Лихачёв С.Ф., Ларченкова Т.И. «От проекта "Спектр-Р" к проекту "Спектр-М": вехи космической радиоастрономии» Успехи физических наук, 194, № 8, с. 814-825 (2024)

Представлен обзор основных технических решений проекта "Спектр-Р" ("Радиоастрон") и научных результатов, полученных в ходе его реализации в 2011–2019 гг. Также кратко описаны общие характеристики и научные задачи космической обсерватории "Миллиметрон" ("Спектр-М"), являющейся развитием проекта "Спектр-Р" в субмиллиметровый диапазон длин волн и планируемой к запуску в начале 2030-х годов. Головной научной организацией в обоих проектах является Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН.

Горбунов С.А., Волков А.Е., Жуков К.И., Коновалова Н.С., Полухина Н.Г., Старков Н.И., Щедрина Т.В. «Трековая методика в современной физике атомного ядра и элементарных частиц, астрофизике и нанотехнологиях» Успехи физических наук, 194, № 8, с. 826-852 (2024)

Трековые детекторы широко применяются в фундаментальных и прикладных исследованиях на современных ускорителях, при изучении природы частиц космического происхождения, для мюонографии, способствуя пониманию структуры и свойств материи. Преимуществом методики является наглядность результатов, возможность восстановления траекторий, вершин взаимодействия и точек распада частиц с точностью до нескольких микрометров. Специфические особенности различных экспериментов, требующие оригинальных решений при их постановке, обработке и интерпретации данных, обеспечивают мультидисциплинарное развитие тематики. Эволюцию трековой методики, помимо задач экспериментальной физики, определяют проблемы инновационных технологий и создания новых материалов. Эти тенденции можно проследить на примере работы Лаборатории элементарных частиц ФИАН, использующей в течение многих десятков лет в своих экспериментах трековые детекторы различных типов. В обзоре представлены идеи и результаты экспериментальных и модельных исследований мирового уровня, проведённых ранее и проводимых в настоящее время с участием сотрудников лаборатории, а также запланированных на ближайшее будущее.

Шатина А.В., Борец А.С. «Математическая модель гравитационного потенциала планеты с учетом приливных деформаций» RUSSIAN TECHNOLOGICAL JOURNAL (Предыдущее название: Российский технологический журнал (с 2016 по 2021 гг.), Вестник МГТУ МИРЭА (с 2013 по 2015 гг.), 12, № 2, с. 77-89 (2024)

Цели. В работе исследуется гравитационный потенциал вязкоупругой планеты, совершающей движение в гравитационном поле массивного притягивающего центра (звезды), спутника и еще одной или нескольких планет, движущихся по кеплеровским эллиптическим орбитам относительно притягивающего центра. Отличные от вязкоупругой планеты небесные тела моделируются материальными точками. В рамках линейной модели теории вязкоупругости решается задача нахождения вектора упругого смещения. Традиционно для определения гравитационного поля Земли используется модель твердого тела, а учет приливных деформаций отражается в виде малых поправок к коэффициентам модели геопотенциала. В данной работе для учета приливных эффектов используется модель вязкоупругого шара. Актуальность темы исследования связана с высокоточным прогнозированием движения искусственных спутников Земли, высокоточным измерением гравитационного поля Земли. Методы. Используются асимптотические и аналитические методы, разработанные В.Г. Вильке для механических систем, содержащих вязкоупругие элементы большой жесткости, методы классической механики, математического анализа. Построение графиков выполнено с помощью математического пакета Octave. Результаты. На основе решения квазистатической задачи теории упругости путем вычисления тройных интегралов по шаровой области получена формула для гравитационного потенциала деформируемой планеты, а также вычислен гравитационный потенциал Земли с учетом твердотельных приливных эффектов от Луны, Солнца и Венеры во внешней точке. Построены графики, показывающие зависимость гравитационного потенциала Земли от времени. Выводы. Из полученных теоретических и численных результатов следует, что основной вклад в гравитационный потенциал Земли вносят Луна и Солнце. Влияние других планет Солнечной системы мало. Значение гравитационного потенциала во внешней точке Земли с учетом приливных эффектов зависит как от положения точки в подвижной системе координат, так и от взаимного расположения небесных тел.

Кузнецов А.А., Фукин И.И., Вафин К.М., Завьялова Н.А., Негодяев С.С. «Об интерполяции гравитационного поля Земли» Труды Московского физико-технического института (государственного университета) (МФТИ), 15, № 4(60), с. 121-131 (2023)

Для прецизионного прогнозирования орбит в околоземном пространстве необходимо вычисление тяготения Земли с высокой точностью. Расчет гравитационного потенциала и его градиента может быть наиболее затратной стадией интегрирования уравнений движения. В работе исследована возможность интерполяции гравитационного потенциала с целью ускорения построения траекторий. В качестве интерполянтов рассматривались трикубический сплайн и интерполянт на узлах Чебышева–Лиссажу. Авторы оценили ошибки интерполяции и необходимый объем информации для хранения интерполянтов.

Галюк Ю.П., Николаенко А.П., Хайакава М. «Сверхнизкочастотные всплески в резонаторе Земля-ионосфера с неоднородностью день-ночь» Известия высших учебных заведений. Радиофизика, 67, № 4, с. 339-362 (2024)

Впервые численно моделируется распространение всплесков сверхнизкочастоных (СНЧ) излучений в полости Земля-ионосфера с неоднородностью день-ночь. Дневное и ночное полушария отличаются вертикальным профилем проводимости средней атмосферы. Используется модель плавного ионосферного перехода день-ночь. Параметры волновода в дневных и ночных условиях вычисляются методом полного поля в форме дифференциального уравнения Риккати и затем используются в двумерном телеграфном уравнении, которое решается численно, что позволяет получить комплексные спектры вертикальной электрической компоненты поля. Найденное решение проверяется сопоставлением с опубликованными данными. Искомые волновые формы СНЧ всплесков вычисляются с помощью обратного преобразования Фурье от комплексных спектров, рассчитанных в полосе частот от 1 до 1 000 Гц с шагом 1 Гц. Влияние неоднородности день-ночь оценивается сравнением волновых форм импульсов на различных трассах распространения и сопоставлением двумерных распределений поля в полости Земля-ионосфера для фиксированных моментов времени. Модельные волновые формы СНЧ всплесков в неоднородной полости Земля-ионосфера получены впервые. Показано, что неоднородность день-ночь приводит к зависящим от времени смещениям антиподного всплеска импульсного поля относительно геометрического антипода источника. В отрицательной и положительной полуволне СНЧ всплеска наблюдается модуляция амплитуды, приуроченная к окрестности ионосферной неоднородности. Форма импульсов зависит от направления прихода к наблюдателю относительно линии терминатора. Характер изменений волновых форм СНЧ всплесков указывает на возможность использования решений для однородного резонатора для определения расстояния источник-приёмник в реальном резонаторе. В работе обсуждаются перспективы экспериментального обнаружения влияния неоднородности день-ночь на форму СНЧ всплесков.

Попов И.П. «О гравитационном замедлении времени» Прикладная физика и математика, № 4, с. 24-28 (2024)

Показано, что уменьшение частот осцилляторов не является следствием гравитационного замедления времени, вызванного, в свою очередь, искривлением пространства-времени. Наоборот – замедление времени является следствием уменьшения частот осцилляторов, вызванного воздействием на них гравитирующих астрономических объектов. Ключевые слова: замедление времени, пространство-время, искривление, астрономический объект.

Шатина А.В., Старостина А.В. «Эволюция вращательного движения вязкоупругой планеты с ядром на эллиптической орбите» RUSSIAN TECHNOLOGICAL JOURNAL (Предыдущее название: Российский технологический журнал (с 2016 по 2021 гг.), Вестник МГТУ МИРЭА (с 2013 по 2015 гг.), 9, № 5, с. 84-94 (2021)

Работа посвящена исследованию эволюции вращательного движения планеты в центральном ньютоновском поле сил. Планета моделируется телом, состоящим из твердого ядра и жестко прикрепленной к нему вязкоупругой оболочки. Рассматривается ограниченная постановка задачи, когда центр масс планеты движется по заданной кеплеровской эллиптической орбите. Уравнения движения выводятся в форме системы уравнений Рауса с использованием канонических переменных Андуайе, которые в невозмущенной задаче являются переменными «действие–угол» и имеют вид интегро-дифференциальных уравнений с частными производными. Используется методика, разработанная Вильке В.Г. для механических систем с бесконечным числом степеней свободы. Методом разделения движений получена система обыкновенных дифференциальных уравнений, описывающая вращательное движение планеты с учетом возмущений, вызванных упругостью и диссипацией. Методом усреднения получена эволюционная система уравнений относительно переменных «действие» и медленных угловых переменных. Построен фазовый портрет, описывающий взаимное изменение модуля вектора кинетического момента G вращательного движения и косинуса угла между этим вектором и нормалью к плоскости орбиты центра масс планеты. Найдено стационарное решение эволюционной системы уравнений, которое является асимптотически устойчивым. Показано, что в стационарном движении вектор кинетического момента G ортогонален плоскости орбиты, а предельное значение модуля этого век-тора зависит от эксцентриситета эллиптической орбиты. Построенная математическая модель может быть использована для изучения приливной эволюции вращательного движения планет и спутников. Полученные в работе результаты согласуются с результатами ранее проведенных исследований в этой области.

Шатина А.В., Старостина А.В. «Эволюция вращательного движения вязкоупругой планеты с ядром на эллиптической орбите» RUSSIAN TECHNOLOGICAL JOURNAL (Предыдущее название: Российский технологический журнал (с 2016 по 2021 гг.), Вестник МГТУ МИРЭА (с 2013 по 2015 гг.), 10, № 2, с. 84-94 (2022)

Работа посвящена исследованию эволюции вращательного движения планеты в центральном ньютоновском поле сил. Планета моделируется телом, состоящим из твердого ядра и жестко прикрепленной к нему вязкоупругой оболочки. Рассматривается ограниченная постановка задачи, когда центр масс планеты движется по заданной кеплеровской эллиптической орбите. Уравнения движения выводятся в форме системы уравнений Рауса с использованием канонических переменных Андуайе, которые в невозмущенной задаче являются переменными «действие–угол» и имеют вид интегро-дифференциальных уравнений с частными производными. Используется методика, разработанная Вильке В.Г. для механических систем с бесконечным числом степеней свободы. Методом разделения движений получена система обыкновенных дифференциальных уравнений, описывающая вращательное движение планеты с учетом возмущений, вызванных упругостью и диссипацией. Методом усреднения получена эволюционная система уравнений относительно переменных «действие» и медленных угловых переменных. Построен фазовый портрет, описывающий взаимное изменение модуля вектора кинетического момента G вращательного движения и косинуса угла между этим вектором и нормалью к плоскости орбиты центра масс планеты. Найдено стационарное решение эволюционной системы уравнений, которое является асимптотически устойчивым. Показано, что в стационарном движении вектор кинетического момента G ортогонален плоскости орбиты, а предельное значение модуля этого вектора зависит от эксцентриситета эллиптической орбиты. Построенная математическая модель может быть использована для изучения приливной эволюции вращательного движения планет и спутников. Полученные в работе результаты согласуются с результатами ранее проведенных исследований в этой области.

