Копытенко Ю.А., Петрова А.А., Алексеев В.Ф., Гурьев И.С., Лабецкий П.В. «Применение высотных моделей магнитного поля Земли для решения геофизических задач» Космические исследования, 57, № 3, с. 185-191 (2019)

Рассматривается роль высотных моделей магнитного поля Земли в решении геофизических задач c помощью космических аппаратов. Приведены результаты изучения особенностей глубинного строения земной коры в структуре магнитных аномалий по данным высотных измерений на спутниках миссии CHAMP. Показана информативность магнитных аномалий компонент в околоземном космическом пространстве, вычисленных по компонентной модели магнитного поля Земли, для поиска полезных ископаемых в геотермальных районах Центральной Европы и Северной Америки, в зоне месторождений железистых кварцитов Балтийского щита и месторождений углеводородов в нефтегазоносных бассейнах Татарстана, Сибири, Баренцева, Средиземного и Северного морей.

Хренов Б.А., Гарипов Г.К., Зотов М.Ю., Климов П.А., Панасюк М.И., Петров В.Л., Шаракин С.А., Широков А.В., Яшин И.В., Гребенюк В.М., Гринюк А.А., Лаврова М.В., Ткаченко А.В., Ткачев Л.Г., Ботвинко А.А., Сапрыкин О.А., Сеньковский А.Н., Пучков А.Е. «Исследование вспышек излучения атмосферы в области ближнего ультрафиолета с помощью детектора ТУС на борту спутника Ломоносов» Космические исследования, 58, № 5, с. 355-368 (2020)

Орбитальный детектор Трековая Установка (ТУС) – детектор ультрафиолетового (УФ) излучения атмосферы в области длин волн 300–400 нм (ближний ультрафиолет ) с высокой чувствительностью (десятки фотонов, излучаемых в пределах телесного угла 10^–4 ср за время 0.8 мкс) работал в течение полутора лет на борту спутника Ломоносов. Телескоп ТУС имел многоцелевую программу работы, позволяющую регистрировать УФ вспышки от самых коротких, создаваемых широкими атмосферными ливнями, генерируемыми космическими лучами, до длительных, до 1 с, создаваемых метеорами. Среди этих разнообразных явлений наиболее часто встречаются вспышки от молний, как непосредственно создающих свечение, так и вызывающих развитие вторичных разрядов в атмосфере, в верхней атмосфере и ионосфере. Эти разряды различаются как по своей природе, так и по феноменологии – в частности, имеют разную длительность и светимость.

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

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

Вострухин А.А., Головин Д.В., Козырев А.С., Литвак М.Л., Малахов А.В., Митрофанов И.Г., Мокроусов М.И., Томилина Т.М., Бобровницкий Ю.И., Гребенников А.С., Лактионова М.М., Бахтин Б.Н., Сотов А.В. «Исследования микрофонного эффекта для перспективных детекторов нейтронного и гамма-излучения космического применения и методы его подавления» Космические исследования, 56, № 3, с. 228-232 (2018)

Представлены результаты испытаний ряда детекторов космического применения содержащих ФЭУ или высоковольтные электроды на возникновение шумов от “микрофонного эффекта” в сигнальном тракте вследствие внешнего механического воздействия. Предложен способ виброизоляции приборов на борту космического аппарата для снижения уровня их восприимчивости к вибрациям.

Вольвач А.Е., Вольвач Л.Н., Ларионов М.Г., Лахтеенмаки А., Торникоски М., Тамми Д., Йярвела Е., Вера Р.Д.С., Чамани В., Енестам С. «Вспышечная активность блазара АО 0235+164» Космические исследования, 57, № 2, с. 99-104 (2019)

Приведены данные анализа длительного многочастотного мониторинга активного ядра галактики (АЯГ) АО 0235+164 в миллиметровом диапазоне длин волн. С помощью гармонического анализа данных наблюдений определено наличие орбитального и прецессионного периодов в двойной системе из сверхмассивных черных дыр (СМЧД): Т_орб≈2 года, Т_пр≈8 лет. Указанные периоды находятся в согласии с аналогичным периодами, найденными для других ярких АЯГ. В системе АО 0235+164 определены и другие комбинационные периодические составляющие, которые возможно связаны и с нутационным периодом. По данным наблюдений развития вспышечных явлений на разных частотах проведен кросс-корреляционный анализ и определены задержки смещения времени моментов вспышек, происходящих на разных длинах волн. Подтверждено по аналогии с другими АЯГ эмпирическое соотношение, которому подчиняются задержки изменений потоков с частотой, имеющее вид обратнологарифмической зависимости. Характер задержек может указывать на внутренний характер переменности потоков излучения АЯГ, полученный на частотах сантиметрового и миллиметрового диапазона длин волн. Подтверждается гипотеза джетовой активности АЯГ, при которой плазменное образование, перемещаясь от истоков выброса, становится оптически тонким последовательно на все более длинных волнах. Уменьшение задержек между частотами для вспышечного явления 2015 г. в сравнении с предшествующей вспышкой (2008–2009) гг. свидетельствует о возможном изменении конфигурации в АО 0235+164, связанной с уменьшением угла между выбросами и направлением на наблюдателя.

Демянский М.И., Дорошкевич А.Г., Ларченкова Т.И. «Лес линий лайман-альфа как индикатор элементов крупномасштабной структуры» Письма в Астрономический журнал: Астрономия и космическая физика, 46, № 6, с. 383-394 (2020)

Вольвач А.Е., Вольвач Л.Н., Ларионов М.Г., Лахтеенмаки А., Торникоски М., Тамми Д., Йярвела Е., Вера Р.Д.С., Чамани В., Енестам С. «Вспышечная активность блазара АО 0235+164» Космические исследования, 57, № 2, с. 99-104 (2019)

Приведены данные анализа длительного многочастотного мониторинга активного ядра галактики (АЯГ) АО 0235+164 в миллиметровом диапазоне длин волн. С помощью гармонического анализа данных наблюдений определено наличие орбитального и прецессионного периодов в двойной системе из сверхмассивных черных дыр (СМЧД): Т_орб≈2 года, Т_пр≈8 лет. Указанные периоды находятся в согласии с аналогичным периодами, найденными для других ярких АЯГ. В системе АО 0235+164 определены и другие комбинационные периодические составляющие, которые возможно связаны и с нутационным периодом. По данным наблюдений развития вспышечных явлений на разных частотах проведен кросс-корреляционный анализ и определены задержки смещения времени моментов вспышек, происходящих на разных длинах волн. Подтверждено по аналогии с другими АЯГ эмпирическое соотношение, которому подчиняются задержки изменений потоков с частотой, имеющее вид обратнологарифмической зависимости. Характер задержек может указывать на внутренний характер переменности потоков излучения АЯГ, полученный на частотах сантиметрового и миллиметрового диапазона длин волн. Подтверждается гипотеза джетовой активности АЯГ, при которой плазменное образование, перемещаясь от истоков выброса, становится оптически тонким последовательно на все более длинных волнах. Уменьшение задержек между частотами для вспышечного явления 2015 г. в сравнении с предшествующей вспышкой (2008–2009) гг. свидетельствует о возможном изменении конфигурации в АО 0235+164, связанной с уменьшением угла между выбросами и направлением на наблюдателя.

Лашин В.С., Любимов В.В. «Исследование устойчивости угла атаки при спуске на Марс космического аппарата с малой асимметрией» Мехатроника, автоматизация, управление, 19, № 5, с. 355-359 (2018)

Рассматривается спуск космического аппарата с малой аэродинамической и геометрической асимметриями в разреженных слоях марсианской атмосферы при малых значениях угла атаки. Применение метода усреднения позволяет получить уравнение второго приближения для угла атаки, близкое по форме к линейному однородному уравнению. Формулируется условие асимптотической устойчивости при движении спускаемого космического аппарата в атмосфере Марса по углу атаки. Ключевые слова: космический аппарат, твердое тело, угол атаки, устойчивость, асимметрия, угловая скорость, уравнения движения, атмосфера, метод усреднения, квазилинейный случай

Караваев Д.М., Кулешов Ю.В., Лебедев А.Б., Суворов С.С., Щукин Г.Г. «Подспутниковые эксперименты для задач калибровки и валидации данных спутниковых микроволновых радиометров» Космические исследования, 58, № 5, с. 404-411 (2020)

Подспутниковые эксперименты необходимы для калибровки и валидации данных спутниковых микроволновых зондировщиков, для повышения качества и эффективности использования спутниковой информации при решении задач гидрометеорологического обеспечения. В статье рассматриваются вопросы организации тестовых специализированных обсерваторий в подсистеме валидации спутниковых данных, на примере создаваемой в пос. Лехтуси Ленинградской области геофизической обсерватории, приводятся состояние и перспективы ее оснащения современными средствами контактных и дистанционных измерений метеорологических параметров, а также направления научных исследований.

Ульянов О.М., Резниченко А.М., Захаренко В.В., Антюфеев А.В., Королев А.М., Патока А.Н., Присяжный В.И., Поихало А.В., Войтюк В.В., Мамарев В.Н., Ожинский В.В., Власенко В.П., Чмиль В.М., Лебедь В.И., Паламар М.И., Чайковский А.В., Пастернак Ю.В., Стрембицкий М.А., Натаров М.П., Стешенко С.А., Гламаздин В.В., Шубный А.И., Кириленко А.А., Кулик Д.Ю., Коноваленко А.А., Литвиненко Л.Н., Яцкив Я.С. «Создание радиотелескопа РТ-32 на базе антенной системы MARK-4B. 1. Проект модернизации и первые результаты» Радиофизика и радиоастрономия (Украина), 24, № 2, с. 87-116 (2019)

Предмет и цель работы: Создание радиотелескопа на основе антенной системы МАRК-4В, которая была разработана для телекоммуникационных приложений, определение возможностей использования лучеводной антенной системы в широкополосном многодиапазонном режиме работы и оценка характеристик антенны с помощью радиоастрономических измерений. Методы и методология: Комплексный анализ всех систем МАRК-4В дает возможность выделить блоки и узлы, которые подлежат замене или модернизации. Анализ конструкции рефлектора и субрефлектора, лучевода, гофрированного рупора и волноводной системы позволяет определить возможные частотные диапазоны работы создаваемого радиотелескопа. Установка широкополосного приемника с предусмотренной возможностью калибровки по охлаждаемой и неохлаждаемой нагрузке позволяет определить температуру антенной системы. Наведение антенны на калибровочные источники и запись сканов за счет вращения Земли исключает систематические ошибки или погрешности системы наведения. Таким образом определяется ширина диаграммы направленности и эффективная площадь радиотелескопа. Результаты: Произведен анализ конструкции антенны и определены первоочередные этапы реконструкции антенной системы МАRК-4В. Демонтированы узкополосные передатчик и приемник диапазона С и установлен широкополосный приемник (диапазон 4.6–5.1 ГГц ) с детектором и возможностью изменения времени интегрирования сигнала. По результатам наблюдений сделаны первоначальные оценки температуры шумов системы, которые позволяют надеяться на то, что радиотелескоп РТ-32 (г. Золочев, Львовская обл., Украина) совместно с охлаждаемым приемником будет обладать низкими собственными шумами. Рассчитана и установлена новая система наведения антенны, с помощью которой в С диапазоне проведены астрономические тесты ширины диаграммы направленности (≈7.2') и уровня ее боковых лепестков (–12.5 дБ), эффективной площади (≈680 м²) и коэффициента использования поверхности (≈0.84). Заключение: Выполненные измерения и расчеты показывают, что на базе антенной системы МАRК-4В возможно создать высокоэффективный радиоастрономический инструмент. Разработанные на данный момент системы приема и наведения для радиотелескопа РТ-32 свидетельствуют о высоком потенциале украинской науки. Дальнейшая кооперация научных исследований и высоких технологий приведет к созданию эффективного украинского радиотелескопа сантиметрового диапазона.

