору окна старта, наличии ограничений на значение угла входа спускаемого модуля в атмосферу и на максимально допустимую в процессе его спуска перегрузку значительная часть поверхности планеты оказывается недоступной для посадки. Простейшим способом расширения области посадки может быть увеличение окна старта за счет умеренного уменьшения массы полезной нагрузки. Однако возможности такого расширения существенно ограничены требуемыми затратами характеристической скорости. Предложен новый подход, позволяющий обеспечить посадку спускаемого модуля в любую точку поверхности Венеры. Подход основан на использовании гравитационного поля планеты для перевода космического аппарата на гелиоцентрическую орбиту, резонансную в соотношении 1:1 с орбитой Венеры, и последующего его возвращения в исходное положение через один венерианский год, когда доступной для посадки окажется уже другая часть поверхности Венеры. Показано, что применение нового подхода позволит обеспечить радикальное расширение достижимых областей посадки, а также доступ к любой точке на поверхности Венеры за счет увеличения продолжительности перелета и небольшого увеличения затрат характеристической скорости

Бирюкова М.В., Туфан А., Ермаков В.Ю. «Подход к снижению виброактивности малых космических аппаратов» Вестник Московского государственного технического университета имени Н.Э. Баумана (МГТУ). Серия: Машиностроение, № 1, с. 4-21 (2023)

Безотказное функционирование космических аппаратов и успешное выполнение проводимых ими исследований на орбите в основном зависят от технических и эксплуатационных характеристик систем управления их ориентацией и стабилизацией в пространстве относительно осей базовой системы координат за счет использования стабилизирующих свойств внешних и внутренних возмущающих факторов. При исследованиях для определения статического и динамического дисбалансов проанализированы уровни воздействий сил и моментов, создаваемых бесконтактным двигателем-маховиком постоянного тока при работе на различных скоростях вращения ротора, выполнена их обработка и идентификация. В целях уменьшения статического и динамического дисбалансов бесконтактного двигателя-маховика, получаемых в результате проводимых экспериментальных исследований, предложено использовать виброизолятор с собственной частотой, существенно меньшей, чем в обычных системах, чтобы статически удержать двигатель-маховик при его наземной и летной эксплуатации. Виброизолятор должен иметь малые массу и жесткость, а также широкий диапазон рабочих температур и др. Определены моменты внешних возмущающих сил, действующих на малый космический аппарат типа "Искра-5" в зависимости от высоты орбиты. Выполнен анализ использования двигателей-маховиков постоянного тока различных типов. Показано, что использование бесконтактных двигателей-маховиков постоянного тока в качестве исполнительных органов систем управления ориентацией и стабилизацией на малых космических аппаратах повышает точность ориентации. Рассмотрены пути уменьшения действия вибрационных возмущений на конструкцию космического аппарата от бесконтактного двигателя-маховика

Бояркин О.М., Бояркина И.О. «Предсказание солнечных вспышек с помощью нейтринных детекторов второго поколения» Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия физико-математических наук (Весцi НАН Беларусi. Сер. фiз.-мат. навук), 59, № 2, с. 147-157 (2023)

Предлагается физически обоснованный метод прогнозирования суперсолнечных вспышек с помощью нейтринных детекторов, работа которых основана на использовании когерентного упругого рассеяния нейтрино на ядрах. Исследуется поведение нейтринных пучков, проходящих через спаренные солнечные пятна, которые являются источниками будущих солнечных вспышек. Рассматривается эволюция пучка левосторонних электронных нейтрино и пучка левосторонних мюонных нейтрино, которые образовались в конвективной зоне после прохождения резонанса Михеева–Смирнова–Вольфенштейна. Предполагается, что нейтрино обладает такими мультипольными моментами, как зарядовый радиус, магнитный и анапольный моменты, в то время как магнитное поле спаренных солнечных пятен является вихревым, неоднородным и обладает скручиванием. Даются оценки ослабления нейтринных пучков после прохождения резонансных переходов. Показывается, что в случае суперсолнечных вспышек эти ослабления могут быть зарегистрированы нейтринными детекторами второго поколения только тогда, когда нейтрино имеет дираковскую природу.