Голяк Ил.С., Морозов А.Н., Назолин А.Л., Строков М.А. «Исследование влияния внешних воздействий на токовые флуктуации туннельных диодов для отработки системы регистрации гравитационных антенн» Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Серия: Естественные науки, № 1, с. 63-77 (2024)

Рассмотрена необходимость учета неконтролируемых внешних воздействий при проведении долговременных экспериментов. Указанные воздействия могут привести к ошибочным результатам при выполнении фундаментальных экспериментов по регистрации гравитационных волн, солнечного радиоизлучения, измерениях нейтринных потоков астрофизического происхождения и т. д. Приведены результаты долговременных исследований токовых флуктуаций туннельных диодов. В экспериментах использовали арсенидгаллиевые туннельные диоды 3И306Г и 3И201К. Установлено влияние на них внешних неконтролируемых воздействий, таких как температура воздуха, атмосферное давление и поток солнечного излучения, и, возможно, связанного с изменением атмосферного давления потока нейтронов. Наблюдается запаздывание отклика туннельных диодов на изменение температуры воздуха и атмосферное давление примерно на 10–100 ч и опережение по отношению к изменению потока нейтронов на 19 ч. Расчет периодограммы установил наличие изменений дисперсии токовых флуктуаций с периодом 718–720 мин, что соответствует второй гармонике от собственного вращения Земли. Показана небольшая корреляция дисперсий изменений токовых флуктуаций для двух независимых, расположенных на удалении друг от друга стендов с туннельными диодами. Полученные результаты необходимо учитывать при проведении долговременных экспериментов на гравитационных антеннах

Лукьянцев Д.С., Афанасьев Н.Т., Танаев А.Б., Чудаев С.О. «Численно-аналитическое моделирование рефракции низкочастотных солнечных радиовсплесков в возмущенной короне» Математическая физика и компьютерное моделирование (до 2017 г. Вестник Волгоградского государственного университета. Серия 1: Математика. Физика), 26, № 4, с. 43-54 (2023)

Для оценки влияния солнечной короны на траекторные характеристики и пространственное ослабление низкочастотных солнечных радиовсплесков предложен аппарат численно-аналитического моделирования. Ключевой функцией аппарата является численное интегрирование системы лучевых дифференциальных уравнений, дополненной уравнениями для расчета лучевой расходимости. В качестве моделей диэлектрической проницаемости среды используются аналитические модели корональной плазмы. Для тестирования вычислений получены точные решения для простой модели. Сравнение результатов численных и аналитических расчетов показало высокую точность численного интегрирования. Предложенный аппарат моделирования использован для анализа рефракционных характеристик низкочастотных солнечных радиовсплесков в возмущенных гелиофизических условиях. Выявлены особенности распространения радиовсплесков в присутствии коронального выброса массы (КВМ). Показано, что при залимбовом расположении источника радиовсплеска, в определенном секторе начальных углов излучения происходит значительное увеличение пути распространения радиоизлучения. Такой эффект возникает вследствие волноводного механизма распространения радиоизлучения в канале, образующемся в полости КВМ. Выполнены расчеты пространственного ослабления залимбового радиовсплеска для различных параметров моделей КВМ и корональной плазмы. Присутствие в короне возмущения обедненной концентрации способствует прохождению низкочастотного радиовсплеска от залимбового источника на орбиту Земли, который может быть зарегистрирован наземными средствами наблюдений. Численно-аналитическое моделирование показало, что залимбовые низкочастотные радиовсплески полезны для диагностики солнечной короны и оценки параметров КВМ.

Захарченко В.Д., Коваленко И.Г., Акимов П.А., Денисов З.А. «О возможности оценки геометрических характеристик астероида по радиолокационному портрету» Математическая физика и компьютерное моделирование (до 2017 г. Вестник Волгоградского государственного университета. Серия 1: Математика. Физика), 26, № 4, с. 69-82 (2023)

Рассматривается задача обратного рассеяния коротких радиоимпульсов (широкополосных радиосигналов) от движущегося астероида. Используется дифракционный интеграл Стрэттона–Чу, обобщенный с учетом эффекта Доплера. Астероид выпуклой формы аппроксимируется одноосным эллипсоидом. Астероид невыпуклой формы моделируется двумя соединенными друг с другом сферическими телами разного размера (модель контактного двойного астероида 486958 Arrokoth). Построена серия радиолокационных портретов в зависимости от соотношения между длинами главных полуосей эллипсоида. Приведен радиолокационный портрет невыпуклого астероида для некоторой несоосной с линией визирования ориентации его частей. Показана возможность восстановления основных геометрических характеристик астероида по радиолокационному портрету. Отмечено, что данный подход позволяет в режиме реального времени находить интересующие нас геометрические характеристики астероидов (одновременное определение размеров объекта в картинной плоскости и по лучу зрения).

Ермошкин Ю.М., Внуков А.А., Волков Д.В., Кочев Ю.В., Симанов Р.С., Якимов Е.Н., Приданников С.Ю. «Особенности довыведения космических аппаратов "Экспресс-АМУ3", "Экспресс-АМУ7" на геостационарную орбиту» Сибирский журнал науки и технологий. Ранее "Вестник Сибирского государственного аэрокосмического ун-та им. акад. М.Ф. Решетнева" (с 2002 по 2017), "Вестник Сибирской аэрокосмической академии им. академика М.Ф. Решетнева" (с 2000 по 2002 год), 23, № 4, с. 696-707 (2022)

В настоящее время с целью повышения выводимой массы широко применяется довыведение спутников на геостационарную орбиту собственной двигательной подсистемой. Так, только АО «ИСС» применило такую схему для нескольких космических аппаратов (КА) собственной разработки – «Экспресс-АМ5», «Экспресс-АМ6», «Экспресс-80», «Экспресс-103». Вместе с тем, можно отметить некоторое разнообразие подходов к осуществлению данной операции. В частности, довыведение указанных выше КА осуществлялось с помощью бортовой двигательной подсистемы на базе плазменных двигателей СПД-100. Операция осуществлялась одним или двумя двигателями. Применение двух двигателей КА «Экспресс-80», «Экспресс-103» было обусловлено стремлением уложиться по времени в разумную величину не более полугода при значительном увеличении выводимой массы. Однако и длительность довыведения порядка 150 суток, которая имела место при довыведении данных КА, также чрезмерно велика. Очевидно, что ее можно уменьшить при прочих равных условиях только увеличением располагаемой тяги двигателей. Этого можно достичь как увеличением тяги отдельных агрегатов, так и увеличением количества одновременно используемых двигателей. Поэтому для новых КА «Экспресс-АМУ3», «Экспресс-АМУ7» (размерностью аналогичных КА «Экспресс-80», «Экспресс-103»), для которых также предполагался парный запуск, были использованы оба этих способа. Для довыведения были применены два двигателя СПД-100В и дополнительно – двигатель типа СПД-140Д. Суммарная тяга связки двигателей позволяла рассчитывать на существенное снижение длительности довыведения по сравнению с КА «Экспресс-80», «Экспресс-103». Двигатель СПД-140 разработки АО ОКБ «Факел» был применен в России впервые. Для его питания в АО «НПЦ Полюс» был специально создан прибор управления и преобразования СПУ-140Д. Использование связки из трех двигателей позволило существенно уменьшить длительность операции довыведения на геостационарную орбиту.

Королева Ю.Л., Хохлов А.И., Николаев Д.А., Борисова Н.В., Матыленко М.Г. «Формирование подхода к моделированию операций орбитальной сборки реконфигурируемого космического аппарата на геостационарной орбите» Сибирский журнал науки и технологий. Ранее "Вестник Сибирского государственного аэрокосмического ун-та им. акад. М.Ф. Решетнева" (с 2002 по 2017), "Вестник Сибирской аэрокосмической академии им. академика М.Ф. Решетнева" (с 2000 по 2002 год), 24, № 3, с. 527-536 (2023)

Целью исследования является формирование подхода к моделированию операций орбитальной сборки реконфигурируемого космического аппарата (РКА) на геостационарной орбите. Реконфигурируемые космические аппараты представляют собой совокупность модульных космических аппаратов (МКА), где, в частном случае, на один МКА могут быть возложены функции модуля служебных систем (МСС), а на второй – функции модуля полезной нагрузки (МПН). Для обеспечения сборки РКА либо замены какого-то МКА, например, в случае его отказа, на новый, необходимо обеспечить решение задачи сближения МКА с РКА. В статье проведен анализ и исследование работы системы управления движением МКА во время выполнения сближения МКА с РКА. Сформирован перечень необходимых математических моделей для осуществления операций при решении задачи сближения МКА с РКА, а также представлена структурная схема взаимодействия математических моделей. В работе представлено краткое описание математического аппарата, позволяющего осуществить моделирование операций сближения МКА с РКА. Данный математический аппарат включает в себя модель орбитального движения МКА и РКА, модели углового движения МКА и РКА, чувствительных элементов и исполнительных органов. В данной работе математическое моделирование операций сближения МКА с РКА рассматривается как предмет исследования. Объектом исследования является система управления движением МКА, обеспечивающая реализацию сближения РКА на геостационарной орбите.

Ермошкин Ю.М., Внуков А.А., Волков Д.В., Кочев Ю.В., Симанов Р.С., Якимов Е.Н., Приданников С.Ю. «Особенности довыведения космических аппаратов "Экспресс-АМУ3", "Экспресс-АМУ7" на геостационарную орбиту» Сибирский журнал науки и технологий. Ранее "Вестник Сибирского государственного аэрокосмического ун-та им. акад. М.Ф. Решетнева" (с 2002 по 2017), "Вестник Сибирской аэрокосмической академии им. академика М.Ф. Решетнева" (с 2000 по 2002 год), 24, № 3, с. 696-707 (2023)

В настоящее время с целью повышения выводимой массы широко применяется довыведение спутников на геостационарную орбиту собственной двигательной подсистемой. Так, только АО «ИСС» применило такую схему для нескольких космических аппаратов (КА) собственной разработки – «Экспресс-АМ5», «Экспресс-АМ6», «Экспресс-80», «Экспресс-103». Вместе с тем, можно отметить некоторое разнообразие подходов к осуществлению данной операции. В частности, довыведение указанных выше КА осуществлялось с помощью бортовой двигательной подсистемы на базе плазменных двигателей СПД-100. Операция осуществлялась одним или двумя двигателями. Применение двух двигателей КА «Экспресс-80», «Экспресс-103» было обусловлено стремлением уложиться по времени в разумную величину не более полугода при значительном увеличении выводимой массы. Однако и длительность довыведения порядка 150 суток, которая имела место при довыведении данных КА, также чрезмерно велика. Очевидно, что ее можно уменьшить при прочих равных условиях только увеличением располагаемой тяги двигателей. Этого можно достичь как увеличением тяги отдельных агрегатов, так и увеличением количества одновременно используемых двигателей. Поэтому для новых КА «Экспресс-АМУ3», «Экспресс-АМУ7» (размерностью аналогичных КА «Экспресс-80», «Экспресс-103»), для которых также предполагался парный запуск, были использованы оба этих способа. Для довыведения были применены два двигателя СПД-100В и дополнительно – двигатель типа СПД-140Д. Суммарная тяга связки двигателей позволяла рассчитывать на существенное снижение длительности довыведения по сравнению с КА «Экспресс-80», «Экспресс-103». Двигатель СПД-140 разработки АО ОКБ «Факел» был применен в России впервые. Для его питания в АО «НПЦ Полюс» был специально создан прибор управления и преобразования СПУ-140Д. Использование связки из трех двигателей позволило существенно уменьшить длительность операции довыведения на геостационарную орбиту.

Елисеев Д.В., Графодатский О.С., Иванов В.В., Максимов И.А., Молчанов К.В., Прокопьев В.Ю. «Результаты мониторинга радиационной обстановки на средней круговой орбите» Сибирский журнал науки и технологий. Ранее "Вестник Сибирского государственного аэрокосмического ун-та им. акад. М.Ф. Решетнева" (с 2002 по 2017), "Вестник Сибирской аэрокосмической академии им. академика М.Ф. Решетнева" (с 2000 по 2002 год), 25, № 2, с. 202-213 (2024)

Описаны методы и средства измерений ионизирующего излучения космического пространства (ИИКП), проводимых с помощью экспериментального комплекса контроля дозы (ЭККД), расположенного на экспериментальном космическом аппарате (ЭКА) «Скиф-Д», который был выведен на орбиту Н=8070 км и наклонением 90°. Произведен сравнительный анализ результатов расчётов и экспериментальных данных, полученных в ходе летной эксплуатации за один год исследования. Следует отметить, что данная орбита для российских производителей КА с точки зрения воздействия факторов космического пространства (ФКП) является малоизученной. Основная идея измерений ЭККД заключается в создании различных условий массовой защиты для каждого из девяти модулей регистрации интегральной накопленной дозы (МРИНД). При освоении нового типа орбиты для эксплуатации КА, актуальной является задача обеспечения стойкости бортовой аппаратуры и КА в целом к воздействию факторов ионизирующего излучения космического пространства, характерных на данной орбите. Для этого необходимо экспериментальное подтверждение или уточнение на базе полученных натурных данных расчётной радиационной модели воздействия. Основной задачей, которая решается в статье, является проведение мониторинга уровней интегральной накопленной дозы за различными массовыми защитами при воздействии ионизирующего излучения космического пространства на орбите с H=8070 км и сравнение результатов экспериментальных данных с расчётными оценками, проведенными по ОСТ134-1044-2007 изм. 1 (2017 г.). Практическая значимость заключается в том, что экспериментальные результаты подтвердили расчётную модель. Получено экспериментальное подтверждение больших радиационных нагрузок в диапазоне типовых защит для ЭКБ 0,5–3 г/см², круговой орбиты с H=8070 км по сравнению с орбитами ГСО и H=1500 км. Модернизированные датчики МРИНД получили летную квалификацию и подтвердили свою эффективность в части выполнения задач мониторинга факторов ионизирующего излучения космического пространства.