Антюфеев А.В., Королев А.М., Патока А.Н., Шульга В.М., Ульянов О.М., Резниченко А.М., Захаренко В.В., Присяжный В.И., Поихало А.В., Войтюк В.В., Мамарев В.Н., Ожинский В.В., Власенко В.П., Чмиль В.М., Лебедь В.И., Паламар М.И., Чайковский А.В., Пастернак Ю.В., Стрембицкий М.А., Натаров М.П., Стешенко С.А., Гламаздин В.В., Шубный А.И., Кириленко А.А., Кулик Д.Ю., Пилипенко А.М. «Создание радиотелескопа РТ-32 на базе антенной системы MARK-4B. 2. Оценка возможности проведения спектральных наблюдений радиоастрономических объектов» Радиофизика и радиоастрономия (Украина), 24, № 3, с. 163-183 (2019)

Предмет и цель работы: Исследуются технические возможности антенной системы МАRК-4В для ее дальнейшего использования в качестве 32 метрового радиотелескопа (РТ-32) и последующего проведения одновременных спектральных радиоастрономических наблюдений в C и K диапазонах. Методы и методология: В исследованиях используются результаты наших собственных измерений, проведенных на антенной системе МАRK-4В, экспертные оценки, открытые источники информации, техническая документация антенной системы МАRK-4В, методы радиоастрономии, методы компьютерного моделирования и сравнительный анализ основных параметров данной антенны с аналогичными параметрами действующих радиотелескопов мирового уровня. Комбинирование разных подходов позволяет определить требования к приемной системе, к параметрам спектроанализатора, методикам калибровки и оптимизировать процедуры модернизации антенной системы МАRK-4В. Результаты: Определены основные параметры радиотелескопа, необходимые для проведения спектральных наблюдений в C и K диапазонах. Уточнены возможности системы наведения. Для рабочего диапазона частот антенной системы МАRK-4В рассмотрены основные доступные для исследований спектральные линии различных молекул. Приведен перечень переходов, излучающих наиболее интенсивные спектральные линии. Сформулированы радиоастрономические задачи, которые возможно решать с использованием МАRK-4В в режиме спектральных наблюдений в C и K диапазонах. Оценены необходимые параметры спектроанализатора и значения собственной температуры шумов приемника и всей системы приема в целом. Описаны методики калибровки регистрируемого сигнала, которые будут использованы для проведения спектральных наблюдений. Заключение: Исследования, представленные в этой статье, показывают, что для проведения спектральных наблюдений на базе лучеводной антенной системы МАRK-4В возможно создать радиотелескоп РТ-32 с качественными техническими характеристиками, соответствующими лучшим мировым аналогам. Модернизация лучеводной антенной системы МАRK-4В позволит на первом этапе создать в Украине двухдиапазонный радиотелескоп, на котором возможно будет проводить одновременные спектральные и/или континуальные наблюдения в C и K диапазонах. В последующем количество одновременно работающих диапазонов может быть увеличено.

Левин В.А., Зингерман К.М., Вершинин А.В., Подпружников И.А. «Подход к исследованию распространения упругих волн в решетчатых структурах, образованных стержнями переменной кривизны» Ученые записки Казанского государственного университета. Серия Физико-математические науки, 161, № 3, с. 365-376 (2019)

Исследовано влияние структурной неоднородности решетчатых конструкций на распространение упругих волн в них. Моделирование осуществлено в рамках механики деформируемого твердого тела на основе балочной модели плоских решетчатых структур с криволинейными упругими балками варьируемой кривизны. Изготовление таких структур возможно с использованием аддитивных технологий. Расчеты выполнены методом конечных элементов в системе инженерного прочностного анализа Фидесис. Исследовано распространение волн в решетчатых структурах двух типов: лифтовой и звездчато-круговой решетках. Выполнено сопоставление результатов для решеток с равномерно изогнутыми стержнями и решеток, кривизна стержней которых меняется в определенном направлении. Проанализировано влияние частоты колебаний на распространение упругих волн в решетчатых структурах.

Алексеев Г.В., Левин В.А., Терешко Д.А. «Проектирование тепловых концентраторов наивысшей эффективности на основе оптимизационного метода» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 491, № 1, с. 71-74 (2020)

Рассматриваются обратные задачи для двухмерной модели теплопереноса, возникающие при разработке технологий проектирования тепловых концентраторов. С помощью оптимизационного метода указанные задачи сводятся к конечномерным экстремальным задачам, для решения которых применяется метод роя частиц. Показано, что спроектированные с помощью оптимизационного метода концентраторы просты в реализации и обладают наивысшей эффективностью в рассматриваемом классе устройств.

Панков А.В., Токарь В.Л., Петронюк Ю.С., Левин В.М., Мороков Е.С., Рыжова Т.Б., Гулевский И.В. «Определение характеристик трещиностойкости слоистых углепластиков на образцах без инициатора трещины с применением метода акустической микроскопии» Заводская лаборатория. Диагностика материалов, 86, № 8, с. 58-65 (2020)

Одним из параметров трещиностойкости углепластиков является вязкость разрушения, которая представляет собой изменение энергии упругой деформации элемента конструкции при увеличении площади трещины на единицу в момент страгивания. В процессе исследования вязкости разрушения определяется положение фронта трещины – исходной и полученной в результате ее роста. Существующие в настоящее время стандарты испытаний (СТО ЦАГИ, ASTM D7905) определяют вязкость по моде сдвига G_IIc на образцах с инициатором трещины. Такой способ не отражает реальные условия возникновения трещин в конструкциях из ПКМ и может приводить к снижению точности при определении нагрузки страгивания трещины. В ЦАГИ разработана методика определения вязкости разрушения ПКМ при сдвиге G_IIc на образцах без стандартного инициатора расслоений. Цель работы – проведение исследований для отработки данной методики. Значения G_IIc определяли для трещины, образованной сдвигом в условиях трехточечного изгиба после расклинивания. Для определения положения и формы фронта трещины, а также оценки динамики ее распространения при последующих нагрузках вместо стандартного визуального наблюдения ее границ с торцевой поверхности образцов использовали ультразвуковые методы – ультразвуковую дефектоскопию и акустическую микроскопию. Установлено, что акустическая микроскопия на частоте 50 МГц позволяет определять положение фронта трещины в образцах из углепластика на глубине 3,0–3,5 мм с высоким разрешением, в данном случае – 100 мкм. Отмечены особенности распространения трещины в процессе роста в условиях сдвига. Результаты исследований показали, что высокая точность акустической микроскопии по сравнению с традиционной ультразвуковой диагностикой востребована при определении формы трещины, для анализа динамики ее распространения и выявления механизмов распространения межслоевых трещин в композиционной среде.

Ружич В.В., Вахромеев А.Г., Левина Е.А., Сверкунов С.А., Шилько Е.В. «Об управлении режимами сейсмической активности в сегментах тектонических разломов с применением вибрационных воздействий и закачки растворов через скважины» Физическая мезомеханика: Международный журнал, 23, № 3, с. 55-69 (2020)

С позиций физической механики анализируются возможности нового подхода к эффективному решению проблемы обеспечения сейсмической безопасности, основанного на применении контролируемых техногенных воздействий на сейсмоопасные сегменты разломных зон. Подход разработан на основе натурных экспериментов во фрагментах сейсмоактивных разломов Байкальской рифтовой зоны и коллизионных структур Монголии. В статье приводятся примеры применения техногенных виброимпульсных воздействий на высоконапряженные участки зон разломов в сочетании с управляемой закачкой жидкостей через глубокие скважины. Обсуждение результатов воздействий на изучаемые фрагменты разломных зон проводится на основе результатов геологического исследования физико-химических процессов в зонах длительно живущих сейсмоактивных разломов и современных достижений в области глубокого бурения при разработке и эксплуатации месторождений углеводородов. Обосновывается концепция управляемой релаксации сдвиговых напряжений в потенциально опасных сегментах разломов, в которых выявляются признаки подготовки опасных очагов землетрясений. Обсуждаются возможности реализации данной концепции в ближайшей перспективе.

Рязанов В.В., Ледков А.С. «Увод наноспутника с низкой орбиты с помощью ионного потока» Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Математика. Механика. Информатика, 20, № 2, с. 82-93 (2020)

Работа посвящена проблеме удаления наноспутников формата CubSat3U бесконтактным способом с помощью ионного потока, создаваемого двигателем активного космического аппарата с низкой околоземной орбиты. Преимуществом такого способа является отсутствие необходимости дополнительных средств стыковки и захвата. Разработан а математическая модель, описывающая плоское движение наноспутника под действием ионного потока с учетом гравитационных сил. Для моделирования силового воздействия ионного потока на CubSat3U применены два подхода. Первый подразумевает использование известных безразмерных аэродинамических коэффициентов. Второй основан на разбиении тела на треугольники и вычислении воздействия на каждый из них, при этом применена гипотеза о полном диффузном отражении частиц от поверхности. Проведено моделирование спуска наноспутника с низкой орбиты до поверхности Земли и показано, что оба подхода дают близкие результаты, в частности разница во времени спуска с высоты 500 км не превышает 4%, и аэродинамические характеристики могут быть использованы на этапе предварительного проектирования программы увода нефункционирующего спутника. Полученные результаты можно использовать при управлении ионным потоком и при моделировании движения системы бесконтактного удаления космического мусора.

Бочкарёв С.А., Лекомцев С.В., Матвеенко В.П. «Аэроупругая устойчивость цилиндрических оболочек с эллиптическим поперечным сечением» Известия Российской академии наук. Механика твердого тела, № 5, с. 151-160 (2020)

Представлена математическая постановка и алгоритм ее численной реализации, предназначенные для исследования аэроупругой устойчивости цилиндрических оболочек произвольного поперечного сечения. Решение задачи осуществляется в трехмерной постановке с использованием метода конечных элементов. Достоверность полученных результатов подтверждена сравнением с известными решениями для круговых оболочек. Проанализированы зависимости статического давления в невозмущенном потоке газа, при котором происходит потеря устойчивости, полученные при разных отношениях полуосей эллипса и вариантах кинематических граничных условий. Продемонстрирована возможность повышения границ аэроупругой устойчивости цилиндрической оболочки с эллиптическим поперечным сечением по сравнению с круговой конфигурацией в случае консольного закрепления.

Леляков А.П., Ханейчук О.В. «Решение уравнений Эйнштейна для замкнутой нуль-струны с осевой симметрией, радиально увеличивающей свой размер» Вестник Московского университета. Серия 3: Физика. Астрономия, № 1, с. 18-24 (2020)

Найдено решение уравнений Эйнштейна для замкнутой нуль-струны с осевой симметрией, радиально увеличивающей свой размер. Подтверждена возможность выбора идеального газа нуль-струн в качестве доминантного источника гравитации при исследовании нуль-струнного механизма инфляции в пространствах Фридмана–Робертсона–Уокера. Показано отсутствие предельного перехода между найденным решением и решением для замкнутой нуль-струны в форме окружности, радиально изменяющей свой размер, что говорит об устойчивости конфигурации замкнутой нуль-струны в виде окружности при движении во внешнем гравитационном поле. Отмечено, что часть свойств газа нуль-струн, например, таких как способность к образованию доменной структуры, существование устойчивых поляризованных состояний (мультиструнных систем), не зависит от формы нуль-струны, однако динамика пробной нуль-струны в поле такой мультиструнной системы будет иметь особенности.