Лысенко Л.Н., Бетанов В.В., Звягин Ф.В. Теоретические основы баллистико-навигационного обеспечения космических полетов (2014). 520 с.

Систематизировало изложены современные теоретические основы баллистико-навигационного обеспечения (БНО) космических полетов пилотируемых и беспилотных аппаратов, выводимых на околоземные и межпланетные орбиты. Основное внимание акцентировано на формулировке предметной области, перечня и содержания задач БНО этапов планирования, баллистического обоснования и оперативного управления полетом. Существенное внимание уделено выявлению тенденций развития и разработке методов и алгоритмов решения практических задач БНО, позволяющих на основе расширения функциональной структуры подсистем математического моделирования движения космических аппаратов (КА), в том числе на основе теории гало-орбит и орбит F-класса, определения параметров состояния КА, расчета требуемых коррекций орбит и характеристик оптимального управления маневрированием, реализовать концепцию гарантированного повышения гибкости и универсализации построения оперативного БНО.

«Труды рабочего совещания [Первые этапы летных испытаний и выполнение программы научных исследований по проекту «КОРОНАС-ФОТОН»]» Механика, управление и информатика, № 3, с. 1-2 (2010)

В данный сборник трудов включены материалы, рассмотренные на выездном семинаре по проекту «КОРОНАС-ФОТОН». Этот семинар проводился Институтом космических исследований Российской академии наук (с 08.2009 г. – Учреждение Российской академии наук Институт космических исследований РАН) и Московским инженерно-физическим институтом (Государственным университетом) (МИФИ) (с 07.2009 – Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ» (НИЯУ МИФИ)) в г. Таруса Калужской обл. 22–24 апреля 2009 г. Приводятся описания приборов, научные и методические результаты функционирования на орбите приборного комплекса «ФОТОН».

«Памяти друга, учителя и наставника Зимана Яна Львовича» Механика, управление и информатика, № 2, с. 9-12 (2011)

Шавня Р.А. «Нелинейная динамика тел, соединённых растяжимым абсолютно гибким тросом» Механика композиционных материалов и конструкций, 29, № 2, с. 231-246 (2023)

Рассматривается динамика пространственного движения космического аппарата (КА) с растяжимым, абсолютно гибким тросом с массой (полезной нагрузкой) на конце в центральном гравитационном поле. В расчетной модели трос разбивается на участки (конечные элементы), распределенная масса троса заменяется системой сосредоточенных масс в узлах элементов. Распределённая гравитационная нагрузка также приводится к узлам конечно-элементной модели. КА считается абсолютно жестким телом, с которым связывается подвижная координатная система, совершающая движение относительно некоторой инерциальной системы координат. Участки выпущенной части троса считаются прямолинейными. Сила натяжения и продольная деформация троса считаются в пределах конечного элемента постоянными величинами. Искомыми неизвестными задачи являются координаты узлов конечно-элементной модели и узлы поворота КА относительно инерциальной системы координат. Дифференциальные уравнения движения космического аппарата с выпускаемым тросом составляются на основе принципа возможных перемещений в обобщенных координатах с учётом нелинейностей упругих и инерционных сил. Полученная в результате замкнутая система нелинейных дифференциальных уравнений позволяет определить зависимости искомых величин от времени. В качестве примеров приводятся решения двух консервативных задач: о падении закрепленного в начальной точке троса в плоскости с грузом на свободном конце; о буксировке груза с помощью весомого троса. В задаче о буксировке предварительно была решена нелинейная статическая задача с целью определения начальной конфигурации троса. Решения получены путём численного интегрирования нелинейных уравнений движения методом Рунге–Кутты–Фельберга 4–5 порядков с автоматическим выбором шага. Устойчивость вычислений контролировалась по выполнению закона сохранения полной энергии системы.