Есина П.А., Корнев В.М. «Использование принципа гравитационной стабилизации и ориентации при проектировании малых космических аппаратов» Сибирский журнал науки и технологий. Ранее "Вестник Сибирского государственного аэрокосмического ун-та им. акад. М.Ф. Решетнева" (с 2002 по 2017), "Вестник Сибирской аэрокосмической академии им. академика М.Ф. Решетнева" (с 2000 по 2002 год), 25, № 2, с. 214-222 (2024)

В настоящее время большинство малых космических аппаратом (МКА) становятся все более актуальными в современной космической индустрии. Для успешного выполнения возложенных на них задач МКА должны быть некоторым образом сориентированы в пространстве относительно Земли. За эту задачу отвечает система ориентации и стабилизации (СОС), необходимая для контроля и управления положением МКА в пространстве. На данный момент задачи для МКА в основном не требуют сложных поворотных маневров и высокой точности ориентации, поэтому большое распространение для них получили пассивные и комбинированные СОС. Такие системы имеют большой ресурс работы, отличаются простотой, высокой надежностью и малой массой. Одной из типовых систем, используемых в современной космической технике, является гравитационная система. Принцип гравитационной СОС основан на использовании силы тяжести, действующей на тело, и моментов инерции относительно трех взаимно ортогональных осей. В данной статье предлагается проект МКА CubeSat размера 3U с гравитационной системой ориентации. Конструкция такого спутника требует наличие устройство гравитационной стабилизации, необходимое для развёртывания МКА после отделение его от ракеты-носителя, а также для создания восстанавливающего момента. Гравитационное устройство предполагается поместить между жестко скрепленных 2U МКА и третьим U МКА. Преимущество такой конструкции заключается в том, что появляется возможность поместить на МКА больше полезного груза, не перегружая его различными приборами для системы ориентации и стабилизации.

Кольга В.В., Рундау Н.С. «Исследование параметров движения входа космоплана в атмосферу» Сибирский журнал науки и технологий. Ранее "Вестник Сибирского государственного аэрокосмического ун-та им. акад. М.Ф. Решетнева" (с 2002 по 2017), "Вестник Сибирской аэрокосмической академии им. академика М.Ф. Решетнева" (с 2000 по 2002 год), 25, № 2, с. 233-246 (2024)

После прекращения эксплуатации Международной космической станции в 2028 г., Российская Федерация планирует развивать проект национальной орбитальной станции. Российская орбитальная станция будет отличаться от своего предшественника большей практической направленностью. Одной из задач, возлагаемых на станцию, является запуск и управление группировки малых спутников дистанционного зондирования Земли, а также взаимодействие и обслуживание перспективных спутниковых группировок. Так как возможности маневрирования орбитальной станции весьма ограничены, а неисправный аппарат может находиться в значительном удалении от неё, то для повышения транспортно-технических возможностей станции предлагается использовать беспилотный космоплан. В работе представлены два аэродинамических облика космоплана, в результате аэродинамического и весового анализов которых был сделан выбор в пользу первого, описаны компоновка аппарата и алгоритмы его работы на орбите и спуске в атмосферу. Целью исследования является сравнение параметров траектории при спуске аппарата с различных орбит схода. Для этого сформулирована задача по определению зависимости площади коридора входа от начальных параметров. В свою очередь, площадь коридора входа определялась граничными условиями, зависящими от эксплуатационных параметров космоплана. Для определения параметров входа написана расчётная программа, решающая дифференциальные уравнения движения летательного аппарата методом Эйлера в общем случае и методом Рунге–Кутта в расчётном случае. В качестве результатов исследования представлена зависимость площади коридора входа от высоты орбиты схода, а также графические зависимости основных параметров для расчётного случая.

Абрамян М.Г., Арутюнян С.В. «Спектр и структура крупномасштабных осцилляций галактического газового слоя» Ученые записки Ереванского государственного университета, физико-математических наук, 58, № 3, с. 53-59 (1985)

Исследованы возмущения политропного газового слоя с учетом вращения в гравитационном поле сфероидальной звездной составляющей Галактики. Получены спектр крупно- и мелкомасштабных осцилляций слоя и соответствующие пространственные структуры возмущений. Обсуждены возможности интерпретации наблюдаемых крупномасштабных структур газового слоя Галактики как нормальных мод осцилляций слоя.

Акулова Н.А., Бузникова Л.А., Шатина А.В. «Влияние взаимных гравитационных возмущений планет Солнечной системы на эволюцию эксцентриситетов и наклонений их орбит» RUSSIAN TECHNOLOGICAL JOURNAL (Предыдущее название: Российский технологический журнал (с 2016 по 2021 гг.), Вестник МГТУ МИРЭА (с 2013 по 2015 гг.), 5, № 3, с. 130-137 (2017)

Рассматривается классическая задача N тел в предположении, что масса одного тела (Солнца) много больше масс остальных взаимно тяготеющих тел. В качестве невозмущенного движения принимается движение планеты по эллиптической орбите, в одном из фокусов которой находится Солнце. Система уравнений движения выведена в барицентрической системе координат с использованием канонических переменных Делоне. На основе усредненной системы уравнений движения найдены функции, описывающие эволюцию эксцентриситета и наклонения орбиты отдельно взятой планеты, возникающие из-за сил взаимного притяжения со стороны других планет. Получены численные оценки скорости изменения эксцентриситета и наклонения орбиты для каждой из планет Солнечной системы. Ключевые слова: задача N тел, барицентр, переменные Делоне, элементы орбиты, возмущенное движение, метод усреднения.

Садовникова Е.В., Шатина А.В. «Эволюция вращательного движения спутника с гибкими вязкоупругими стержнями на эллиптической орбите» RUSSIAN TECHNOLOGICAL JOURNAL (Предыдущее название: Российский технологический журнал (с 2016 по 2021 гг.), Вестник МГТУ МИРЭА (с 2013 по 2015 гг.), 6, № 4, с. 89-104 (2018)

Исследуется вращательное движение искусственного спутника в центральном ньютоновском поле сил. Спутник моделируется симметричным твердым телом с жестко прикрепленными по оси симметрии гибкими вязкоупругими стержнями и со сферическим тензором инерции. Рассмотрена ограниченная постановка задачи, когда центр масс спутника движется по заданной кеплеровской эллиптической орбите. Она является модельной для изучения вращательного движения искусственных спутников Земли со штыревыми радиоантеннами длиной в сотни метров. Для решения поставленной задачи используется метод разделения движений и усреднения для механических систем с бесконечным числом степеней свободы. Получена усредненная система дифференциальных уравнений в переменных Андуайе, описывающая эволюцию вращательного движения спутника. Найдены частные решения эволюционной системы уравнений. Построены фазовые портреты для каждого такого класса решений. Показано, что в процессе диссипативной эволюции, вызванной рассеянием энергии в стержнях, угол между вектором кинетического момента вращательного движения спутника и нормалью к плоскости орбиты уменьшается до нуля. Также обнаружены новые классы стационарных движений, когда ось симметрии спутника составляет произвольный угол с нормалью к плоскости орбиты, или модуль угловой скорости вращения спутника не зависит от орбитальной угловой скорости радиус-вектора его центра масс. Ключевые слова: спутник, кеплеровская эллиптическая орбита, переменные Андуайе, метод усреднения, диссипативная эволюция движения.

Савиных В.П., Господинов С.Г., Кудж С.А., Цветков В.Я., Дешко И.П. «Семантика визуальных моделей в космических исследованиях» RUSSIAN TECHNOLOGICAL JOURNAL (Предыдущее название: Российский технологический журнал (с 2016 по 2021 гг.), Вестник МГТУ МИРЭА (с 2013 по 2015 гг.), 10, № 2, с. 51-58 (2022)

Цели. Цель работы – разработка методики для оценки семантики слабо структурированных или морфологически сложных визуальных информационных моделей. Для достижения цели вводится критерий отнесения визуальных моделей к сложным и алгоритм получения градиентного изображения с несколькими уровнями плотности. Градиентное изображение не является бинарным, что повышает надежность нахождения границ или контуров. Вводится вспомогательная структурная визуальная модель, и в обработке используется серия изображений разной плотности. Далее вводится понятие условной системы координат изображения, позволяющей переносить информацию с разных визуальных моделей на синтетическую результирующую визуальную модель. Методы. Использование градиентной обработки изображений и построение новой промежуточной структурной модели, которая позволяет связывать модели с разной плотностью. Введение системы условных координат изображения. Обработка серии моделей с разной плотностью для получения синтетического изображения. Результаты. Проведена обработка визуальных моделей, полученных с космических снимков со слабой различимостью объектов. Обработаны снимки в системе «Солнце–Земля–Луна». В качестве базиса выбрана система «Солнце–Земля». Для космических снимков характерно то, что яркий свет Солнца «забивает» изображения других объектов с большими фазовыми углами. Применение методики оконтуривания позволило выровнять изображения объектов слабой яркости и большой яркости. Смещение частотной характеристики после выявления всех объектов позволило сформировать четкую визуальную модель. Выводы. На первичных визуальных моделях изображения слабой яркости не видны. При увеличении экспозиции они появляются, но объекты высокой плотности могут сливаться в один. Из-за этого по одному снимку высокой, средней или слабой плотности принципиально невозможно получить качественное изображение всех объектов или полную семантику визуальной модели. Для получения полной семантики визуальной модели необходима обработка серии изображений с переносом изображений на общее синтетическое изображение. Предложенная методика позволяет решать такие задачи. Сравнение полученных результатов с методами обработки одного изображения показывает надежность и большую информативность метода.

Бодрова И.В., Муртазов А.К. «Солнечное излучение как абиотический фактор устойчивости биосферы и эволюция климата Земли» Экологические системы и приборы, № 6, с. 3-9 (2024)

Проведен анализ эволюции основного абиотического фактора устойчивости биосферы – солнечного излучения и ее связи с эволюцией климата Земли. Ключевые слова: солнечное излучение, климат, эволюция.

Сидоренко В.В. «Отображение, аппроксимирующее фазовый поток задачи о вращательном движении небесных тел» Труды Математического института имени В.А. Стеклова, 327, с. https://www.mathnet.ru/rus/tm4440 (2024)

Рассматривается движение осесимметричного небесного тела относительно центра масс под действием гравитационного момента. Центр масс тела движется по круговой орбите в центральном гравитационном поле. Если проекция вектора кинетического момента тела на ось его симметрии равна нулю, то возможны "плоские" движения – движения, в которых ось симметрии перемещается в плоскости орбиты. Для анализа свойств движений тела, близких к долгопериодическим плоским, методами теории возмущений построено отображение, аппроксимирующее отображение, порождаемое фазовым потоком системы. С помощью построенного отображения установлены ранее неизвестные свойства вращательного движения небесных тел. Ключевые слова: вращательное движение, гамильтонова система, сепаратрисный контур

Ковалёв В.В., Марченко А.Д., Старостина Т.В., Шарипова А.Р. «Баллистический анализ миссии к спутнику Юпитера Каллисто с посадкой на поверхность» Вестник Самарского университета. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроение, 23, № 1, с. 21-37 (2024)

Представлены результаты исследования, на основании которых был разработан комплекс математических моделей для баллистического анализа миссии по отправке малого космического аппарата к спутнику Юпитера Каллисто и его посадки на поверхность спутника. В данной миссии предлагается применить гравитационный манёвр около Земли и аэродинамический манёвр около Юпитера для снижения затрат рабочего тела космического аппарата. Оценена минимальная необходимая тяга двигателей и длительность манёвра для мягкой посадки космического аппарата с заданной массой на спутник. Была найдена оптимальная дата старта для возможности запуска космического аппарата с помощью ракеты-носителя «Союз-2» среднего класса. Моделирование движения проводилось численно, в математическом пакете Mathсad построены все необходимые для анализа движения графические зависимости.