Кириченко Д.В., Клейменов В.В., Багров А.В., Леонов В.А., Кислицкий М.И. «Космическая система для оперативного выявления космогенных угроз» Космические исследования, 56, № 2, с. 182-186 (2018)

DOI: https://doi.org/10.7868/S0023420618020115

Ли Ц., Варсегов В.Л. «Расчетное исследование взаимодействия с потоком поперечных дозвуковых и сверхзвуковых осесимметричных струй» Известия высших учебных заведений. Авиационная техника, № 3, с. 80-88 (2019)

Проведено расчетное исследование газодинамики течения и процессов смесеобразования при взаимодействии с потоком дозвуковых и сверхзвуковых недорасширенных осесимметричных веерных струй применительно к вопросам газодинамической стабилизации пламени. Показано различие газодинамических и массообменных характеристик течения, формирующегося при взаимодействии с потоком дозвуковых и сверхзвуковых струй.

Мирошниченко Л.И., Ли Ч., Янке В.Г. «Малые наземные возрастания солнечных космических лучей в 24-ом цикле солнечной активности» Космические исследования, 58, № 3, с. 191-198 (2020)

Представлены первые (предварительные) результаты систематического поиска малых наземных возрастаний солнечных космических лучей (СКЛ) в 24-м цикле солнечной активности. Поиск проводится по данным мировой сети нейтронных мониторов с учетом результатов прямых спутниковых измерений. Исходное предположение состоит в том, что такие возрастания указывают на возможное ускорение солнечных частиц на ударных волнах, которые генерируются выбросами коронального вещества. Решающим аргументом для проверки гипотезы может служить форма интегрального спектра ускоренных частиц по наблюдениям на нейтронных мониторах и измерениям на околоземных космических аппаратах. Изучение спектров свидетельствуют об информативности нашего подхода для лучшего понимания свойств источников СКЛ.

Иванов С.А., Либенсон Е.Б. «Характеристики флюктуаций эхосигналов для многолучевого гидроакустического канала при направленном приёме в вертикальной плоскости в глубоком море» Гидроакустика, № 4(40), с. 26-40 (2019)

Представлены результаты оценки характеристик флюктуаций амплитуды откликов согласованного фильтра (СФ) в многолучевом гидроакустическом канале. Рассмотрена взаимосвязь между параметрами многолучевой структуры и характеристиками флюктуаций при совместном учёте разрешающей способности гидролокатора по времени и его пространственной разрешающей способности по углу в вертикальной плоскости. Исследования проведены на программном макете для глубокого моря на примере гидроакустических условий Японского моря в осенний период.

Селищев А.А., Ливанская М.А., Козырев Д.А. «Оптимизация конструктивной схемы составного пьезокерамического преобразователя» Известия Российской академии ракетных и артиллерийских наук, № 4(109), с. 115-121 (2019)

Предлагается вариант конструктивного исполнения составного пьезокерамического преобразователя для применения в составе многоэлементных фазированных антенных решеток (ФАР) на диапазон частот от 30 до 80 кГц. Внешний диаметр преобразователя составляет 9 мм, что позволяет сформировать антенну с межцентровым расстоянием 10 мм. По результатам экспериментальных исследований макета антенны подтверждена возможность разработки конструкции ФАР, обеспечивающей работу в широком диапазоне частот со значениями f_н=40 кГц и f_в=70 кГц, при этом может быть получена чувствительность на излучение 15,5 Па/В и 25,9 Па/В на расстоянии 1 м соответственно.

Линчевский И.В., Петрищев О.Н. «Поверхностные акустические волны в Z-срезах пьезоэлектрических монокристаллов гексагональной сингонии» Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника, 63, № 3, с. 183-196 (2020)

Предложена новая постановка задачи о расчете кинематических и динамических характеристик поверхностных акустических волн в пьезоэлектрических монокристаллах, а также методика ее решения с учетом существования рассеивания электрического поля на поверхности кристалла, не покрытого электродами, и вихревой составляющей электрического поля в общем случае. На примере Z-среза монокристаллов гексагональной сингонии показана процедура математического описания поверхностных акустических волн в нулевом приближении. Построена система собственных функций и определены собственные числа, однородной граничной задачи для случая плоского деформированного состояния. Полученные общие решения в частном случае изотропии упругих свойств деформируемого твердого тела сводятся к общеизвестным формулировкам для поверхностных волн Рэлея. Показано, что поверхностные акустические волны в Z-срезах монокристаллов ZnO и CdS, подобно волнам Рэлея в изотропном упругом полупространстве, существуют в узкой приповерхностной области, а учет выхода электромагнитного поля за пределы монокристалла, на поверхностях, которые не покрыты электродами и вихревой части электрической составляющей поля позволил выявить тот факт, что вертикальная компонента вектора смещений материальных частиц имеет максимальное значение не на самой поверхности кристалла, а на глубине (0,15–0,2)λ. Аналогичная особенность релеевских волн характерна и для изотропных образцов. Наличие локального экстремума (в пределах 7%) характерно для вертикальной компоненты вектора смещений в приповерхностной области толщиной 0,25λ. При погружении вглубь пьезоэлектрика на расстояние больше двух с половиной длин волн уровни смещений материальных частиц убывают более чем на порядок.

Будников А.А., Малахова Т.В., Иванова И.Н., Линченко Е.В. «Применение пассивного акустического метода для детектирования и оценки потоков мелководных пузырьковых газовыделений» Вестник Московского университета. Серия 3: Физика. Астрономия, № 6, с. 107-113 (2019)

В работе предложен и апробирован пассивный акустический метод оценки потока подводных пузырьковых газовыделений для мелководных районов. Метод основан на связи частоты аудиосигнала, производимого пузырьком газа при отрыве от выходного подводного канала, с размером пузырька. В проведенных лабораторных экспериментах при генерации в толще жидкости пузырьков размером от 2 до 15 мм были зафиксированы частоты аудиосигналов, лежащие в диапазоне от 2.7 до 0.4 кГц. При анализе акустических записей, выполненных вблизи действующих мелководных сипов в бухте Ласпи, идентифицирована серия коротких аудиосигналов, производимых выделяющимися пузырьками метана, длительностью 0.5» с, сгруппированных в пакеты, содержащие порядка десяти импульсов. Для двух исследованных сипов в частотном спектре проведенных записей зафиксированы частотные пики, с максимумами, приходящимися на 1 и 1.4 кГц. Согласно теоретической оценке диаметров пузырьков, генерирующих подобный сигнал, составляет 7 мм и 5 мм, соответственно. С учетом интенсивности пузырьковой разгрузки, рассчитанный поток газа составил 40 и 6 л/сут, соответственно.

Садовничий В.А., Панасюк М.И., Липунов В.М., Богомолов А.В., Богомолов В.В., Гарипов Г.К., Горбовской Е.С., Зимнухов Д.С., Июдин А.Ф., Казначеева М.А., Калегаев В.В., Климов П.А., Ковтюх А.С., Корнилов В.Г., Кузнецов Н.В., Максимов И.А., Мить С.К., Оседло В.И., Петров В.Л., Подзолко М.В., Попова Е.П., Поройков А.Ю., Рубинштейн И.А., Салеев К.Ю., Свертилов С.И., Тулупов В.И., Хренов Б.А., Чазов В.В., Чепурнов А.С., Штундер Я.А., Шустова А.Н., Яшин И.В. «Мониторинг природных и техногенных космических угроз: результаты миссии Ломоносов и проект Универсат–СОКРАТ» Космические исследования, 57, № 1, с. 46-56 (2019)

Рассматривается результаты экспериментов на спутнике Ломоносов по наблюдению природных и техногенных космических угроз, в том числе электромагнитных транзиентов, космического мусора. Также обсуждается новый космический проект МГУ имени М.В. Ломоносова Универсат–СОКРАТ по созданию группировки спутников для мониторинга в реальном времени в околоземном космическом пространстве: радиационной обстановки; потенциально опасных объектов естественного (астероиды, метеороиды) и техногенного происхождения (космический мусор), а также космических и атмосферных гамма-всплесков, вспышек оптического и ультрафиолетового излучения из атмосферы Земли.

Малахов А.В., Митрофанов И.Г., Литвак М.Л., Санин А.Б., Головин Д.В., Дьячкова М.В., Никифоров С.Ю., Аникин А.А., Лисов Д.И., Лукьянов Н.В., Мокроусов М.И. «“Оазисы" льдистой вечной мерзлоты вблизи экватора Марса: нейтронное картографирование планеты по данным прибора ФРЕНД на борту спутника TGO Российско-европейского проекта “ЭКЗОМАРС”» Письма в Астрономический журнал: Астрономия и космическая физика, 46, № 6, с. 435-450 (2020)

Представлены первые результаты анализа данных орбитального нейтронного зондирования поверхности Марса прибором ФРЕНД на борту марсианского спутника ЕКА Trace Gas Orbiter. Регистрация нейтронного излучения планеты проводится с высоким пространственным разрешением, что позволяет сопоставлять данные о пространственной переменности потока эпитепловых нейтронов с геоморфологическими структурами рельефа. Локальные области понижения потока нейтронов указывают на присутствие в веществе поверхности значительного количества атомов водорода, который предположительно входит в состав молекул воды. На экваториальных широтах планеты обнаружены локальные области, для которых значительное уменьшение потока эпитепловых нейтронов указывает на большую массовую долю водяного льда в составе вещества, от нескольких десятков до 100%. Учитывая высокое содержание льда, эти области предложено назвать “оазисами” льдистой вечной мерзлоты. Приведены оценки массовой доли льда для семи таких областей, полученные на основе анализа данных нейтронных измерений и сквозного численного моделирования всего физического процесса нейтронного зондирования Марса с орбиты прибором ФРЕНД. Обсуждаются возможные причины образования таких “оазисов” и значение их обнаружения для будущих исследований Марса.

Вострухин А.А., Головин Д.В., Козырев А.С., Литвак М.Л., Малахов А.В., Митрофанов И.Г., Мокроусов М.И., Томилина Т.М., Бобровницкий Ю.И., Гребенников А.С., Лактионова М.М., Бахтин Б.Н., Сотов А.В. «Исследования микрофонного эффекта для перспективных детекторов нейтронного и гамма-излучения космического применения и методы его подавления» Космические исследования, 56, № 3, с. 228-232 (2018)

Представлены результаты испытаний ряда детекторов космического применения содержащих ФЭУ или высоковольтные электроды на возникновение шумов от “микрофонного эффекта” в сигнальном тракте вследствие внешнего механического воздействия. Предложен способ виброизоляции приборов на борту космического аппарата для снижения уровня их восприимчивости к вибрациям.

Малахов А.В., Митрофанов И.Г., Литвак М.Л., Санин А.Б., Головин Д.В., Дьячкова М.В., Никифоров С.Ю., Аникин А.А., Лисов Д.И., Лукьянов Н.В., Мокроусов М.И. «“Оазисы" льдистой вечной мерзлоты вблизи экватора Марса: нейтронное картографирование планеты по данным прибора ФРЕНД на борту спутника TGO Российско-европейского проекта “ЭКЗОМАРС”» Письма в Астрономический журнал: Астрономия и космическая физика, 46, № 6, с. 435-450 (2020)

Представлены первые результаты анализа данных орбитального нейтронного зондирования поверхности Марса прибором ФРЕНД на борту марсианского спутника ЕКА Trace Gas Orbiter. Регистрация нейтронного излучения планеты проводится с высоким пространственным разрешением, что позволяет сопоставлять данные о пространственной переменности потока эпитепловых нейтронов с геоморфологическими структурами рельефа. Локальные области понижения потока нейтронов указывают на присутствие в веществе поверхности значительного количества атомов водорода, который предположительно входит в состав молекул воды. На экваториальных широтах планеты обнаружены локальные области, для которых значительное уменьшение потока эпитепловых нейтронов указывает на большую массовую долю водяного льда в составе вещества, от нескольких десятков до 100%. Учитывая высокое содержание льда, эти области предложено назвать “оазисами” льдистой вечной мерзлоты. Приведены оценки массовой доли льда для семи таких областей, полученные на основе анализа данных нейтронных измерений и сквозного численного моделирования всего физического процесса нейтронного зондирования Марса с орбиты прибором ФРЕНД. Обсуждаются возможные причины образования таких “оазисов” и значение их обнаружения для будущих исследований Марса.