Храмов А.А. «Оптимизация траекторного движения первой ступени авиационно-космической системы» Вестник Самарского университета. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроение, 23, № 1, с. 80-92 (2024)

Рассматриваются задачи оптимизации траекторного движения первой ступени авиационно-космической системы по критерию максимума конечной массы. Управлением является угол атаки и тяга двигателей. Оптимизация управления проводится на участке траектории от точки приведения первой ступени в район запуска до достижения требуемых для отделения космической ступени параметров движения. Для определения оптимальных программ управления используется принцип максимума Понтрягина. Решение задачи без ограничений на режимы движения проведено на примере разгона и набора высоты первой ступени авиационно-космической системы RASCAL. Предложена методика определения приближённо-оптимального управления в задаче с ограничением на высотный диапазон работы двигателей с раздельной оптимизацией активного и пассивного участков и поиском оптимальной точки их сопряжения. Обсуждаются изменения программы управления, траектории движения и затрат топлива при ограничении максимальной высоты полёта на активном участке.

Минаков Е.П., Александров М.А., Данилюк Б.А., Вербин А.В. «Методический подход к оцениванию эффективности применения орбитальных средств контроля зон безопасности критически значимых космических аппаратов на основе дискретных цепей Маркова» Труды Московского авиационного института, № 132, с. https://trudymai.ru/published.php?ID=176835 (2023)

Рассматривается дискретная марковская модель оценивания эффективности применения орбитальных средств контроля зон безопасности критически значимых космических аппаратов по показателям вероятности обнаружения опасных объектов и математического ожидания числа наступления событий, связанных с расходом ресурсов орбитальных средств контроля. Приводятся математические модели оценивания указанных вероятностных характеристик наступления соответствующих случайных событий и определения оптимальных и требуемых значений вероятностей переходов, а также примеры оценивания указанных характеристик и результаты вычислительных экспериментов по каждой из предлагаемых моделей. Практическая значимость полученных результатов исследований состоит в разработке программного обеспечения, апробации математических моделей и программного обеспечения в ходе вычислительных экспериментов, получении оценок эффектов применения ОСК ЗБ КЗКА и оценивании их корректности, а также в предложениях по их использованию для оценивания технических характеристик и способов применения, создаваемых ОСК.

Минаков Е.П., Александров М.А., Мищеряков А.В., Мищеряков С.В. «Алгоритм определения параметров наклонных проекций точек на поверхности Земли для круговых орбит космических аппаратов» Труды Московского авиационного института, № 2(135), с. https://trudymai.ru/published.php?ID=179674 (2024)

Рассматривается альтернативный подход оценивания эффективности применения космических аппаратов дистанционного зондирования Земли, базирующийся не на расчетах трасс, включающих в себя итерационные процедуры вычисления, в первую очередь, широт, долгот и времен пролета КА подспутниковых точек, сопряженный со значительными вычислительными затратами, а на использовании наклонных проекций, позволяющий значительно сократить эти затраты. Приводятся постановка задачи определения параметров наклонных проекций точек на поверхности Земли и алгоритм определения параметров наклонных проекций зон видимости точечных объектов для круговых орбит космических аппаратов дистанционного зондирования Земли, а так же пример определения границ наклонной проекции параметров наклонных проекций зон видимости точечных объектов для круговых орбит космических аппаратов дистанционного зондирования Земли. Практическая значимость полученных результатов исследований состоит в разработке программного обеспечения, апробации математических моделей, алгоритма и программного обеспечения в ходе вычислительных экспериментов; полученные значения демонстрируют высокую степень совпадения с подходами, базирующимися на расчетах трасс, включающих в себя итерационные процедуры вычисления.

Носов В.В., Лукин В.П., Носов Е.В., Торгаев А.В. «Приземная турбулентность в Саянской солнечной обсерватории летом 2023 г.» Оптика атмосферы и океана, 37, № 5, с. 370-376 (2024)

Для оценки влияния атмосферной турбулентности на качество получаемых астрономических изображений требуются соответствующие исследования на территориях обсерваторий. Приведены результаты измерений характеристик турбулентности в Саянской солнечной обсерватории (ССО) летом 2023 г. Установлено, что причиной появления преобладающего направления возникающих на территории ССО местных ветров является температурный горно-долинный градиент между горами Саяны севернее обсерватории ССО и долиной южнее. Показано, что в ССО сохраняется меньший уровень средней интенсивности атмосферной турбулентности по сравнению с турбулентностью над ровной местностью в средних широтах. Подтверждено наличие на территории ССО когерентной турбулентности, в условиях которой улучшается качество получаемых оптическими приборами изображений. Получены новые данные для используемых в теории подобия Монина–Обухова турбулентных масштабов температуры и скорости ветра в зависимости от стратификации атмосферы. Результаты будут полезны специалистам по астроклимату и теории атмосферной турбулентности.

Тартаковский В.А., Максимов В.Г., Крутиков В.А. «Декомпозиция широтного хода средней многолетней температуры по данным метеостанций Северного полушария и астрономической инсоляции в период 1897–2010 гг.» Оптика атмосферы и океана, 37, № 5, с. 438-444 (2024)

В связи с актуальностью исследований стабильности климата результаты измерения температуры на метеорологических станциях Северного полушария и данные астрономической инсоляции упорядочиваются по возрастанию широты и подвергаются совместному анализу для различных выборок в интервале 1897–2010 гг. Подобные исследования развиваются в связи с расширением сети метеостанций и накоплением новых данных. С помощью пошаговой регрессии широтного хода средней многолетней температуры к полиному от астрономической инсоляции выделяются детерминируемый Солнцем широтный тренд температуры и флуктуирующие остатки регрессии, в которых проявляются индивидуальные особенности данных. Отсутствие взаимодействия этих составляющих достигается численно для любых выборок. Установлено, что в Северном полушарии для имеющихся выборок широтный тренд средней многолетней температуры полностью определяет потепление и вносит ∼82% в общую дисперсию температуры. Границы областей, где температуры выше и ниже широтного тренда средней многолетней температуры, выделяют известные географические структуры и тем самым верифицируют тренд.

Больбасова Л.А., Ермаков С.А., Лукин В.П. «Влияние ширины спектральной линии лазерного излучения на яркость натриевой лазерной опорной звезды в условиях среднеширотной атмосферы» Оптика атмосферы и океана, 37, № 8, с. 705-710 (2024)

Техника лазерных опорных звезд (ЛОЗ) является неотъемлемой частью современных адаптивных оптических систем наземных телескопов. Требования к энергетическим, спектральным и пространственно-временным характеристикам лазерного излучателя для создания натриевых ЛОЗ, как и к адаптивной оптической системе в целом, во многом связаны с атмосферными параметрами места расположения телескопа. Одним из аспектов оптимизации яркости натриевой ЛОЗ является выбор ширины линии лазерного излучения. На основе численного моделирования взаимодействия поляризованного лазерного излучения с круговой поляризацией с мезосферными атомами натрия в условиях среднеширотной атмосферы РФ оценено влияние ширины спектральной линии (от 10 МГц до 3,5 ГГц) лазерного излучения на величину обратного потока фотонов от натриевой лазерной опорной звезды. Эти исследования необходимы для определения требований к параметрам излучателя при создании ЛОЗ. Показано, что использование широкоплосных лазерных источников приводит к уменьшению числа фотонов от ЛОЗ. Эти результаты могут быть использованы при разработке адаптивных оптических систем, работающих по сигналу лазерной опорной звезды.

Мухатов Д.С., Засов А.В. «Информационная система GRVolSU для моделирования дисковых гравитирующих систем» Вестник Волгоградского государственного университета. Серия 1: Математика. Физика, 16, № 1, с. 84-92 (2013)

Описана информационная система для моделирования кривых вращения дисковых гравитирующих систем, объемной и поверхностной плотностей компонент. Программа GRVolSU предназначена для построения круговой скорости в плоскости диска по параметрам, определяющим распределение гравитирующей плотности в балдже, дисковых компонентах и гало. Имеется возможность фитирования модельных зависимостей под наблюдаемые кривые вращения.

Васильев Е.О., Еремин М.А., Королев В.В. «Численные модели межзвездной и межгалактической сред: неравновесная химическая кинетика в газовой динамике» Вестник Волгоградского государственного университета. Серия 1: Математика. Физика, 17, № 6, с. 56-17 (2014)

Описаны достижения и существующие проблемы в области численного моделирования химических процессов в межзвездной и межгалактической средах. Особое внимание уделено вопросам совместного моделирования неравновесной химической кинетики и газовой динамики. Представлена реализация метода самосогласованного моделирования динамических и химических процессов в межзвездной среде.

Березина А.А. «Орбитальная прецессия в ограниченной задаче трех тел: точные представления» Вестник Санкт-Петербургского университета. Серия 1: Математика. Механика. Астрономия, 11, № 1, с. 185-197 (2024)

Рассмотрены аналитические представления для скорости апсидальной прецессии в эллиптической плоской ограниченной задаче трех тел в случае, когда орбита возмущающего тела – внешняя по отношению к орбите тестовой частицы. Аналитические выражения сопоставлены с численными данными, полученными в ходе массовых расчетов скорости прецессии. Получено аналитическое выражение для скорости апсидальной прецессии в виде степенного ряда по параметру, равному отношению больших полуосей орбит тестовой частицы и возмущающей планеты. Показано, что аналитические выражения для скорости апсидальной прецессии частицы надежны лишь на удалении от зоны нестабильности в окрестности орбиты возмущающей планеты. Вблизи же люка Виздома линейная вековая теория перестает работать. Предложена поправочная эмпирическая формула для вычисления скорости апсидальной прецессии при относительно высоких (но менее 0.5) эксцентриситетах частицы и возмущающей планеты. Предложенные формулы применены к описанию прецессии орбит в реальных экзопланетных системах.

Буров А.А., Никонова Е.А., Никонов В.И. «О приближении поля притяжения твердого тела полем притяжения четверки материальных точек одинаковой массы» Вестник Санкт-Петербургского университета. Серия 1: Математика. Механика. Астрономия, 11, № 2, с. 385-394 (2024)

Изучается задача о приближении гравитационного потенциала твердого тела потенциалом системы четырех одинаковых точечных масс. Рассматривая потенциал в виде разложения по параметру, характеризующему отношение среднего размера тела к расстоянию до пробной точки пространства, предлагается подход к построению приближенного выражения вплоть до слагаемых третьего порядка малости. Этот подход применяется для построения модели поля притяжения ядра кометы 67P/Чурюмова–Герасименко.

Krishna Mandala, Kappala Sobhanbabu, Santhikumar Rajamahanthi «Cylindrically symmetric generalized ghost pilgrim dark energy cosmological univers» Журнал Сибирского Федерального университета. Математика и физика, 17, № 2, с. 257-265 (2024)

Решение цилиндрически-симметричной вселенной Эйнштейна–Розена исследовано и связано с обобщенной темной энергией и материей призрачного странника. Чтобы получить точные решения уравнений поля Эйнштейна, мы обсудили модель GGPDE и определили параметр EoS. Области модели, которые необходимо идентифицировать с помощью анализа плоскости ω_d–^.ω_d, Phantom и фазы квинтэссенции, которые будут обсуждаться с помощью средства поиска состояний, и стабильность модели, которая будет обсуждаться посредством квадрата скорости звука. Обсуждаются физические свойства модели. Полученные результаты будут полезны при текущих наблюдениях.

Гололобов П.Ю., Герасимова С.К., Григорьев В.Г., Крымский Г.Ф., Козлов В.И., Тимофеев В.Е. «Динамика энергетического спектра солнечно-суточных вариаций интенсивности космических лучей в 22–25 циклах солнечной активности» Вестник Северо-Восточного федерального университета имени М. К. Аммосова, 21, № 2, с. 46-57 (2024)

Непрерывно наблюдаемые наземными детекторами галактических космических лучей периодические 24-часовые колебания интенсивности называются солнечно-суточными вариациями. Природа этих вариаций заключается в существовании в межпланетной среде анизотропного пространственного распределения галактических космических лучей, которая возникает в процессе взаимодействия этих частиц с гелиосферой. Считается, что физическими факторами, ответственными за наблюдаемую анизотропию галактических космических лучей, являются процессы конвекции, диффузии и их дрейфа. Сочетание этих факторов определяет основные параметры солнечно-суточных вариаций, такие как амплитуда, фаза и энергетический спектр. Для исследования энергетического спектра солнечно-суточных вариаций использованы данные измерений мюонных телескопов Якутского спектрографа космических лучей им. А.И. Кузьмина и станции Нагоя (Япония). Подход к исследованию основан на идее метода скрещенных телескопов, изначально предназначенного для учета температурного эффекта. Из-за разницы приемных характеристик скрещенных северных и южных направлений вышеуказанных мюонных телескопов регистрируемые ими вариации интенсивности чувствительны к изменению энергетического спектра солнечно-суточных вариаций. Это свойство использовано для оценки динамики энергетического спектра солнечно-суточных вариаций за 22–25 циклов солнечной активности. Анализ полученных данных показал, что в последнем минимуме солнечной активности в 2018–2021 гг. наблюдалась аномально ранняя фаза солнечно-суточных вариаций. Для исследования этого явления проведено моделирование отношения и разности фаз пары северных и южных скрещенных направлений для обоих мюонных телескопов при различных видах и значениях энергетического спектра солнечно-суточных вариаций. Сопоставление модельных расчетов и наблюдательных данных позволило установить, что в периоды минимумов солнечной активности в положительной полярности общего магнитного поля Солнца наблюдается существенное смягчение энергетического спектра солнечно-суточных вариаций. Обсуждаются причины обнаруженного явления.

Кузнецов А.А., Сорокин И.А., Хрипунов И.В., Фукин И.И., Завьялова Н.А., Негодяев С.С. «О новом методе выбора шага численного интегрирования орбит с полутеневыми участками» Труды Московского физико-технического института (государственного университета) (МФТИ), 16, № 1(61), с. 18-33 (2024)

Рассмотрена задача численного прогноза орбит, имеющих полутеневые участки. Авторами проанализированы существующие модели тени, использующиеся для расчета давления солнечного излучения. При помощи серии численных экспериментов построены функции тени вдоль траекторий геостационарных космических объектов для различных моделей тени. Авторами работы предложен алгоритм, позволяющий определять границы временных интервалов полутеневых областей для космических объектов на эллиптических орбитах. Получены два алгебраических уравнения не выше четвертого порядка, определяющие границы полутеневых областей. Проведен анализ уравнений. На основе изложенного алгоритма построен метод коррекции шага численного интегрирования, в автоматическом режиме учитывающий резкое изменение силы светового давления в полутеневых областях. Построенный метод протестирован на задаче прогнозирования геостационарных орбит. Проведено сравнение авторского метода с алгоритмом коррекции шага в интеграторах Гаусса–Эверхарта высоких порядков аппроксимации. Показано, что предложенный метод позволяет ускорить процесс численного интегрирования для рассмотренного класса орбит.

Рудницкий А.Г., Щуров М.А. «Оценка наблюдательных возможностей обсерватории «Миллиметрон» в режиме интерферометра с использованием многочастотного синтеза» Краткие сообщения по физике Физического института им. П. Н. Лебедева Российской академии наук (ФИАН), 51, № 6, с. 10-18 (2024)

Рассматриваются возможности применения метода многочастотного синтеза для повышения качества изображений в режиме наземно-космического радиоинтерферометра со сверхдлинной базой обсерватории «Миллиметрон». Выполнено моделирование картографических наблюдений близких окрестностей сверхмассивной черной дыры M87. Показаны преимущества метода многочастотного синтеза по сравнению с одночастотными наблюдениями. Сформулированы требования и ограничения его применимости в наземно-космической интерферометрии с обсерваторией «Миллиметрон».

Фролова А.С., Завершинский Д.И., Молевич Н.Е. «Решение задачи об эволюции слабого возмущения, заданного на границе горячей корональной петли в сильном магнитом поле» Краткие сообщения по физике Физического института им. П. Н. Лебедева Российской академии наук (ФИАН), 51, № 7, с. 12-21 (2024)

Магнитоакустические волны активно используются в качестве средства диагностики параметров плазмы и процессов, происходящих в ней. В данной работе исследуется задача об эволюции слабого возмущения, заданного в основании корональной петли. Рассмотрение проводится в предположении, что плазма находится в сильном магнитном поле таком, что эволюция медленных магнитоакустических и энтропийных мод может быть описана в рамках уравнений газовой динамики с высокой степенью точности. Спектр исследуемых волн полагается таким, что основным источником дисперсии и диссипации волн является теплопроводность среды. В рамках указанных приближений найдено точное решение граничной задачи для линейного эволюционного уравнения с помощью метода Фурье, а также принципа Дюамеля. Полученное точное аналитическое решение может быть использовано для интерпретации результатов наблюдений, а также численного моделирования медленных магнитоакустических и энтропийных волн в солнечной короне.

Пятовский С.Е. «Нерегулярность в массовом составе первичных космических лучей при энергии ∼10 ПэВ» Краткие сообщения по физике Физического института им. П. Н. Лебедева Российской академии наук (ФИАН), 51, № 9, с. 72-84 (2024)

Рассмотрена нерегулярность в массовом составе первичного космического излучения (ПКИ) при энергии ∼10 ПэВ. Для оценки изменения массового состава ПКИ применен метод рентген-эмульсионных камер (РЭК) и метод гало, основанный на методе РЭК. Изучение изменения массового состава ПКИ выполнено по экспериментально полученным характеристикам стволов широких атмосферных ливней (ШАЛ), где флуктуации данных характеристик минимальны и максимально сохранена информация о первичном взаимодействии ядер ПКИ с атомами атмосферы. Показано, что около Е0=10 ПэВ наблюдается локальный максимум доли тяжелых ядер. Данный максимум соотнесен с источниками ПКИ – звездами переменного типа SR (красные гиганты и сверхгиганты) и WR (Вольфа–Райе).

Ледков А.С., Белов А.А. «Демпфирование внеплоскостных колебаний сферического объекта при его бесконтактной транспортировке ионным потоком» Вестник Томского государственного университета. Математика и механика, № 89, с. 89-102 (2024)

Исследуется процесс бесконтактной транспортировки объекта космического мусора сферической формы под воздействием ионного потока, генерируемого двигателем активного космического аппарата. Найден закон оптимального управления тягой двигателя активного космического аппарата, позволяющий демпфировать колебания центра масс космического мусора в направлении, перпендикулярном плоскости орбитального движения. Проведено численное моделирование спуска, подтверждающее корректность найденного закона.

Телегин А.М. «Моделирование коэффициента передачи датчика микрометеороидов и частиц космического мусора» Инженерная физика, № 4, с. 37-44 (2024)

Предложен метод измерения параметров микрометеороидов и частиц космического мусора путем частотного анализа коэффициента передачи пленочного металлического полоска, расположенного на диэлектрическом основании и к которому последовательно подключена сосредоточенная индуктивность. Расчёты показали, что резонанс колебательного контура, образованного из введенной индуктивности и ёмкости, получившейся в следствии разрыва металлического полоска, зависит от места удара микрочастицы. Для расчета коэффициента передачи металлического полоска использовались Т и S-матрицы линии передач. Ключевые слова: микрометеороиды, космический мусор, модель, частотный анализ.

Хаврошкин О.Б., Цыплаков В.В. «Фундаментальный физический (астрофизический) эксперимент: за и против» Инженерная физика, № 5, с. 45-48 (2024)

Рассмотрены проблемы, связанные с экспериментальным обеспечением фундаментальных экспериментов в области фундаментальной астрофизики. Как правило, для решения таких задач требуется специализированные институты или крупные лаборатории. Это уже исключает необходимый маневр в поисковых экспериментах и требует исключительно высокие затраты, но даже выполнение этих условий не приводит к успеху, а методы и оборудование устаревает. Для продолжения остаётся один выход – мистифицировать высокопоставленных администраторов наукообразными сказками. В данной работе сделана попытка найти творческое и доступное решение, отвечающее следующим требованиям: малые габариты (почти настольного типа), незначительная стоимость, простота модификации, возможности решения параллельных задач. Ключевые слова: приёмо-передающие столбики из ферромагнитных материалов, катушки, конденсаторная батарея, простая схема записи сигнала

Хаврошкин О.Б. «Тёмная материя и АНРИ-эффект: от гипотез к экспериментам. Посвящается В.В. Цыплакову» Инженерная физика, № 6, с. 36-44 (2024)

Сделана попытка включить изучение тёмной материи в разряд геофизических задач. Одновременно применить такую геофизическую аппаратуру как прецизионный гравиметр. К тому же, например, такие геофизические процессы как изменения широт и их периодичность изучались выдающимся учёным – Ю.Н. Авсюком. Известно, тёмную материю объединяет с обычной, существующей, только гравитационная чувствительность. С другой стороны, современные исследования солнечных нейтринных потоков и сильный прогресс в области изучения тёмной материи позволяют надеяться на новые результаты и предложить исследовать солнечные потоки нейтрино в надежде продвинуться в изучении тёмной материи с применением гравиметров. В работе представлено много экспериментального материала уже несущего новые представления. Ключевые слова: тёмная материя, гравиметр и гравитационные поля, потоки солнечных нейтрино и частиц тёмной материи, астрофизика.

Оглуздин В.Е. «Аннигиляция фотонов в верхних слоях атмосферы и синеголубой цвет небосвода перед восходом солнца» Инженерная физика, № 7, с. 43-48 (2024)

В процессе взаимодействия солнечного излучения с атомами газов в верхних слоях земной атмосферы наряду с фотонами принимают участие аксионы. Резонансное поглощение атомами кислорода фотонов жёсткого ультрафиолета, а также аннигиляция фотонов жёсткого ультрафиолета, энергия которых не равна энергии электронных переходов в атомах кислорода, обеспечивают безопасный синеголубой цвет утреннего небосвода. Действительно, при аннигиляции пары фотонов в поле атомного ядра и последующем распаде аксиона, из двух вновь появившихся фотонов атом, как правило, поглощает более жёсткий фотон. По мере продвижения солнечного излучения к поверхности земли многократная каскадная аннигиляция понижает жёсткость ультрафиолета. Рассмотрены вопросы окраски небосвода в утреннее, дневное и вечернее время. Ключевые слова: фотон, аксион, синий цвет неба, ультрафиолетовое излучение.

Шиндин А.В., Токарев Ю.В., Грехнева К.К., Белов Ю.И. «Радиолокация Луны на стенде "Сура": аномальное усиление радиоэха в сеансе 17 октября 2022 года» Известия высших учебных заведений. Радиофизика, 67, № 4, с. 303-312 (2024)

Представлены результаты радиолокационных экспериментов на стенде «Сура» после его реконструкции в 2020–2021 годах. Сообщается об аномальном усилении радиоэха до 40 дБ над уровнем радиофона в сеансе радиолокации Луны 17.10.2022 на частоте 8925 кГц. Приведены аргументы в пользу ионосферной природы этого явления.

Василяк Л.М., Шубралова Е.В. «Высотные эльфы, зарегистрированные на международной космической станции, и границы литосферных плит Земли» Прикладная физика, № 2, с. 13-17 (2024)

Выполнен анализ мест нахождения координат высотных кольцевых свечений (эльфов), зарегистрированных на международной космической станции в рамках международной программы «УФ-атмосфера» в 2019–2022 гг. Большинство эльфов зарегистрированы в экваториальной области Земли, что может быть следствием орбиты МКС, а также наличием большого количества гроз в этих областях. Анализ показал, что координаты зарегистрированных 37 эльфов в большей части расположены вдоль границ тектонических плит Земли.