Литвиненко Л.Н., Литвиненко В.В. «Колебание Фернау и ритмы лет с четырьмя полярными затмениями за последние два тысячелетия» Географическая среда и живые системы. Предыдущее название: Вестник Московского государственного областного университета. Серия: Естественные науки (с 2004 по 2019 год), № 1, с. 7-30 (2020)

Цель. Выявить связь между числом лет с четырьмя и пятью полярными солнечными затмениями в столетии и периодами пессимумов, которые характеризуют наступление альпийских ледников в малые ледниковые периоды VI–VII, XII–XIII, XVII–XIX вв. Процедура и методы исследования. Авторами изучены, обобщены и рассчитаны данные по числу лет с четырьмя (пятью) полярными затмениями в столетии с 2000 г. до н.э. по 3000 г. н.э. Годы с четырьмя-пятью полярными затмениями часто бывают холодными или аномально холодными. Логический и графический анализ, а также синтез различных данных за первое и второе тысячелетия н.э. выявили, что столетия с частой повторяемостью таких лет (15–17 случаев) с промежутками между ними 3, 4, 7 лет соответствуют периодам оледенения Позднеантичного ледникового периода и колебания Фернау. И наоборот, в периоды Римского и Средневекового оптимумов, когда число лет с четырьмя (пятью) полярными затмениями составляло 2–5 случаев за столетие, наблюдались потепление и деградация ледников. Результаты исследования. Авторами показано, что антропогенные причины современного потепления, которое продлится до середины XXII в., вторичны. Первичны орбитально-космические факторы, которые обусловливают изменение положения суммарного вектора сил тяготения Луны и Солнца. Визуально его положение описывает движение оси конуса тени солнечных затмений по Земному шару от экваториальных до полярных широт. В современное время число лет с четырьмя полярными затмениями, как и в межледниковые периоды, не превышает 6–7 случаев. Теоретическая и практическая значимость. Результаты исследования могут использоваться при ретроанализе периодов оледенений в прошлом и прогнозировании их в будущем. При этом необходимо учитывать, что солнечная активность, вулканическая деятельность, интенсивность течений, теплообмен с Мировым океаном могут заметно усилить или ослабить проявление как оптимумов, так и пессимумов. На основании результатов исследования авторы предполагают, что во второй половине XXII столетия и в течение всего XXIV в. будет отмечаться наступление альпийских ледников.1

Литвиненко Л.Н., Литвиненко В.В. «Колебание Фернау и ритмы лет с четырьмя полярными затмениями за последние два тысячелетия» Географическая среда и живые системы. Предыдущее название: Вестник Московского государственного областного университета. Серия: Естественные науки (с 2004 по 2019 год), № 1, с. 7-30 (2020)

Цель. Выявить связь между числом лет с четырьмя и пятью полярными солнечными затмениями в столетии и периодами пессимумов, которые характеризуют наступление альпийских ледников в малые ледниковые периоды VI–VII, XII–XIII, XVII–XIX вв. Процедура и методы исследования. Авторами изучены, обобщены и рассчитаны данные по числу лет с четырьмя (пятью) полярными затмениями в столетии с 2000 г. до н.э. по 3000 г. н.э. Годы с четырьмя-пятью полярными затмениями часто бывают холодными или аномально холодными. Логический и графический анализ, а также синтез различных данных за первое и второе тысячелетия н.э. выявили, что столетия с частой повторяемостью таких лет (15–17 случаев) с промежутками между ними 3, 4, 7 лет соответствуют периодам оледенения Позднеантичного ледникового периода и колебания Фернау. И наоборот, в периоды Римского и Средневекового оптимумов, когда число лет с четырьмя (пятью) полярными затмениями составляло 2–5 случаев за столетие, наблюдались потепление и деградация ледников. Результаты исследования. Авторами показано, что антропогенные причины современного потепления, которое продлится до середины XXII в., вторичны. Первичны орбитально-космические факторы, которые обусловливают изменение положения суммарного вектора сил тяготения Луны и Солнца. Визуально его положение описывает движение оси конуса тени солнечных затмений по Земному шару от экваториальных до полярных широт. В современное время число лет с четырьмя полярными затмениями, как и в межледниковые периоды, не превышает 6–7 случаев. Теоретическая и практическая значимость. Результаты исследования могут использоваться при ретроанализе периодов оледенений в прошлом и прогнозировании их в будущем. При этом необходимо учитывать, что солнечная активность, вулканическая деятельность, интенсивность течений, теплообмен с Мировым океаном могут заметно усилить или ослабить проявление как оптимумов, так и пессимумов. На основании результатов исследования авторы предполагают, что во второй половине XXII столетия и в течение всего XXIV в. будет отмечаться наступление альпийских ледников.1

Ульянов О.М., Резниченко А.М., Захаренко В.В., Антюфеев А.В., Королев А.М., Патока А.Н., Присяжный В.И., Поихало А.В., Войтюк В.В., Мамарев В.Н., Ожинский В.В., Власенко В.П., Чмиль В.М., Лебедь В.И., Паламар М.И., Чайковский А.В., Пастернак Ю.В., Стрембицкий М.А., Натаров М.П., Стешенко С.А., Гламаздин В.В., Шубный А.И., Кириленко А.А., Кулик Д.Ю., Коноваленко А.А., Литвиненко Л.Н., Яцкив Я.С. «Создание радиотелескопа РТ-32 на базе антенной системы MARK-4B. 1. Проект модернизации и первые результаты» Радиофизика и радиоастрономия (Украина), 24, № 2, с. 87-116 (2019)

Предмет и цель работы: Создание радиотелескопа на основе антенной системы МАRК-4В, которая была разработана для телекоммуникационных приложений, определение возможностей использования лучеводной антенной системы в широкополосном многодиапазонном режиме работы и оценка характеристик антенны с помощью радиоастрономических измерений. Методы и методология: Комплексный анализ всех систем МАRК-4В дает возможность выделить блоки и узлы, которые подлежат замене или модернизации. Анализ конструкции рефлектора и субрефлектора, лучевода, гофрированного рупора и волноводной системы позволяет определить возможные частотные диапазоны работы создаваемого радиотелескопа. Установка широкополосного приемника с предусмотренной возможностью калибровки по охлаждаемой и неохлаждаемой нагрузке позволяет определить температуру антенной системы. Наведение антенны на калибровочные источники и запись сканов за счет вращения Земли исключает систематические ошибки или погрешности системы наведения. Таким образом определяется ширина диаграммы направленности и эффективная площадь радиотелескопа. Результаты: Произведен анализ конструкции антенны и определены первоочередные этапы реконструкции антенной системы МАRК-4В. Демонтированы узкополосные передатчик и приемник диапазона С и установлен широкополосный приемник (диапазон 4.6–5.1 ГГц ) с детектором и возможностью изменения времени интегрирования сигнала. По результатам наблюдений сделаны первоначальные оценки температуры шумов системы, которые позволяют надеяться на то, что радиотелескоп РТ-32 (г. Золочев, Львовская обл., Украина) совместно с охлаждаемым приемником будет обладать низкими собственными шумами. Рассчитана и установлена новая система наведения антенны, с помощью которой в С диапазоне проведены астрономические тесты ширины диаграммы направленности (≈7.2') и уровня ее боковых лепестков (–12.5 дБ), эффективной площади (≈680 м²) и коэффициента использования поверхности (≈0.84). Заключение: Выполненные измерения и расчеты показывают, что на базе антенной системы МАRК-4В возможно создать высокоэффективный радиоастрономический инструмент. Разработанные на данный момент системы приема и наведения для радиотелескопа РТ-32 свидетельствуют о высоком потенциале украинской науки. Дальнейшая кооперация научных исследований и высоких технологий приведет к созданию эффективного украинского радиотелескопа сантиметрового диапазона.

Панишко С.К., Литвиненко О.А. «Особенности поведения спектрального индекса ионосферных мерцаний по наблюдениям космических радиоисточников в декаметровом диапазоне волн» Радиофизика и радиоастрономия (Украина), 24, № 1, с. 44-54 (2019)

Предмет и цель работы: С точки зрения радиоастрономии, ионосферные мерцания дискретных космических радиоисточников являются нежелательным эффектом. Вместе с тем ионосферные мерцания несут информацию о турбулентности ионосферы и являются отдельным объектом исследования. По наблюдениям на радиотелескопе УРАН-4 мощных космических радиоисточников (3С144, 3С274, 3С405 и 3С461) на частотах 20 и 25 МГц получены оценки параметров ионосферных мерцаний: индекса, характерного периода и спектрального индекса. Взаимосвязь спектрального индекса мерцаний, измеренного по временному спектру мерцаний, со спектральным индексом пространственного спектра неоднородностей позволяет рассматривать первый как показатель изменения неоднородной структуры ионосферы. Целью работы является анализ особенности поведения спектрального индекса ионосферных мерцаний в сравнении с поведением индекса ионосферных мерцаний на разных временных интервалах. Методы и методология: Для анализа данных ионосферных мерцаний применялись статистические методы. Результаты: Получены оценки параметров ионосферных мерцаний космических радиоисточников за период 1998–2007 гг. Показано, что средние для каждого радиоисточника значения спектрального индекса зависят от угловой высоты, на которой наблюдается источник, чего не обнаружено для индекса мерцаний. Сравнение трендов среднегодовых значений не показывает корреляции спектрального индекса с индексами солнечной и геомагнитной активности (F10.7 – потоком солнечного радиоизлучения на длине волны 10.7 см, и Ap-индексом). Для среднемесячных значений характерна хорошо выраженная сезонно-суточная зависимость. Максимальные значения спектрального индекса проявляются, в основном, в ночное время суток, но наблюдается также небольшое увеличение в дневное время с 9:00 до 11:00. Для разных временных интервалов поведение параметров ионосферных мерцаний, полученных для радиоисточников, наблюдающихся на больших угловых высотах (3С405 и 3С461), заметно отличается от поведения параметров для радиоисточников, наблюдающихся на более низких угловых высотах. Заключение: Использование данных, полученных в результате многолетнего мониторинга группы дискретных космических радиоисточников на радиотелескопе УРАН-4, позволило исследовать поведение спектральных индексов ионосферных мерцаний на большом временном интервале. Обнаруженные особенности поведения спектральных индексов ионосферных мерцаний космических радиоисточников требуют дальнейшего анализа для объяснения в рамках существующих сейчас представлений о распространении радиоволн в такой неоднородной среде, как ионосфера.