Больбасова Л.А., Лукин В.П., Соин Е.Л. «Экспериментальные исследования влияния потери данных измерений на качество реконструкции искажённого атмосферной турбулентностью волнового фронта датчиком Шэка–Гартмана» Оптический журнал, 91, № 8, с. 25-34 (2024)

Предмет исследования. Искажённый атмосферной турбулентностью волновой фронт лазерного излучения. Цель работы. Экспериментальная оценка влияния потери данных измерений при виньетировании и центральном экранировании входного зрачка оптической системы на реконструкцию датчиком Шэка–Гартмана, искажённого атмосферной турбулентностью волнового фронта лазерного излучения, распространяющегося на горизонтальной атмосферной трассе. Метод. Экспериментальные исследования выполнены при распространении лазерного излучения на горизонтальной атмосферной трассе для различных коэффициентов экранирования и виньетирования. Результаты анализируется в терминах полиномов Цернике. Основные результаты. Представлены результаты экспериментальных исследований реконструкции волнового фронта лазерного излучения, искажённого атмосферной турбулентностью, датчиком Шэка–Гартмана при виньетировании и центральном экранировании входного зрачка оптической системы. Показано, что влияние центрального экранирования несущественно для восстановления волнового фронта, и только имеющее место занижение сферической аберрации может потребовать доработки алгоритма адаптивной коррекции при работе систем адаптивной оптики. При виньетировании зрачка наиболее завышены значения аберрации кома. Практическая значимость. Датчик волнового фронта – ключевой элемент адаптивной оптической системы, от правильности измерений которого зависит конечный результат коррекции искажений волнового фронта оптического излучения. Полученные в работе результаты исследования имеют значение при разработке адаптивных оптических систем передачи и фокусировки лазерного излучения сквозь атмосферу.

Меснянкин Е.П., Потапов С.Л., Потапова Н.И. «Особенности построения оптикомеханического тракта дуплексной космической оптической линии связи» Оптический журнал, 91, № 9, с. 5-17 (2024)

Предмет исследования. Схемы построения оптико-механического тракта дуплексной лазерной космической связи (с общим приемо-передающим каналом и с раздельными каналами приема и передачи). Цель работы. Разработка оптико-механического тракта для создания космической оптической линии связи при использовании промышленно выпускаемых источников и приемников излучения, применяемых в волоконно-оптических линиях связи, с учетом особенностей распространения лазерного излучения в космическом пространстве при больших дистанциях, на которых устанавливается связь, и скоростях передаваемой информации до 11 Гбит/с. Метод. Численное моделирование основных узлов оптико-механического тракта, в том числе, формирования гауссовых пучков и определения энергетических характеристик информационного излучения в приемном канале, формирования излучения сигнала лазера-маяка для точного наведения на терминал и удержания направления при осуществлении связи. Основные результаты. Предложена конструкция оптико-механического тракта для космической лазерной линии связи с системой наведения и сопровождения абонента, использующая в качестве передающих и приемных устройств трансиверы и волоконные усилители, разработанные для волоконно-оптических линий связи. Проведенные оценки точности наведения и сопровождения показывают возможность осуществлении сеанса связи. Совокупность предложенных решений позволяет осуществлять лазерную связь на расстоянии до 40 000 км для передачи и приема информации со скоростью до 11 Гбит/с. Практическая значимость. Технические решения, предложенные в работе, позволяют проектировать космические терминалы для дуплексной лазерной связи с улучшенными массогабаритными и функциональными характеристиками. Результаты проведенного исследования развивают и дополняют существующие методы создания средств космической связи, что определяет их практическую значимость.

Меденников П.А., Павлов Н.И. «Модель и алгоритм расчета облученности космического объекта излучением Земли» Оптический журнал, 91, № 9, с. 18-28 (2024)

Предмет исследования. Модель излучения Земли для расчета спектральной плотности облученности космического объекта, представляемого полигональной моделью, при его траекторном движении над различными участками земной поверхности с учетом влияния солнечной облученности, климатической зоны, сезонного фактора, облачности, высоты орбиты. Цель работы. Разработка алгоритма расчета спектральной плотности облученности космических объектов, близкого по своим возможностям к MODTRAN и автоматически подстраивающегося под изменяющиеся условия освещения при их движении в околоземном пространстве. Метод. Математическое моделирование излучения Земли, представленной в виде совокупности (суперпозиции) точечных источников – элементарных, послойно расположенных объемных фрагментов атмосферы, опирающихся на фрагмент земной поверхности, с применением инженерных расчетных методик и численных оценок оптических характеристик атмосферы. Основные результаты. Итерационный алгоритм расчета спектральной плотности облученности элементарной площадки (фасета) космического объекта излучением Земли с программным заданием в базе данных параметров, необходимых для вычислений. Работа итерационного алгоритма проиллюстрирована примером расчета интегральной по спектру энергетической облученности находящегося на высоте 300 км космического объекта (фасета), обусловленной исходящим от Земли излучением. Практическая значимость. Представленный итерационный алгоритм расчета спектральной плотности облученности космического объекта с базой данных о параметрах земной поверхности, атмосфере, облачном покрове и др. является важным инструментом для моделирования энергетических отражательно-излучательных характеристик космических объектов в околоземном пространстве.

Азаров С.А., Вензель В.И., Либик Ю.М., Семёнов А.А., Чекаль В.Н., Шевцов С.Е. «Технология изготовления крупногабаритных линз с асферической поверхностью» Оптический журнал, 91, № 9, с. 73-81 (2024)

Предмет исследования. Изготовление линз с асферической поверхностью. Цель работы. Разработка технологии изготовления крупногабаритных асферических линз методом малоразмерного инструмента. Метод включает в себя предварительное формообразование асферической и сферической поверхностей, полировку асферической поверхности методом малоразмерного инструмента, изготовление специальной технологической оправы для линзы, позволяющей вести обработку сферической поверхности и промежуточную центрировку асферической поверхности в технологической оправе, формообразование сферической поверхности, центрированной относительно базовых поверхностей технологической оправы, полирование сферической поверхности, установку линзы в рабочую оправу и центрировку линзы в рабочей оправе с обработкой базовых поверхностей оправы. Основные результаты. Проведен анализ погрешности центрировки линзы в зависимости от конической постоянной, относительного отверстия и диаметра линзы. Разработана и внедрена технология изготовления крупногабаритных линз с асферической поверхностью. Практическая значимость. Разработанная технология использована при создании высокоразрешающего инфракрасного объектива для оптико-электронной системы дистанционного зондирования Земли.

Вензель В.И., Дмитриев И.Ю., Муравьева Е.С., Семёнов А.А. «Технология создания крупногабаритного линзового объектива для инфракрасной области спектра из оптических кристаллов» Оптический журнал, 91, № 9, с. 82-94 (2024)

Предмет исследования. Прогнозирование качества изображения крупногабаритного широкоугольного высокоапертурного линзового объектива для инфракрасной области спектра из оптических кристаллов, методы оптимизации его конструкции, сборки и юстировки. Цель работы. Разработка конструкции объектива, учитывающей влияние оптической однородности, расчетных и технологических допусков формы поверхностей и децентрировки линз на качество изображения и возможность компенсации остаточных аберраций при сборке и юстировке. Метод включает в себя выбор критерия качества изображения и расчет его допустимого снижения, распределение отклонения волнового фронта объектива между погрешностями, вызванными оптической неоднородностью материалов, децентрировкой линз и отклонением формы поверхностей, оценку неоднородности материалов с учетом формы поверхностей и хода лучей в линзах, исследование возможностей схемы объектива с целью компенсации остаточных аберраций, обоснование выбора конструкции объектива с минимальным количеством юстировочных подвижек линз. Основные результаты. Сформулированы критерии при выборе допусков на оптическую однородность материалов. Показана возможность создания высокотехнологичной насыпной конструкции шестилинзового объектива из оптических кристаллов, изготовленного по существующим технологиям. Практическая значимость. Предлагаемые технические решения были апробированы при создании высокоразрешающих объективов для оптико-электронной системы дистанционного зондирования Земли из космоса.

Яковлев Д.Г. «Мощные всплески и магнитоупругие колебания магнитаров» Журнал экспериментальной и теоретической физики, 166, № 1, с. 121-132 (2024)

Магнитары – нейтронные звезды, обладающие сверхсильными магнитными полями, которые могут заметно превышать 10¹⁵ Гс. В некоторых из них (так называемых источниках мягких повторяющихся гамма-всплесков, soft gamma repeaters – SGRs) время от времени происходят процессы мощного энерговыделения, вызывающие необычайно сильные всплески электромагнитного излучения. Считается, что эти всплески связаны с наличием сверхсильных магнитных полей. Несмотря на множество гипотез, их механизм остается загадкой. В послесвечении всплесков выявлены квазипериодические осцилляции (КПО). Они трактуются как собственные колебания звезды, возбуждаемые при всплесках, и используются для диагностики всплесков. Показана существенная неполнота теорий, использованных для интерпретации КПО.

Зеленый Л.М., Попель С.И., Голубь А.П. «Магнитные поля в окололунной плазме: свойства, проявления, эффекты» Журнал экспериментальной и теоретической физики, 166, № 1, с. 133-148 (2024)

Рассматриваются возможные проявления магнитных полей в окололунной плазме. Отмечается, что благодаря действию магнитных полей в хвосте магнитосферы Земли возможен перенос частиц заряженной пыли над лунной поверхностью на большие расстояния. Соответственно, пылевая плазма над освещенной Солнцем поверхностью Луны может существовать для всего диапазона лунных широт. Из-за существенной локализации областей магнитных аномалий их влияние на перенос заряженных пылевых частиц над Луной несущественно. Тем не менее показано, что в зонах магнитных аномалий пылевая плазма «подавлена» по сравнению с ситуацией вне этих зон. Важным объектом исследования являются мини-магнитосферы, связанные с зонами лунных магнитных аномалий и ответственные за ряд оптических и спутниковых наблюдений, таких как «лунные завитки», нижнегибридная турбулентность и т.д.

Резниченко Ю.С, Дубинский А.Ю., Попель С.И. «Ионосферные плазменно-пылевые облака: влияние неустойчивости Рэлея–Тейлора» Журнал экспериментальной и теоретической физики, 166, № 3, с. 422-433 (2024)

Рассмотрены серебристые облака и полярные мезосферные радиоотражения ионосферы Земли, наблюдаемые на высотах около 80–95 км. Представлена самосогласованная модель, описывающая возможный механизм образования таких облаков. Показано, что, в отличие от ионосферы Марса, на Земле снижается влияние таких факторов, как взаимодействие пылевых частиц с налипающими молекулами водяного конденсата и снижение силы вязкого кнудсеновского трения в области нуклеации. Рассчитаны характерные размеры и заряды пылевых частиц облака, предсказываемые моделью. Показано, что важным фактором, влияющим на формирование плазменно-пылевых облаков земной мезосферы, является неустойчивость Рэлея–Тейлора, которая приводит к тому, что имеется ограничение (сверху) на размер микрочастицы облака.

Новикова О.В., Тюменков Г.Ю. «Приближение Рэлея–Джинса в инфракрасном диапазоне теплового излучения звёзд» Проблемы физики, математики и техники, № 4, с. 39-42 (2023)

Проведена количественная оценка эффективности приближения Рэлея–Джинса для теплового излучения звёзд в инфракрасной области спектра. Для ряда фиксированных температур рассчитано относительное отклонение спектральной плотности Рэлея–Джинса от планковской на границах диапазонов NIR, MIR и FIR. Для указанных диапазонов также определены относительные отклонения излучательных способностей, светимостей и блесков. Проведена оценка эффективности приближения для некоторых звёзд.

Сычев В.В., Клем А.И. «Симуляционная модель системы адаптивного управления сегментами составного зеркала космического телескопа и ее метрологическая аттестация» Вестник Московского государственного технического университета имени Н.Э. Баумана (МГТУ). Серия: Приборостроение, № 1, с. 14-32 (2021)

Статья посвящена измерительной задаче идентификации неадекватности математической модели системы адаптивного управления сегментами составного зеркала крупногабаритного телескопа. Идентификация необходима для оценки достоверности указанной модели. Управление сегментами зеркала осуществляется с использованием двухосевого блока сервоприводов, построенного на основе синхронных электрических машин с постоянными магнитами. Блок сервоприводов осуществляет поворот каждого сегмента составного зеркала относительно своей оси симметрии, а также их наклон относительно центрального неподвижного опорного сегмента. Приведено общее описание структуры модели, а также обратной связи контура управления током с измерением фазных токов и преобразованиями координат. Представлены наборы исходных данных для метрологической аттестации модели. Метрологическая аттестация проведена с использованием программного обеспечения "ММК-стат М" в целях контроля эмпирических соотношений, определения диапазона применения модели, а также для обоснования ее достоверности. В процессе метрологической аттестации подтверждена достоверность модели системы управления составным зеркалом телескопа и найдена структура модели, позволяющая более точно описать измерительную задачу контроля пространственного положения объекта моделирования.

Татарников А.М., Желтоухов С.Г., Малик Е.Д. «Распределение энергии в спектрах звезд, находящихся на поздних стадиях эволюции» Вестник Московского университета. Серия 3: Физика. Астрономия, 79, № 3, с. 2430801 (2024)

Представлен каталог, содержащий сведения о распределении энергии в спектрах 263 звезд в диапазоне длин волн 0.4–100 мкм, находящихся на поздних стадиях эволюции и наблюдавшихся космической обсерваторией ISO. Для каждого объекта каталога по сглаженным кривым распределения энергии получены оценки наблюдаемых болометрических потоков. Каталог доступен на сайте https://infra.sai.msu.ru/saiλssσed как в виде таблицы, так и в машиночитаемом формате. Показано, что для указанной выборки объектов ISO SWS спектры в диапазоне 2.4–45 мкм лишь в 60% случаев соответствуют общей форме континуума, и могут быть использованы без перекалибровки. Проведен отбор углеродных звезд, доступных инфракрасным наблюдениям из обсерваторий МГУ. Для части из них получены первые оценки блеска в полосах K,L и M с новой ИК камерой LMP 2.5-м телескопа КГО.

Мохов И.И. «Зависимость температурных режимов планетных атмосфер в Солнечной системе от продолжительности годового цикла» Вестник Московского университета. Серия 3: Физика. Астрономия, 79, № 3, с. 2430802 (2024)

Представлены результаты сравнительного анализа различных характеристик температурных режимов атмосфер планет Солнечной системы и их зависимости от орбитальных параметров, в частности от продолжительности и угловой частоты годового цикла. В том числе отмечена корневая зависимость от угловой частоты сухоадиабатического градиента температуры. Зависимость равновесной температуры планет в виде корня кубического угловой частоты годового цикла связана с третьим законом Кеплера. Для Венеры, Земли, Марса, Юпитера, Сатурна проявляется корневая зависимость высоты однородной атмосферы и тропосферы от продолжительности годового цикла, отмечены особенности атмосфер наиболее удаленных от Солнца планет – Урана и Нептуна.

Богачев В.А., Немцева А.В., Стариков Ф.А. «Формирование изображения звезды при влиянии углового анизопланатизма в турбулентной атмосфере» Журнал технической физики, 94, № 6, с. 827-837 (2024)

Проведено трехмерное численное моделирование распространения излучения естественной звезды через турбулентную атмосферу к телескопу, расположенному на Земле, а также получения ее изображения с помощью адаптивной оптики и техники лазерного опорного источника. Проведена верификация расчетной модели. Исследована и сравнена с приближенными аналитическими данными точность определения угловой координаты звезды с помощью излучения второй естественной звезды, находящейся за пределами изопланарной области, при различном внешнем масштабе турбулентности. Ключевые слова: численное моделирование, турбулентная атмосфера, внешний масштаб турбулентности, угловой анизопланатизм.

Арбузова Е.В., Долгих К.А., Долгов А.Д., Калашёв О.Е., Корочкин А.А., Панасенко Л.А., Поздняков Н.А., Рубцов Г.И., Руденко А.С., Ткачёв И.И. «Открытие новых окон в раннюю Вселенную с помощью многоканальной астрономии (Мини-обзор)» Письма в ЖЭТФ, 119, № 7, с. 481-491 (2024)

В настоящее время в двух тесно связанных между собой областях фундаментальной физики, космологии и физике элементарных частиц, сложилась уникальная ситуация. Стандартная модель (СМ) физики частиц прекрасно описывает все имеющиеся экспериментальные данные, кроме осцилляций нейтрино. Примерно то же самое можно сказать и о стандартной космологической модели, сравнение которой с астрономическими наблюдениями, говорит, что мы хорошо понимаем законы эволюции Вселенной от ее “рождения” до наших дней. Однако для понимания механизмов большого ряда космологических явлений определенно требуется выход за рамки СМ. Сюда в первую очередь относятся проблемы темной материи и темной энергии, генерации барионной асимметрии Вселенной и установления механизма инфляционного расширения. К числу менее известных, но тоже весьма важных проблем, базирующихся на основе обычной космологии и астрофизики, относятся проблема возникновения космических магнитных полей и недавно возникшая проблема существования во Вселенной массивных черных дыр в количестве, намного превышающем ожидания. Для понимания и возможного решения этих проблем очень важно проникнуть как можно глубже во Вселенную, получив данные о физических процессах на как можно более ранних стадиях космологической эволюции. Мощным методом для этого являются многоканальные (multi-messenger) наблюдения, использующие для этого все возможные каналы (“окна”): помимо традиционных наблюдений электромагнитного излучения во всех диапазонах длин волн и всех типов космических лучей, в последнее время открывается новое окно – наблюдения гравитационных волн. В наших работах, выполненных в рамках гранта Российского научного фонда “Открытие новых окон в раннюю Вселенную с помощью многоканальной астрономии”, был проведен комбинированный анализ информации, полученной на основе различных астрономических данных. В частности, было проведено исследование характеристик космических магнитных полей и возможных механизмов их возникновения, а также исследование наблюдаемых проявлений первичных черных дыр на основе данных о гравитационных волнах, наблюдаемых на интерферометрах LIGO/Virgo/KAGRA.

Volovik G.E. «De Sitter local thermodynamics in f(P) gravity» Письма в ЖЭТФ, 119, № 7, с. 560-561 (2024)

DOI: https://doi.org/10.31857/S1234567824070140

Воротынцева Ю.С., Левшаков С.А. «Торсионно-вращательные переходы в метаноле как зонды фундаментальных физических постоянных – масс электрона и протона» Письма в ЖЭТФ, 119, № 9, с. 635-637 (2024)

Рассмотрено использование торсионно-вращательных переходов в молекулах CH₃OH и ¹³CH₃OH для оценки возможных вариаций физической постоянной μ≪em>m_e/m_p – отношение массы электрона к массе протона – по спектральным наблюдениям линий излучения, обнаруженных в микроволновом диапазоне в плотном молекулярном облаке Orion-KL. Получена оценка верхнего предела на относительное изменение μ двумя независимыми способами – по линиям ¹³CH₃OH и по комбинации линий 1¹³CH₃OH и CH₃OH. Вычисленный верхний предел Δμ/μ<1.1·10^–8 (1σ) соответствует значениям наиболее жестких ограничений на вариабельность фундаментальных физических постоянных, установленных другими астрофизическими методами.

Бражкин В.В. «Метастабильные объекты во Вселенной и их возможная связь со “стрелой времени”» Письма в ЖЭТФ, 119, № 12, с. 948-952 (2024)

Обсуждается связь наличия во Вселенной метастабильных объектов с различным “временем жизни” с ростом энтропии и “стрелой времени”. Конечное “время жизни” метастабильных объектов позволяет приписать многим из них существование собственных “локальных часов”. Распад любой метастабильной системы во Вселенной приводит к образованию более стабильных объектов и к испусканию фотонов и других частиц. Эти фотоны и частицы взаимодействуют с частицами более стабильных подсистем во Вселенной, что приводит к их эргодичности. Испускание фотонов в расширяющейся Вселенной при распаде метастабильных состояний делает эти процессы необратимыми и задает “стрелу времени”, несмотря на обратимость физических уравнений, описывающих данные процессы.

Троицкий С.В. «Происхождение астрофизических нейтрино высоких энергий: новые результаты и перспективы» Успехи физических наук, 194, № 4, с. 371-383 (2024)

Нейтринная астрофизика высоких энергий интенсивно развивается, и в течение последних двух лет были получены новые интересные результаты. Среди них – подтверждение существования диффузного потока астрофизических нейтрино новым независимым экспериментом Baikal-GVD, открытие нейтринного излучения нашей Галактики, новые подтверждения связи части астрофизических нейтрино с блазарами и многое другое. Этот краткий обзор, основанный на докладе автора на сессии ОФН РАН “Гамма-кванты и нейтрино из космоса: что видим сейчас и что нужно, чтобы увидеть больше”, суммирует результаты, полученные после публикации обзора (УФН 191 1333 (2021)), и может служить дополнением к нему.

Быков А.М. «Источники космического излучения высоких энергий» Успехи физических наук, 194, № 4, с. 384-403 (2024)

Коллапс ядер массивных звёзд и слияния компактных релятивистских звёзд сопровождаются быстрым выделением огромной энергии – порядка энергии покоя звезды. Вспышки сверхновых и гамма-всплески, связанные с данными процессами, наблюдаются современными телескопами практически ежедневно. Излучение от таких источников наблюдается во всём диапазоне электромагнитного спектра, детектированы нейтрино от сверхновой 1987A и гравитационные волны от слияния релятивистских звёзд. Наряду с быстропеременными и транзиентными событиями, существенно более длительное время высокую светимость в рентгеновском и гамма-диапазонах демонстрируют релятивистские компактные остатки коллапсировавшей звезды: аккрецирующие чёрные дыры и быстро вращающиеся пульсары. Крабовидная туманность и пульсары в двойных гамма-источниках являются замечательными галактическими лабораториями, где можно изучать релятивистские ветры, работающие как космические ускорители частиц высоких энергий. Исследование физических процессов, приводящих к преобразованию гравитационной и вращательной энергии релятивистских объектов в мощное электромагнитное излучение и потоки нейтрино высоких энергий, представляют уникальные возможности проверки фундаментальных законов физики в экстремальных условиях, недостижимых в лабораторных экспериментах на Земле. В работе представлен краткий обзор результатов наблюдений и моделирования нетепловых процессов в космических источниках высокоэнергичного излучения и обсуждаются перспективы развития этих исследований.

Левин В.В., Кривченко А.В., Кузнецова М.В., Лутовинов А.А., Мереминский И.А., Ротин А.А. «Детекторы и интегральные схемы орбитальных телескопов» Успехи физических наук, 194, № 4, с. 404-415 (2024)

Развитие рентгеновской астрономии невозможно без развития технологии рентгеновских детекторов. В настоящее время полупроводниковые детекторы рентгеновского излучения обеспечивают наилучшие характеристики с точки зрения временного и энергетического разрешения. В работе представлено описание трёх типов полупроводниковых детекторов, их чувствительных элементов и специализированных интегральных схем обработки сигналов для проектов “Спектр-РГ”, “Гамма-400” и космического эксперимента “Монитор всего неба”.

Вербицкая Е.М., Ерёмин В.К. «Современные кремниевые детекторы для гамма-астрофизики» Успехи физических наук, 194, № 4, с. 416-431 (2024)

Устойчивой тенденцией совершенствования гамма-телескопов является создание их 3D чувствительной среды – трекеров на основе кремниевых позиционно-чувствительных детекторов. Среди них планарные двухсторонние кремниевые стриповые детекторы (DSSDs) планируется использовать в телескопах международных обсерваторий и российского проекта ГЕРМЕС. Приведены характеристики прототипов DSSDs для телескопов е-ASTROGAM и ГЕРМЕС и рассмотрены критические элементы детекторов. Показана реальность создания кремниевых трекеров на основе существующих в России физической и технологической баз разработок кремниевых детекторов.

Власюк В.В., Афанасьева И.В., Ардиланов В.И., Мурзин В.А., Иващенко Н.Г., Притыченко М.А., Додонов С.Н. «Крупноформатные системы регистрации изображений на базе твердотельных детекторов в оптической астрономии» Успехи физических наук, 194, № 4, с. 432-445 (2024)

Анализируются вопросы развития технологии создания твердотельных детекторов излучения различных типов для оптической астрономии. Рассматриваются принципы построения астрономических фотоприёмных систем на основе крупноформатных ПЗС- (прибор с зарядовой связью) и КМОП- (комплементарная структура металл–оксид–полупроводник) приёмников. Приведены примеры наиболее результативных проектов с их применением. Изложена история создания оптических детекторов для отечественных телескопов, кратко приводится описание и характеристики разработанных систем. Представлены результаты испытаний в ходе реальных исследований. Обсуждаются перспективы создания крупноформатных систем на базе ПЗС- и КМОП-детекторов отечественного и зарубежного производства.