Шепелев В.А., Литвиненко О.А., Георгиева К., Киров Б. «Влияние солнечного ветра на интерферометрические наблюдения в декаметровом диапазоне» Радиофизика и радиоастрономия (Украина), 25, № 2, с. 87-99 (2020)

Предмет и цель работы: Исследуется влияние ионосферы Земли и межпланетной плазмы на радиоастрономические, в частности интерферометрические, наблюдения на декаметровых волнах. При дифракции на слое плазмы с неоднородностями электронной концентрации наблюдаются амплитудные и фазовые флуктуации поля падающей электромагнитной волны. При интерферометрических наблюдениях фазовые флуктуации выходного сигнала вызывают уменьшение времени когерентности и увеличение ширины спектра отклика интерферометра, что приводит к ограничению времени когерентного накопления и снижает чувствительность инструмента. Целью работы является определение степени влияния ионосферных и межпланетных мерцаний на чувствительность интерферометрических наблюдений и оценка возможности повышения чувствительности, что необходимо при исследовании угловой структуры слабых компактных радиоисточников. Методы и методология: Для определения вклада ионосферных мерцаний в увеличение ширины спектра выходного сигнала интерферометра был выбран радиоисточник с угловыми размерами, исключающими его мерцание на неоднородностях солнечного ветра, однако дающими возможность наблюдать его на интерферометре УРАН-2 с базой 153 км. Обработка большого количества наблюдательных данных позволила определить ширину спектра сигнала на выходе этого интерферометра в условиях амплитудных и фазовых мерцаний на ионосферных неоднородностях. Затем интерферометр был использован для наблюдения компактного радиоисточника, на принимаемый сигнал которого влияют как ионосфера, так и межпланетная среда. Предварительно полученные параметры ширины спектра ионосферных мерцаний позволили выделить влияние именно неоднородностей межпланетной среды на интерферометрический отклик. Результаты: Определены пределы изменения времени когерентного накопления из-за влияния межпланетной плазмы. Даны рекомендации по изменению методики наблюдений для более корректного и эффективного исследования слабых компактных объектов с помощью сети интерферометров УРАН на декаметровых волнах. Обнаружено влияние крупномасштабных особенностей структуры солнечного ветра, связанных с формой силовых линий межпланетного магнитного поля и видом пространственного спектра неоднородностей, на чувствительность низкочастотных интерферометрических наблюдений. Зарегистрировано повышение турбулентности межпланетной среды за орбитой Земли длительностью до нескольких суток, сопряженное с проявлениями спорадической активности Солнца. Заключение: Проведенное исследование позволяет определить пределы влияния межпланетной среды на чувствительность интерферометрических наблюдений и установить оптимальные элонгации для проведения исследований угловой структуры слабых радиоисточников. Учет влияния солнечной активности можно использовать для кратковременного прогноза при определении стратегии высокочувствительных наблюдений. Методика определения турбулентности солнечного ветра может быть применена для исследования процесса взаимодействия солнечных событий с межпланетной средой.

Андрианов М.Н., Костенко В.И., Лихачев С.Ф. «О повышенной спектральной эффективности и пропускной способности в канале передачи данных на линии космический аппарат–наземная станция слежения» Космические исследования, 56, № 1, с. 85-92 (2018)

Рассмотрены алгоритмы практического повышения скорости передачи данных на линии космический аппарат–наземная станция слежения применением спектрально эффективных методов модуляции, технологии ортогонального частотного уплотнения сигналов, использования миллиметрового диапазона радиоволн. Определены достоинства и недостатки каждого из трех алгоритмов. Показано существенное преимущество передачи данных в миллиметровом диапазоне.

Андрианов М.Н., Костенко В.И., Лихачев С.Ф. «Влияние тропосферы на пропускную способность линии связи "космический аппарат–наземная станция слежения"» Космические исследования, 57, № 4, с. 278-282 (2019)

Рассмотрены алгоритмы обеспечения высокой скорости и достоверности передачи данных в условиях логнормальных амплитудных флуктуаций, определяемых дифракцией Фраунгофера, на линии космический аппарат–наземная станция слежения при когерентном и некогерентном методах приема сигналов. Отмечено преимущество когерентного приема сигналов миллиметрового диапазона со случайным помехоустойчивым кодом.

Лишневский А.Э., Бенгин В.В. «Разделение вклада галактических космических лучей и внутреннего радиационного пояса земли в суточную дозу на борту международной космической станции за период с 2005 по 2011 годы» Космические исследования, 56, № 2, с. 103-110 (2018)

На служебном модуле МКС с августа 2001 года до декабря 2014 года практически непрерывно работали детекторы ДБ-8 системы радиационного контроля (СРК) МКС. Получаемые с ее помощью данные использовались для ежедневной оценки радиационной обстановки на борту станции. В данной работе рассматривается методика анализа данных СРК, позволяющая разделить вклад в суточную дозу от галактических космических лучей (ГКЛ) и от внутреннего радиационного пояса Земли (РПЗ) по дозиметрическим данным, полученным в результате прохождений станции в областях наибольших геомагнитных широт. В статье приводятся результаты анализа дозиметрических данных по этой методике для периода 2005–2011 гг., а также – сравнение с аналогичными результатами, полученными авторами ранее по методике, основанной на анализе дозиметрических данных, получаемых в результате прохождений станции в области Южно-Атлантической Аномалии (ЮАА).

Лишневский А.Э., Бенгин В.В. «Результаты разделения вклада галактических космических лучей и внутреннего радиационного пояса Земли в суточную дозу, зарегистрированную дозиметрами ДБ-8 системы радиационного контроля на борту международной космической станции за период с 2001 по 2014 годы» Космические исследования, 58, № 4, с. 344-352 (2020)

На российском сегменте МКС с августа 2001 года до декабря 2014 года практически непрерывно функционировали дозиметры ДБ-8 штатной системы радиационного контроля (СРК) МКС. Получаемые с ее помощью данные использовались для ежедневной оперативной оценки радиационной обстановки на борту станции. В данной работе анализируются результаты разделения вклада в суточную дозу от галактических космических лучей (ГКЛ) и от внутреннего радиационного пояса Земли (РПЗ) по дозиметрическим данным, полученным в результате прохождений станции в областях наибольших геомагнитных широт. В статье приводятся результаты анализа дозиметрических данных по этой методике для периода 2001–2014 гг., а также – сравнение с аналогичными результатами, полученными авторами ранее по методике, основанной на анализе дозиметрических данных, получаемых в результате прохождений станции в области Южно-Атлантической Аномалии (ЮАА). Данная статья является расширением результатов предыдущих работ авторов на весь временной диапазон функционирования дозиметров ДБ-8 в составе СРК МКС.

Лобанов А.И., Миров Ф.Х. «Разностные схемы для уравнения переноса со стоком на основе анализа в пространстве неопределенных коэффициентов» Математическое моделирование, 32, № 9, с. 53-72 (2020)

Рассматривается семейство разностных схем на явном пятиточечном шаблоне для численного решения линейного уравнения переноса. Для построения и исследования свойств разностных схем использовано обобщенное условие аппроксимации. Проводится анализ разностных схем в пространстве неопределенных коэффициентов. Задача построения оптимальной разностной схемы при этом сводится к задаче линейного программирования. Рассматривается также семейство гибридных разностных схем. Для них параметром переключения будет локально вычисленное безразмерное волновое число. Анализ также показывает, что при построении схем повышенного порядка аппроксимации их локальные свойства будут определяться уменьшенным вдвое (по сравнению со схемой первого порядка аппроксимации) безразмерным волновым числом. Для уравнения переноса с линейным стоком на основе подобного анализа также строится семейство разностных схем. В этом случае возможно больше решений задачи линейного программирования — в число оптимальных попадают схемы повышенного порядка аппроксимации на нерасширенном шаблоне (компактные схемы). Свойства оптимальных схем повышенного порядка аппроксимации в случае уравнения со стоком определяются безразмерным параметром, зависящим как от волнового числа, так и от коэффициента стока. Ввиду того, что для уравнения со стоком разностные схемы обладают несколько лучшими вычислительными качествами, чем для однородного линейного уравнения, при решении систем гиперболического типа методом расщепления целесообразно выделять часть с линейном стоком и именно для нее строить гибридную разностную схему, обладающую переменным порядком аппроксимации на решении дифференциальной задачи. Приведены численные примеры реализованных схем для простейшего линейного уравнения.

Бортников Н.С., Петров В.А., Лобанов К.В. «Выдающийся учёный-геолог, сын поморской земли. К 90-летию со дня рождения академика РАН Н.П. Лавёрова» Вестник Российской академии наук (РАН), 90, № 8, с. 778-785 (2020)

Ключевые слова: Н.П. Лавёров, геология рудных месторождений, теория эволюции процессов уранового рудообразования, радиогеоэкология, арктическая зона России, Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии (ИГЕМ) АН СССР/РАН. DOI: 10.31857/S0869587320080125

Богачёв С.А., Ульянов А.С., Кириченко А.С., Лобода И.П., Рева А.А. «Микровспышки и нановспышки в короне Солнца» Успехи физических наук, 190, № 8, с. 838-858 (2020)

Благодаря повышению пространственного и временного разрешения наблюдений солнечной атмосферы, обусловленному главным образом прогрессом космических исследований, сейчас достигнуто понимание, что активность Солнца связана не только с крупными центрами, но и со структурами существенно меньших масштабов. Каждое новое достижение в технике эксперимента за последние 60 лет приводило к обнаружению всё более многочисленных мелких солнечных структур: рентгеновских активных областей в 1960-е годы, горячих рентгеновских точек в 1970-е, солнечных микровспышек в 1980-е и, наконец, с конца XX в. – солнечных нановспышек. Открытие каждого из таких явлений нового типа приводит к увеличению наших оценок полного энерговыделения в короне. В то же время суммарного энерговыделения, доступного из наблюдений, всё ещё недостаточно, чтобы обеспечить баланс между нагревом короны и её быстрым радиационным охлаждением. До сих пор не удаётся разрешить структуру и механизм наиболее мелкомасштабных явлений, нановспышек, что вызывает вопрос о том, корректно ли их классифицировать как вспышки. Представлены основные результаты, полученные к настоящему моменту в области исследования мелкомасштабной солнечной активности, главным образом микро- и нановспышек. Обсуждаются вопросы, которые надо решить, чтобы двигаться дальше.

Самодуров В.А., Павлов С.Ю., Тюрин В.А., Зайцев А.Ю., Исаев Е.А., Позаненко А.С., Логвиненко С.В., Орешко В.В., Думский Д.В., Беляцкий Ю.А., Первухин Д.В., Грохлина Т.И. «Разработка методики обработки данных круглосуточного обзора БСА ФИАН на частоте 110 МГц методами высокопроизводительных вычислений» Радиофизика и радиоастрономия (Украина), 23, № 4, с. 258-267 (2018)

Предмет и цель работы: Цель работы – разработка работоспособной методики быстрой обработки больших массивов радиоастрономических данных для поиска откликов на внегалактические транзиентные события, которые априори должны иметь большие дисперсионные задержки (DM ∼100–2000 пк·см^–3). В качестве тестового образца использованы записи 20-суточных непрерывных наблюдений приполярной зоны небесной сферы площадью около 8 квадратных градусов и отдельные файлы с повторяющимся быстрым радиовсплеском FRB 121102. Методы и методология: Радиотелескоп БСА ФИАН имеет многолучевую диаграмму, способную круглосуточно наблюдать в 96 лучах в диапазоне склонений от –8 до +42° в частотном диапазоне 109–111.5 МГц. Число частотных полос – от 6 до 32, постоянная времени изменяется в пределах от 0.1 до 0.0125 с. В режиме записи 32 частотных полос с постоянной времени 0.0125 с каждый час записывается 3.4 ГБ данных, в сутки – 87 ГБ, в год – 32 ТБ. На август 2018 г. накоплено около 120 ТБ данных. Обработка такого объема данных для ряда научных задач настоятельно требует использования технологий высокопроизводительных вычислений. Результаты: В работе предлагаются два способа обработки данных: с использованием графических процессоров (CPU+GPU, расчет на языке программирования C/C++ с использованием OpenCL) и при помощи кластерных вычислений (с использованием интерфейса передачи сообщений MPI на многопроцессорных узлах). Для отработки методики используются как обработка пульсарных данных (использование графических ускорителей позволяет увеличить скорость обработки на 2–3 порядка), так и поиск откликов на внегалактические транзиентные события, которые априори должны иметь большие дисперсионные задержки. В качестве примеров таких событий можно назвать быстрые радиовсплески (FRB), отклики на гамма-всплески (GRB) и, наконец, возможные отклики на гравитационные события, зафиксированные детекторами LIGO. После обработки приполярной зоны было обнаружено 697 кандидатов в импульсные события с высокими мерами дисперсии. Примерно половина из них вызвана техногенными помехами, оставшаяся часть порождена как обычными межпланетными мерцаниями радиоисточников, так и возможными искомыми FRB. Разделить эти два класса событий пока затруднительно. Обработка данных наблюдений в зоне всплеска FRB 121102 также показывает наличие кандидатов в события. Результаты требуют более тщательного анализа. Заключение: После окончательной отработки методика высокопроизводительных вычислений позволит обрабатывать данные наблюдений с использованием многолучевой диаграммы БСА ФИАН сразу же после их записи.

Лодкина И.Г., Ермолаев Ю.И., Ермолаев М.Ю., Рязанцева М.О. «Некоторые вопросы идентификации крупномасштабных типов солнечного ветра» Космические исследования, 56, № 5, с. 353-364 (2018)

Продолжение ранней работы, в которой обсуждены некоторые некорректные подходы в идентификации крупномасштабных типов солнечного ветра и связанные с ними неправильные выводы при анализе данных по солнечно-земной физике. Анализируются списки 28 событий CME и 31 события CIR в 2013–2016 гг., которые были использованы Shen и др. для сравнения реакции радиационных поясов Земли на различные межпланетные драйверы. Интерпретация типов солнечного ветра в этих списках отличается как от каталога авторов для Sheath, ICME и CIR, так и от каталога Richardson and Cane для CME. Авторы статьи Shen и др. не делают различий между Sheath- и ICME-индуцированными магнитными бурями, включая их в общий тип «СМЕ-индуцированные бури». Анализ авторов показал, что из 28 приведенных событий CME-индуцированных бурь 16 событий относится к Sheath, 2 события – к МС, 4 события – к Ejecta, 2 к СIR, 4 – к невозмущенному солнечному ветру с ударными волнами. В каталоге Richardson and Cane, который также не разделяет Sheath и ICME, содержится 18 из 28 событий CME-индуцированных бурь, приведенных в работе Shen и др. Из приведенного авторами Shen и др. 31 события CIR, согласно анализа авторов, 25 событий относится к CIR, 2 события к Sheath, 4 события к невозмущенному солнечному ветру. В каталоге Richardson and Cane одно из 31-го события CIR из работы Shen и др. представлено как СМЕ. Так как свойства областей сжатия CIR и Sheath близки, то выводы авторов статьи Shen и др. о свойствах CIR-индуцированных бурь мало искажены неверной идентификацией типов течений, в то время как выводы, касающиеся CME-индуцированных бурь, которые более чем на половину представляют собой Sheath-индуцированные бури, нам представляются неверными.

Дремухина Л.А., Лодкина И.Г., Ермолаев Ю.И. «Связь параметров солнечного ветра разных типов c индексами геомагнитной активности» Космические исследования, 56, № 6, с. 410-419 (2018)

Анализируются корреляционные связи между планетарными индексами геомагнитной активности Dst, ap и AE и значениями функций связи, рассчитанными по данным о параметрах плазмы и магнитного поля в четырех типах течений солнечного ветра: областях взаимодействия разноскоростных потоков CIR, межпланетных проявлениях выбросов корональной массы ICME (MC и Ejecta) и областях сжатия Sheath перед MC и Ejecta. Для отбора типов солнечного ветра используются данные из каталога ftp://ftp.iki.rssi.ru/pub/omni/ за период 1995–2016 гг., в котором идентифицировано 744 CIR-события, 118 МС, 501 Sheath и 843 Ejecta. Функции связи рассчитываются на основе данных базы OMNI. Проведенный анализ показал низкие значения коэффициентов корреляции (R<0.5) между функциями связи и индексом Dst для всех типов солнечного ветра. Для индексов ap и AE получена достаточно сильная корреляционная связь с функциями связи (0.6<R<0.82) для всех типов СВ. Геоэффективность функций связи, оцениваемая по значениям коэффициентов линейной регрессии, имеет наибольшие значения для ap-индекса при типах солнечного ветра Sheath и MC. Для аврорального индекса AE самые высокие значения эффективностей функций связи получены для типов солнечного ветра CIR и Ejecta.

Рязанцева М.О., Рахманова Л.С., Застенкер Г.Н., Ермолаев Ю.И., Лодкина И.Г., Чесалин Л.С. «Мелкомасштабные флуктуации плазмы солнечного ветра в быстрых и медленных потоках» Космические исследования, 57, № 6, с. 451-460 (2019)

Проведено сравнение характеристик мелкомасштабных флуктуаций потока ионов по измерениям на космическом аппарате СПЕКТР-Р в медленных и быстрых потоках солнечного ветра. Отдельно рассматриваются быстрые квазистационарные течения и быстрые возмущенные потоки, связанные с транзиентными явлениями в солнечной короне. Использование данных прибора БМСВ с высоким временным разрешением позволяет провести анализ плазменных флуктуаций в широком диапазоне масштабов, в том числе на малых масштабах, где значительный вклад могут вносить кинетические эффекты. В работе показано, что характер мелкомасштабных флуктуаций может существенно отличаться в быстрых потоках с одинаковой средней скоростью, но имеющих различную природу.

Рахманова Л.С., Рязанцева М.О., Застенкер Г.Н., Ермолаев Ю.И., Лодкина И.Г., Чесалин Л.С. «Влияние характеристик турбулентности плазмы солнечного ветра на свойства турбулентного каскада в магнитослое» Космические исследования, 57, № 6, с. 461-468 (2019)

Космическая плазма является естественной лабораторией для изучения турбулентности в широком диапазоне масштабов. Быстрые измерения потока ионов прибором БМСВ на спутнике Спектр-Р дают возможность исследовать характеристики турбулентности плазмы солнечного ветра и магнитослоя на ионных и субионных масштабах. В данной работе анализируется, каким образом характеристики турбулентного каскада на указанных масштабах в магнитослое зависят от характеристик турбулентности плазмы солнечного ветра перед околоземной ударной волной. Анализируются несколько пересечений спутником Спектр-Р околоземной ударной волны. Проводится сравнение форм спектров флуктуаций потока ионов и показателей степенных функций, которыми описываются спектры на кинетических и магнитогидродинамических масштабах перед и за околоземной ударной волной. Показано, что непосредственно за околоземной ударной волной на магнитогидродинамических масштабах происходит отклонение спектров от вида, предсказываемого теориями развитой турбулентности и наблюдающегося в солнечном ветре. Такая особенность спектров свидетельствует о перераспределение энергии в турбулентном каскаде непосредственно за околоземной ударной волной. На кинетических масштабах за фронтом околоземной ударной волны, как правило, наблюдаются более крутые спектры, чем в солнечном ветре, однако их наклон определяется свойствами турбулентного каскада в набегающем потоке. Показано, что наиболее сильное различие между характеристиками турбулентности перед и за околоземной ударной волной наблюдается в периоды течения солнечного ветра, ассоциированные с областями сжатия перед межпланетными проявлениями корональных выбросов массы.

Лодкина И.Г., Ермолаев Ю.И., Ермолаев М.Ю., Рязанцева М.О., Хохлачев А.А. «Некоторые вопросы идентификации крупномасштабных типов солнечного ветра и их роли в физике магнитосферы. 3. Использование опубликованных некорректных данных» Космические исследования, 58, № 5, с. 377-395 (2020)

Настоящая работа является продолжением ранних работ, в которых обсуждены некоторые некорректные подходы в идентификации крупномасштабных типов солнечного ветра и связанные с ними неправильные выводы при анализе данных по солнечно-земной физике. В данной работе анализируются наборы “CME-induced”, “CIR-induced” и многоступенчатых (multistep) магнитных бурь за период 1996–2004 гг. из списка Kataoka and Miyoshi. Показано, что заметная часть событий в этом списке была идентифицирована неправильно, и их интерпретация отличается, как от каталога Ермолаева и др. (ftp://ftp.iki.rssi.ru/pub/omni/) для Sheath, ICME и CIR, так и от каталога Richardson and Cane для ICME. Использование нескорректированного списка Kataoka and Miyoshi приводит к неправильной идентификации межпланетных драйверов магнитных бурь и ошибочным выводам.

Петрукович А.А., Малова Х.В., Попов В.Ю., Маевский Е.В., Измоденов В.В., Катушкина О.А., Виноградов А.А., Рязанцева М.О., Рахманова Л.С., Подладчикова Т.В., Застенкер Г.Н., Ермолаев Ю.И., Лодкина И.Г., Чесалин Л.С. «Современный взгляд на солнечный ветер от микро- до макромасштабов» Успехи физических наук, 190, № 8, с. 859-870 (2020)

Солнечный ветер – поток плазмы, истекающий из солнечной короны, интересен и как переносчик солнечной активности, и как пример бесстолкновительной плазмы. Приведены основные результаты российских исследований последних лет. Оригинальная МГД-модель позволила интерпретировать раздвоение гелиосферного токового слоя в годы максимума активности как обусловленное квадрупольной компонентой гелиомагнитного поля. На масштабах порядка миллионов километров солнечный ветер состоит из солнечных транзиентных образований. В этой части решена одна из фундаментальных проблем, обеспечивающих геомагнитный прогноз, – показано, что можно предполагать стабильность межпланетного магнитного поля на временах около трёх часов. На малых масштабах (сотни–тысячи километров) формируются локальные структуры, которые могут быть рассмотрены и индивидуально, и статистически, в рамках турбулентного каскада.

Молотков Н.Я., Ломакина О.В. Механические колебания. Учебное пособие (2007). 88 с.

Изложены основные вопросы теории механических колебаний, которые соответствуют учебным программам курса теоретической механики. Большое внимание уделяется физической сущности механических колебательных явлений и их различным применениям: автоколебания, релаксационные, параметрические, связанные и др. Рассматриваются свободные и вынужденные колебания в системе с большим числом степеней свободы.

Мамыкин А.Д., Лосев Г.Л., Мандрыкин С.Д. «Анализ мод крупномасштабной циркуляции жидкого натрия в эксперименте по турбулентной конвекции Релея–Бенара» Вестник Пермского университета. Серия: Физика, № 2, с. 65-73 (2020)

Представлены результаты экспериментального исследования турбулентной конвекции жидкого натрия в вертикальном цилиндре с единичным аспектным отношением, нагреваемом с одного торца и охлаждаемом с другого. Проведён подробный спектральный анализ температурных сигналов для экспериментов длительностью от 1 до 7 ч. Показано, что во всём диапазоне чисел Релея (0.6–2.2)·10⁷ турбулентное течение самоорганизуется в крупномасштабную циркуляцию (КМЦ), занимающую всю полость и имеющую сложную пространственно-временную структуру. Помимо основной моды в структуре течения присутствуют дополнительные, такие как слошинг и торсионные колебания. Разработанный алгоритм обработки экспериментальных данных позволил выделить данные моды и провести независимый анализ их характеристик. Долговременные замеры позволили обнаружить блуждание плоскости основной моды КМЦ с помощью разработанного алгоритма фильтрации экспериментальных данных. Процесс блуждания имеет непериодический характер и заключается в нерегулярных поворотах плоскости КМЦ преимущественно на углы порядка 40–50° на временных масштабах от единиц до десятков минут и, редко, на углы порядка 90° и даже на 180° на больших временных масштабах. Такие редкие события удалось зафиксировать на вейвлетдиаграммах в виде всплесков спектральной плотности энергии.

Чжанг Ф., Йи С.Х., Су С.В., Ню Х.Б., Лу С.Г. «Структура течения и распределение потока тепла в поле течения, вызванного стреловидным стабилизатором при М=6» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 5, с. 97-109 (2020)

Структуры нестационарного течения и распределение поверхностного потока тепла в поле интерференционного течения, вызванного стабилизатором с прямой стреловидностью, зарегистрированы средствами рассеяния на наночастицах лазерным ножом и методом термочувствительных красок при числе Маха M=6. Одновременно для моделирования поля течения решаются уравнения Навье–Стокса, осредненные по Рейнольдсу, с использованием κ–ω SST (переноса сдвиговых напряжений) модели турбулентности. Численные результаты анализируются и сравниваются с данными экспериментов. В экспериментах наблюдались типичные структуры течения в области влияния стреловидного стабилизатора, которые включают отошедшую головную ударную волну, зону отрыва, тонкий пограничный слой около стабилизатора, подковообразный вихрь и т.д. Численные результаты хорошо согласуются с изображениями, полученными методом рассеяния на наночастицах лазерным ножом. Что касается распределения теплового потока, в экспериментах наблюдалась область со стороны передней кромки стабилизатора с высокой тепловой нагрузкой, обусловленной отрывом потока, и область с ростом теплового потока, вызванного головной ударной волной. Численные результаты по потоку тепла, вызванного головной ударной волной, имеют хорошее согласие с данными экспериментов, однако результаты в области высокого теплового потока вблизи передней кромки стабилизатора имеют гораздо большее отличие от данных эксперимента из-за повторного присоединения пограничного слоя, что, тем не менее, нуждается в дальнейшем уточнении.