Лубсандоржиев Б.К. «Детекторы фотонов нейтринных телескопов» Успехи физических наук, 194, № 4, с. 446-453 (2024)

Нейтринные телескопы своим грандиозным успехом, свидетелями которого мы являемся сегодня, обязаны в первую очередь детекторам фотонов. Детекторы фотонов – это “рабочие лошадки” нейтринных телескопов. В настоящей статье делается краткий обзор детекторов фотонов, используемых в нейтринных телескопах, описываются различные подходы в разработках детекторов фотонов для таких приложений, обсуждаются перспективы разработок новых детекторов фотонов для нейтринных телескопов следующего поколения.

Зелёный Л.М., Захаров А.В., Попель С.И., Кузнецов И.А., Розенфельд Е.В. «Физические процессы формирования и особенности плазменно-пылевой экзосферы Луны» Успехи физических наук, 194, № 6, с. 569-599 (2024)

Обзор посвящён исследованию физических процессов, связанных с воздействием внешних факторов космического пространства: потоков микрометеороидов, солнечного излучения – на лунный реголит. Под влиянием этих факторов микрочастицы реголита могут отрываться от поверхности и левитировать. Приповерхностная плазма и левитирующие пылевые частицы формируют плазменно-пылевую экзосферу Луны. При антропогенном воздействии на лунную среду заряженные левитирующие микрочастицы могут оказывать крайне негативное влияние на инженерные системы посадочных аппаратов, деятельность и здоровье астронавтов, находящихся на Луне. В статье анализируются современные представления о физических процессах у поверхности Луны на основе сведений, полученных автоматическими лунными аппаратами, а также при проведении лабораторных экспериментов. Рассмотрены нерешённые проблемы, связанные с плазменно-пылевой экзосферой Луны, намечены основные пути их решений.

Ширяев А.А. «Алмазная фаза углерода в космосе и возможности её обнаружения спектроскопическими методами» Успехи физических наук, 194, № 6, с. 600-617 (2024)

Возможность существования алмазной фазы углерода в космическом пространстве является темой многочисленных экспериментальных и теоретических исследований. В статье представлено обсуждение основных механизмов формирования наноалмазов и результаты экспериментальных спектроскопических и структурных исследований нано- и микроалмазов из метеоритов. Проводится сравнение спектроскопических свойств алмазов разного размера. Инфракрасная спектроскопия позволяет идентифицировать С–Н-группы на поверхности горячих наноалмазных зёрен. Обнаружение азотных дефектов в наноалмазах спектроскопическими методами крайне затруднительно. Показано, что люминесценция примесных дефектов, в частности центра кремний–вакансия (SiV), реально присутствующего в метеоритных наноалмазах, открывает принципиальную возможность их обнаружения методами наблюдательной астрономии.

Лукин В.П. «О применении гармонических сигналов для моделирования работы измерительных и корректирующих оптических систем в турбулентной атмосфере» Автометрия, 60, № 3, с. 41-47 (2024)

Исследуется вопрос корректности использования гармонического сигнала для моделирования работы измерительных фазовых систем, например систем адаптивной оптики, измеряющих и корректирующих турбулентные искажения. Выполнены оценки временной эволюции фазовых искажений для оптической волны при её распространении в турбулентной атмосфере. При анализе эволюции фазовых искажений в оптической волне, обусловленных действием турбулентности, рассчитывается отношение дисперсий первой и второй производных для приращения фазовых искажений за определённый временной интервал. Величина этого отношения сравнивается с этой же величиной при моделировании временных искажений при применении гармонического сигнала. Оказалось, что при моделировании временной эволюции фазовых искажений с использованием гармонических сигналов необходимо учитывать не только первую производную этого приращения, но и как минимум вторую производную.

Яценко М.Ю., Воронцов В.А. «Постановка задачи выбора схемных решений мультироторного летательного аппарата для исследования планеты Венера» Вестник Московского авиационного института, 31, № 2, с. 67-74 (2024)

В настоящее время для российских ученых изучение планеты Венера с помощью автоматических космических аппаратов и различных технических средств в их составе представляет собой одно из приоритетных и активно развивающихся направлений в области планетных исследований. Авторами предлагается включить в состав перспективной миссии на Венеру новое дополнительное техническое средство исследования атмосферы и поверхности этой планеты – мультироторный летательный аппарат, для чего требуется разработать схемные решения такого технического средства. В статье рассматривается постановка задачи выбора схемных решений мультироторного летательного аппарата как нового технического средства исследования Венеры. Показано, что данная задача рассматривается в виде совокупности двух подзадач, для каждой из которых выбираются критерии эффективности и соответствующие схемным решениям схемообразующие признаки. Записаны выражения для критериев эффективности и показателей функциональной эффективности. Корректная постановка задачи позволит максимально рационально разработать и выбрать окончательные варианты схемных решений мультироторного летательного аппарата для включения в состав перспективной экспедиции на Венеру.

Константинов М.С., Шевченко В.В. «Проектно-баллистический анализ выведения космического аппарата на гелиоцентрическую орбиту с наклонением 30 градусов к плоскости солнечного экватора» Вестник Московского авиационного института, 31, № 2, с. 144-154 (2024)

Анализируется выведение космического аппарата (КА) на рабочую гелиоцентрическую орбиту с целью обеспечить требуемое наклонение 30° к плоскости солнечного экватора за счет применения серии пассивных гравитационных маневров (ГМ) у Земли и Венеры. КА выводится на низкую околоземную орбиту с помощью ракеты-носителя «Союз-2.1б». КА оснащен комбинированной двигательной установкой (ДУ), состоящей из химического разгонного блока (ХРБ) «Фрегат», участвующего в старте КА с опорной околоземной орбиты с последующим его отделением, и электроракетной двигательной установки (ЭРДУ) на базе одного двигателя «СПД-140Д». Траектории выведения оптимизируется с использованием принципа максимума Понтрягина. Выбранная схема полета позволила значительно уменьшить время выведения на заданную гелиоцентрическую орбиту с 5 до 3,2 лет, масса КА на этой орбите составила 1500 кг.

Юй В., Старинова О.Л. «Характеристики резонансных орбит солнечных парусов вблизи точки L2 в системе Земля–Луна» Вестник Московского авиационного института, 31, № 2, с. 155-163 (2024)

В рамках будущих проектов по исследованию и освоению Луны, спутники-ретрансляторы для связи между Землей и Луной, особенно обратной стороной и полярными регионами Луны, где планируют построить постоянные базы, вызывают значительный интерес. Резонансные орбиты, сформированные с применением солнечных парусов, имеют регулируемые формы и положения орбит при фиксированных периодах обращения и могут лучше соответствовать требованиям для размещения определенных спутников-ретрансляторов по сравнению с естественными периодическими орбитами. В данной статье разработана методика определения резонансных орбит около точки либрации L2 в системе Земля–Луна на основе круговой ограниченной модели динамики трех тел с использованием метода множественной стрельбы. Кроме того, рассмотрены изменение резонансных орбит под влиянием изменений начального положения Солнца, величины номинального ускорения от светового давления и углов установки солнечного паруса. В результате исследования получены новые типы периодических орбит для размещения спутников-ретрансляторов в системе Земля–Луна, и зависимости изменения резонансных орбит от проектных параметров и параметров управления космических аппаратов с солнечным парусом.

Прокопьева М.С., Краяни Х.А., Ильин В.Б. «Астрономические исследования на математическом факультете Санкт-Петербургского университета. I» Вестник Санкт-Петербургского университета. Серия 1: Математика. Механика. Астрономия, 11, № 2, с. 228-258 (2024)

Рассматривается развитие астрономических исследований, выполнявшихся в Санкт-Петербургском университете с момента его основания. Кратко описана тематика работ и выделены основные достижения университетских астрономов в XVIII–XIX вв. Перечислены важнейшие исследования, проводившиеся в университете в различных областях астрономии в XX в. Определенный акцент сделан на математической стороне работ.

Герасимчук В.В., Жиряков А.В., Кузнецов Д.А., Телепнев П.П. «Моделирование вибрационного фона космического аппарата» Труды Московского авиационного института, № 4(131), с. DOI: 10.34759/trd-2023-131-02 (2023)

Двигатели-маховики и двигатели коррекции, являясь устройствами обмена импульсами, выступают фундаментальным компонентом большинства космических аппаратов как для грубого управления ориентацией, так и для точного наведения. Неуравновешенность вращающихся масс при работе двигателей-маховиков и силовые вибрационные воздействия, вызванные пульсациями давления в камере сгорания двигателей коррекции, способны вызывать чрезмерные колебания исследовательского оборудования, что может привести к снижению точности функционирования. Уровни вибронагруженности определяются в ходе экспериментальной отработки космического аппарата, однако на ранних стадиях проектирования целесообразно предварительным моделированием вибрационного фона мест установки высокоточного оборудования выбрать оптимальные места для их установки с целью минимизации уровней их вибронагруженности. Вибрационный фон определялся для разработанной конечно-элементной модели «гибкой» конструкции космического аппарата в среде пакета программ Femap with NX Nastran. Расчёты проводились для вариантов вибронагружения одним из четырёх двигателей-маховиков и от двух двигателей коррекции. Модель воздействия от двигателя-маховика учитывала силы, возникающие в результате дисбаланса маховика. Моделировалось гармоническое воздействие с амплитудой, пропорциональной квадрату скорости вращения маховика. Уровни вибронагруженности от возмущающих сил двигателей коррекции исследовались для синфазного и противофазного случаев воздействия. Исследование выполнялось методом гармонического анализа. Значения величин воздействий соответствовали уровням возмущений штатных двигателей-маховиков и двигателей коррекции. Оценка уровней вибронагруженности в местах предполагаемого крепления приборов осуществлялась по максимальным значениям рассчитанных линейных и угловых виброускорений, угловых скоростей и угловых перемещений по трём осям. Представленный в статье вариант моделирования вибрационного фона мест установки аппаратуры, чувствительной к стабильности положения для эффективной работы, позволяет провести предварительную оценку уровня вибронагруженности такой аппаратуры на ранних этапах проектирования космических аппаратов.

Блинов А.О., Борисов А.В., Мухарлямов Р.Г., Гончарова И.А., Борисова В.Л. «Модель звена переменной длины с управляемой жесткостью и подвижным полюсом для экзокостюма аэрокосмического назначения» Труды Московского авиационного института, № 3(136), с. https://trudymai.ru/published.php?ID=180663 (2024)

Рассмотрена достаточно приближенная к реальности модель звена переменной длины, содержащая магнитно-реологическую жидкость для активного управления ее жесткостью под действием изменяющегося внешнего магнитного поля. Новизна модели заключается в наличии подвижного полюса в нижней точке звена с заданным законом движения. Таким образом, модель звена имеет семь степеней свободы: три поступательных движения полюса, три вращения вокруг полюса и переменная длина звена при движении верхней части относительно полюса. Динамика звена описывается уравнениями Лагранжа, составляющими систему семи обыкновенных дифференциальных уравнений второго порядка. В качестве модели управления выбран программный метод задания движения и на его основе определены моменты и силы, которые необходимо приложить для реализации заданных движений звена. Созданная модель звена при соединении в многозвенную конструкцию может найти применение при разработке экзокостюмов в виде скафандров, защитных экзоскелетов, усиливающих и поддерживающих физические возможности пилотов и космонавтов в авиакосмической отрасли.

Муренко Д.И., Осипов А.Г. «Становление системы наблюдения за искусственными спутниками Земли в Сибири (1957–1965 гг.)» История науки и техники, № 6, с. 3-12 (2024)

Рассмотрены аспекты создания на региональном уровне станций наблюдения за искусственными спутниками Земли (ИСЗ), являвшимися компонентами единой системы, которая охватывала всю страну. Сибирь здесь занимала особое место, поскольку позволяла существенно расширить базис наблюдений. Система станций наблюдения за ИЗС ускорила применение результатов космических исследований в народном хозяйстве, технологий двойного назначения, новых технических средств. Сделан вывод: сибирские станции наблюдения внесли значимый вклад в исследования в области астрономии, геодезии, ионосферы Земли. Становление системы наблюдения ИСЗ позволило произвести значительные изменения учебных программ геодезических специальностей, привело к созданию новых дисциплин и практических курсов в высших учебных заведениях. Ключевые слова: Астросовет, астрономия, базис наблюдений, Сибирь, станции наблюдения за ИСЗ, Академия наук СССР, высшая геодезия, обсерватории, космические исследования, ВПК, оборонная промышленность, ионосфера, простейший спутник.