Луговая М.А., Швецова Н.А., Резниченко А.Н., Наседкин А.В., Рыбянец А.Н. «Общие соотношения между упругой дисперсией и затуханием в диссипативных средах» Известия РАН. Серия физическая, 84, № 9, с. 1279-1281 (2020)

Экспериментально исследованы частотные зависимости комплексных модулей упругости керамоматричных пьезокомпозитов керамика/кристалл с высокими упругими потерями и дисперсией. Экспериментальные результаты сопоставлены с теоретическими зависимостями, полученными с использованием общих соотношений Крамерса–Кронига.

Ефимов А.И., Луканина Л.А., Чашей И.В., Коломиец С.Ф., Бёрд М.К., Петцольд М. «Квазипериодические осцилляции субмиллигерцового диапазона в околосолнечной плазме по данным когерентного радиопросвечивания» Космические исследования, 56, № 1, с. 6-16 (2018)

В 2013 г. и 2015 г. были выполнены исследования внутреннего солнечного ветра методом двухчастотного радиозондирования сигналами европейского спутника Марса Mars Express. Значения частоты S- и X-диапазонов и дифференциальной частоты регистрировались с периодичностью 1 с в наземных пунктах слежения за космическими аппаратами американской и европейской сетей. Исследованы пространственные распределения уровня флуктуаций частоты. Показано, что интенсивность флуктуаций частоты заметно уменьшается на высоких гелиоширотах. В ряде сеансов радиозондирования во временных спектрах флуктуаций частоты наблюдаются квазипериодические осцилляции субмиллигерцового диапазона, предположительно связанные с неоднородностями плотности, имеющими размеры, близкие к внешнему масштабу турбулентности.

Ефимов А.И., Луканина Л.А., Чашей И.В., Бёрд М.К., Петцольд М., Векслер Д. «Скорость внутреннего солнечного ветра по данным когерентного радиопросвечивания» Космические исследования, 56, № 6, с. 387-393 (2018)

Представлены результаты измерений скорости движения неоднородностей плотности плазмы солнечного ветра, модулирующих частоту когерентных радиосигналов космического аппарата Galileo в S-диапазоне, выполненных методом разнесенного приема на наземных станциях слежения. Данные относятся к области гелиоцентрических расстояний от 7 до 72 радиусов Солнца на низких гелиоширотах в периоды вблизи минимума солнечной активности. Показано, что ускорение медленного солнечного ветра продолжается вплоть до расстояний около 30 радиусов Солнца. В перекрывающихся областях расстояний от Солнца результаты находятся в качественном согласии с данными LASCO SOHO для тех же периодов времени, более ранними результатами анализа амплитудных флуктуаций сигналов аппаратов Венера-15, -16 и более поздними измерениями с помощью космического аппарата Mars Express.

Ефимов А.И., Луканина Л.А., Смирнов В.М., Чашей И.В., Бёрд М.К., Петцольд М. «Возмущенные потоки во внутреннем солнечном ветре и вблизи орбиты Земли» Космические исследования, 57, № 6, с. 440-450 (2019)

Выбросы корональной массы из активных областей на Солнце могут наблюдаться как серии разнесенных во времени индивидуальных событий во внутреннем солнечном ветре и околоземной плазме. С целью поиска таких событий проведен анализ данных экспериментов двухчастотного радиозондирования солнечного ветра сигналами КА Rosetta и Mars Express. В циклах экспериментов, выполненных в 2010 и 2011 гг., измерялись флуктуации частоты сигналов X- и S-диапазонов. Проведено сравнение временных вариаций уровня флуктуаций частоты, измеряемых во внутреннем солнечном ветре, с временными вариациями средних параметров плазмы, зарегистрированных вблизи орбиты Земли. Благодаря тому, что циклы радиозондирования имели достаточно большую длительность, удалось зафиксировать события, в которых значительные усиления флуктуаций частоты во внутреннем солнечном ветре и возрастания концентрации плазмы вблизи орбиты Земли связаны со вспышечными процессами в одной и той же активной области на Солнце. При этом усиления флуктуаций частоты на восточном лимбе происходят раньше, чем у орбиты Земли, а на западном – позже. Временной сдвиг для западного лимба оказывается меньше, чем для восточного. Знак временного сдвига и соотношения между его численными значениями обусловлены перемещением активной области относительно центрального меридиана за счет вращения Солнца.

Родькин Д.Г., Капорцева К.Б., Лукашенко А.Т., Веселовский И.С., Слемзин В.А., Шугай Ю.С. «Крупномасштабная и мелкомасштабная структура солнечного ветра, формирующаяся при взаимодействии потоков в гелиосфере» Космические исследования, 57, № 1, с. 21-31 (2019)

Рассмотрена классификация потоков солнечного ветра по магнитогидродинамическим параметрам (МГД-типы) – комбинации скорости, плотности, температуры протонов и напряженности магнитного поля, в дополнение к классическому разделению солнечного ветра на высокоскоростные потоки из корональных дыр, транзиентные потоки корональных выбросов массы и медленный солнечный ветер из пояса стримеров. Проведено сопоставление двух классификаций свойств солнечного ветра для событий в августе 2010 и мае 2011 г., когда наблюдалось взаимодействие двух корональных выбросов массы и коронального выброса массы с высокоскоростным потоком солнечного ветра из корональной дыры, соответственно. Показано, что классическое описание крупномасштабной структуры потоков ветра в масштабах часов и дней, в особенности ионного состава ветра, позволяет определить тип и источник потоков, в то время как МГД-параметры позволяют точнее описать мелкомасштабную структуру (минуты), в особенности, в случаях взаимодействия нескольких потоков в гелиосфере. Детальное исследование мелкомасштабной структуры областей взаимодействия потоков дает информацию, необходимую для развития МГД-моделей, описывающих процессы распространения и взаимодействия потоков в гелиосфере и прогнозирования их геоэффективности.

Еняков А.М., Кузнецов С.И., Лукин Г.С. «Экспериментальная оценка источников неопределенности измерений полной мощности ультразвукового пучка в воде методом плоского сканирования поперечного сечения пучка» Измерительная техника, № 11, с. 56-61 (2019)

Рассмотрены особенности реализации и основные источники неопределенности измерений мощности ультразвукового пучка в воде методом плоского сканирования поперечного сечения пучка. Уточнены методы оценки влияния отклонений от условий плоской волны и дальнего поля. Обоснованы способы снижения трудоемкости измерений пучков с осевой симметрией. Приведены результаты сравнения значений мощности ультразвукового излучения круглого поршневого излучателя, полученных методом плоского сканирования и стандартным методом уравновешивания радиационной силы. Достаточно хорошее схождение результатов свидетельствует о потенциальной возможности повышения точности калибровок гидрофонов методами плоского (растрового или диаметрального) сканирования.

Еняков А.М., Кузнецов С.И., Лукин Г.С. «Государственный первичный эталон единицы мощности ультразвука в воде ГЭТ 169-2019» Измерительная техника, № 3, с. 3-8 (2020)

Приведены результаты работ по совершенствованию Государственного первичного эталона единицы мощности ультразвука в воде ГЭТ 169-2005. В результате включения в состав эталона двух новых эталонных измерителей мощности ультразвука расширен частотный и динамический диапазоны воспроизведения и передачи единицы мощности нижестоящим средствам измерений. Для измерения радиационного воздействия ультразвуковой волны и поглощенной ультразвуковой энергии в эталонных измерителях мощности ультразвука использованы поглощающие мишени. Это имеет большое значение для метрологического обеспечения современного высокотехнологичного медицинского ультразвукового оборудования, использующего, в том числе, сфокусированные ультразвуковые пучки высокой интенсивности для лечения онкологических заболеваний. Примененная в Государственном первичном эталоне единицы мощности ультразвука в воде ГЭТ 169-2019 автоматизация процесса измерений существенно снизила трудоемкость поверочных работ и повысила точность измерений.

Малахов А.В., Митрофанов И.Г., Литвак М.Л., Санин А.Б., Головин Д.В., Дьячкова М.В., Никифоров С.Ю., Аникин А.А., Лисов Д.И., Лукьянов Н.В., Мокроусов М.И. «“Оазисы" льдистой вечной мерзлоты вблизи экватора Марса: нейтронное картографирование планеты по данным прибора ФРЕНД на борту спутника TGO Российско-европейского проекта “ЭКЗОМАРС”» Письма в Астрономический журнал: Астрономия и космическая физика, 46, № 6, с. 435-450 (2020)

Представлены первые результаты анализа данных орбитального нейтронного зондирования поверхности Марса прибором ФРЕНД на борту марсианского спутника ЕКА Trace Gas Orbiter. Регистрация нейтронного излучения планеты проводится с высоким пространственным разрешением, что позволяет сопоставлять данные о пространственной переменности потока эпитепловых нейтронов с геоморфологическими структурами рельефа. Локальные области понижения потока нейтронов указывают на присутствие в веществе поверхности значительного количества атомов водорода, который предположительно входит в состав молекул воды. На экваториальных широтах планеты обнаружены локальные области, для которых значительное уменьшение потока эпитепловых нейтронов указывает на большую массовую долю водяного льда в составе вещества, от нескольких десятков до 100%. Учитывая высокое содержание льда, эти области предложено назвать “оазисами” льдистой вечной мерзлоты. Приведены оценки массовой доли льда для семи таких областей, полученные на основе анализа данных нейтронных измерений и сквозного численного моделирования всего физического процесса нейтронного зондирования Марса с орбиты прибором ФРЕНД. Обсуждаются возможные причины образования таких “оазисов” и значение их обнаружения для будущих исследований Марса.

Лукьянова Р.Ю. «Экстремальные продольные токи во время магнитных бурь 24-го солнечного цикла: март 2015 г. и сентябрь 2017 г.» Космические исследования, 58, № 2, с. 89-102 (2020)

Представлены характеристики продольных токов (ПТ), полученные из наблюдений спутников SWARM во время двух сильных магнитных бурь 16–19.III.2015 г. и 6–9.IX. 2017 г. Бури сопровождались суббурями большой интенсивности. Спутники пересекали вечерний, полуденный, пред- и после полуночный секторы MLT. Показано, что изменения плотности ПТ и широтного положения экваториальных границ ПТ контролируются как развитием бури, так и в значительной степени – суббуревой активностью. На пике суббури средние плотности втекающих и вытекающих ПТ, достигают 3–4 μА/м², в то время как невозмущенный уровень составляет около 0.2 μА/м². Минимальная широта экваториальных границ ПТ ограничена 50° MLat. Крупномасштабные ПТ состоят из мелкомасштабных нитевидных структур с высокой плотностью тока, которые всегда присутствуют в наблюдениях SWARM. Мелкомасштабные пиковые токи с плотностью 50–100 μА/м² появляются в периоды общего повышения плотности во время активации суббурь. Локальные повышения концентрации и температуры электронов, показывают, что токовая структура может быть связана с мезомасштабной дискретной авроральной дугой.

Григорьев В.А., Кучер К.М., Луньков А.А., Макаров М.М., Петников В.Г. «Акустические характеристики дна озера Байкал» Акустический журнал, 66, № 5, с. 517-526 (2020)

Развита методика оценки эффективных акустических параметров дна в мелководных акваториях, покрытых льдом. В основе методики лежит сравнение экспериментальной и расчетной зависимостей амплитуды звукового поля от глубины на расстоянии от источника примерно на порядок большем, чем глубина акватории. В качестве эффективных параметров принимаются значения скорости звука в дне, плотности и коэффициента затухания акустических волн, обеспечивающие при расчетах максимальное соответствие экспериментальным данным. Методика апробирована в натурном эксперименте на озере Байкал и может быть рекомендована для разработки систем автономного акустического мониторинга.

Лутовинов А.А. «Химические элементы в космосе» Вестник Российской академии наук (РАН), 90, № 4, с. 346-352 (2020)

Астрофизические наблюдения дают учёным важнейшую информацию о процессах и “темпах производства” элементов в природе, их обилию во Вселенной. Самые лёгкие элементы периодической таблицы: водород, гелий и частично литий появились в первые секунды после рождения Вселенной. Из них “собрались” первые звёзды, в процессе эволюции обогатившие Вселенную более тяжёлыми элементами, с участием которых впоследствии сформировались “современные” звёзды, которые, в свою очередь, служат естественными фабриками синтеза тяжёлых элементов не только на протяжении своей жизни, но и при гибели, во время вспышек сверхновых. Недавнее открытие слияния нейтронных звезд и последующие исследования его послесвечения позволили выяснить особенности процесса образования во Вселенной сверхтяжёлых элементов вплоть до золота и урана.

Луценко Н.А. «Моделирование процесса извлечения ценных металлов из металлсодержащих сред методом фильтрационного горения» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 491, № 1, с. 85-89 (2020)

Предложены оригинальная математическая модель и численный метод для описания фильтрационного горения пористых металлсодержащих сред с учетом происходящих в них фазовых превращений металла (плавление/кристаллизация и испарение/конденсация). Проведенные расчеты гетерогенного горения кадмийсодержащей смеси показали, что при распространении спутной волны горения происходит накопление металла (повышение его концентрации) в области перед фронтом реакции. Таким образом, показано, что посредством фильтрационного горения можно эффективно обогащать металлсодержащие среды, повышая в них концентрацию редких металлов в десятки раз.

Лущик В.Г., Макарова М.С. «Особенности теплообмена на проницаемой поверхности в сверхзвуковом потоке при вдуве инородного газа» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 5, с. 61-64 (2020)

Проведено численное исследование ламинарного и турбулентного сжимаемого пограничного слоя на проницаемой пластине при вдуве гелия в сверхзвуковой поток ксенона. Рассмотрены режимы, при которых температура вдуваемого газа ниже температуры адиабатной непроницаемой стенки. Показано, что на некотором расстоянии от начала вдува температура проницаемой стенки становится ниже температуры вдуваемого газа. Проведено сравнение режимов однородного (смесь He(5%)–Xe с числом Pr=0.18) и инородного вдува (равномерный вдув гелия в поток ксенона) с температурой вдуваемого газа (смеси газов), равной адиабатной температуре непроницаемой стенки при соответствующем режиме.

Улыбышев С.Ю., Лысенко А.А. «Проектирование спутниковых систем оперативного глобального мониторинга с суточной кратностью повторения трассы полета» Космические исследования, 57, № 3, с. 229-238 (2019)

Представлена аналитическая методика проектирования спутниковых систем (СС) для оперативного глобального мониторинга (ОГМ) поверхности Земли. Указанная методика позволяет определить рациональный сдвиг по аргументу широты и долготе восходящего узла между спутниками в системе. Параметры орбиты одиночного космического аппарата, а также характеристики его области обзора целесообразно брать из базовых решений для СС ОГМ, рассмотренных авторами в более ранних работах. Полученные базовые решения позволяют найти максимальный перерыв в наблюдении любой точки на поверхности Земли для одиночного спутника, а представленная методика дает возможность определить рациональное расположение нескольких таких спутников в системе и минимизировать максимальный перерыв в наблюдении для всей СС. Методика разработана для КА, имеющих суточную кратность повторения трассы полета, и позволяет определить минимальное число спутников в системе, обеспечивающих перерыв в наблюдении не больше заданной величины. В работе представлено несколько семейств решений для СС с суточной кратностью повторения трассы полета на низких круговых орбитах высотой менее 2000 км.

Лысенко А.Л., Фредерикс Д.Д., Флейшман Г.Д., Аптекарь Р.Л., Алтынцев А.Т., Голенецкий С.В., Свинкин Д.С., Уланов М.В., Цветкова А.Е., Ридная А.В. «Рентгеновское и гамма-излучение солнечных вспышек» Успехи физических наук, 190, № 8, с. 878-894 (2020)

Приводится краткий обзор современного состояния и актуальных проблем физики солнечных вспышек, которые можно прояснить методами рентгеновской и гамма-астрономии. Подробно рассмотрены несколько вопросов, среди которых – условия и механизмы ускорения электронов во вспышке, распределение вспышечной энергии между тепловым и нетепловым компонентами, гамма-излучение вспышек и его динамика, пространственная структура источников в рентгеновском диапазоне и гамма-диапазоне. В данном контексте обсуждаются последние результаты российско-американского эксперимента Konus-Wind, отметившего в 2019 г. 25-летие непрерывной работы в космосе.

Львов К.П. «Двумерная пространственная корреляция эхосигналов от дна Норвежского моря» Гидроакустика, № 4(40), с. 51-55 (2019)

Приведены экспериментальные оценки коэффициентов авто- и взаимной двумерной пространственной корреляции от ста каналов приема плоской многоэлементной антенной решетки в плоскости днища корабля при нормальном падении тонально-импульсных сигналов на дно. Полученные значения радиуса горизонтальной корреляции и изотропность во взаимно перпендикулярных направлениях сравниваются с известными, общедоступными оценками из экспериментальных работ Акустического института для других районов Мирового океана.

Вировлянский А.Л., Казарова А.Ю., Любавин Л.Я. «Реконструкция диаграммы направленности источника звука в свободном пространстве по измерениям его поля в бассейне» Акустический журнал, 66, № 5, с. 509-516 (2020)

Обсуждается реконструкция диаграммы направленности источника звука в свободном пространстве по измерениям поля, возбуждаемого этим источником в бассейне. Процедура реконструкции базируется на использовании эталонного акустического монополя. Поле калибруемого источника сопоставляется с полями, излученными монополем из нескольких специально выбранных точек бассейна. Сигналы источника и эталонного монополя регистрируются одними и теми же приемниками. На основе этих измерений поле источника в бассейне аппроксимируется суперпозицией полей акустических монополей. Сформулированы условия, при которых поле источника в свободном пространстве можно представить в виде суперпозиции полей тех же монополей. Это позволяет вычислить диаграмму направленности калибруемого источника в свободном пространстве. Работоспособность метода подтверждена результатами численного моделирования.

Лашин В.С., Любимов В.В. «Исследование устойчивости угла атаки при спуске на Марс космического аппарата с малой асимметрией» Мехатроника, автоматизация, управление, 19, № 5, с. 355-359 (2018)

Рассматривается спуск космического аппарата с малой аэродинамической и геометрической асимметриями в разреженных слоях марсианской атмосферы при малых значениях угла атаки. Применение метода усреднения позволяет получить уравнение второго приближения для угла атаки, близкое по форме к линейному однородному уравнению. Формулируется условие асимптотической устойчивости при движении спускаемого космического аппарата в атмосфере Марса по углу атаки. Ключевые слова: космический аппарат, твердое тело, угол атаки, устойчивость, асимметрия, угловая скорость, уравнения движения, атмосфера, метод усреднения, квазилинейный случай

Шлёнский О.Ф., Антонов С.И., Ляпин А.С. Акустика высоких частот и больших чисел Маха, 2-е изд., перераб. и. дополн. (2020). 124 с.

Предложена новая модель распространения звука и ударных волн в газе впервые с учетом массовых сил, анизотропии свойств газа, приобретаемой при возбуждении генератором, и релаксационных процессов перехода к равновесному состоянию.

Гаврилов Б.Г., Зецер Ю.И., Ляхов А.Н., Поклад Ю.В., Ряховский И.А. «Коррелированные возмущения верхней и нижней ионосферы по данным синхронных измерений параметров сигналов ГНСС и радиосигналов ОНЧ диапазона» Космические исследования, 57, № 1, с. 39-45 (2019)

Пространственно-временное распределение среднеширотных возмущений верхней и нижней ионосферы в европейской зоне в период мощной геомагнитной бури и мощной рентгеновской вспышки исследовалось с использованием данных синхронных измерений параметров сигналов навигационных спутниковых систем и ОНЧ радиосигналов. Показано, что вклад электронной концентрации на разных высотах в величину полного электронного содержания ионосферы может существенно меняться в зависимости от вида гелиогеофизических возмущений. Согласованный анализ сигналов ГНСС и сигналов ОНЧ диапазона дает возможность исследования механизмов взаимосвязи возмущений верхней и нижней ионосферы и динамики возмущений ионосферы в горизонтальном и вертикальном направлениях.

Черногор Л.Ф., Лящук А.И., Шевелев Н.Б. «Параметры инфразвуковых сигналов в атмосфере, сгенерированных массовыми взрывами на арсенале боеприпасов» Радиофизика и радиоастрономия (Украина), 23, № 4, с. 280-293 (2018)

Предмет и цель работы: Предмет исследования – зависимость волновых форм и спектрального состава инфразвукового сигнала, сгенерированного массовыми взрывами на арсенале боеприпасов, от энерговыделения и расстояния. Целью является изучение особенностей волновых форм инфразвуковых сигналов, их амплитуд и спектрального состава при дальнем (∼150–180 км) распространении волн, сгенерированных в течение техногенной катастрофы на арсенале боеприпасов вблизи г. Винница 26–27 сентября 2017 г. Методы и методология: С использованием украинской сети инфразвуковых станций изучены основные параметры (спектральный состав, амплитуды, периоды преобладающих колебаний, длительность цугов колебаний, скорость прихода) инфразвуковых волн при их дальнем (∼150–180 км) распространении. Методика обработки в настоящих исследованиях сводилась к следующему. Сначала результаты измерений временных зависимостей колебаний атмосферного давления переводились из относительных единиц в абсолютные. Далее они подвергались фильтрации в диапазоне периодов 0.2–10 с. Затем осуществлялся системный спектральный анализ отфильтрованных зависимостей при помощи оконного преобразования Фурье, адаптивного преобразования Фурье и вейвлет-преобразования. При использовании вейвлет-преобразования в качестве базисной функции привлекался вейвлет Морле. Результаты: Показано, что при увеличении энерговыделения от 3 до 53 т ТНТ наблюдалась тенденция к увеличению амплитуды и периода преобладающего колебания. Длительность цугов колебания при этом увеличивалась от ≡1.5 до 2 мин. Установлено, что при небольшом изменении расстояния (на 15–18 %) между эпицентром взрывов и месторасположением инфразвуковой станции параметры инфразвукового сигнала изменялись незначительно. Различия в волновых формах связаны с ориентацией трассы. Выявлено, что при энерговыделении, равном 53 т ТНТ, в спектре колебаний преобладали гармоники с периодом от 3 до 5–6 с. Длительность цугов колебаний с такими периодами составляла 40 с. Рассчитано, что средняя скорость прихода для различных трасс при стратосферном отражении волн изменялась в пределах 300–309 м/с, что свидетельствует о влиянии ветра в верхней атмосфере на распространение инфразвука. При термосферном отражении волн амплитуда сигнала была в несколько раз меньше, а скорость прихода составляла 245–250 м/с. Заключение: Изучены основные параметры инфразвуковых сигналов, сгенерированных в течение повторяющихся взрывов на военных складах вблизи г. Винница и распространявшихся в атмосфере.