Голубев Ю.Ф. «Основатель научной школы в области динамики космического полёта и мехатроники. К 100-летию со дня рождения академика Д.Е. Охоцимского» Вестник Российской академии наук (РАН), 91, № 8, с. 793-805 (2021)

В феврале 2021 г. научная общественность отметила 100-летие со дня рождения академика РАН Дмитрия Евгеньевича Охоцимского (1921–2005) – выдающегося советского и российского механика и математика, создателя научной школы в области динамики космического полёта, автора фундаментальных трудов по теории движения ракет, астродинамике и прикладной небесной механике, робототехнике и мехатронике. В отделе “Механика космического полёта и управление движением” ИПМ им. М.В. Келдыша РАН, которым он руководил более 50 лет, были выполнены пионерские работы по научному обоснованию и баллистико-навигационному обеспечению полётов первых искусственных спутников Земли и советских космических аппаратов к Луне, Венере и Марсу. Исследования Д.Е. Охоцимского, связанные с движением ракет, космических аппаратов, робототехнических систем, создали прочный фундамент для успешного развития отечественной космической науки и мехатроники. Полученные им фундаментальные результаты в теории оптимального управления послужили основой для создания устойчиво работающих прямых методов оптимизации. Ключевые слова: небесная механика, астродинамика, мехатроника, оптимальное управление.

Таюрский А.А. «Влияние неоднородности плазмы с учётом тормозного излучения на нелинейное поглощение альфвеновской волны диссипативной плазмой» Математическое моделирование, 33, № 8, с. 83-96 (2021)

Исследована математическая модель затухания альфвеновской волны в неоднородной несжимаемой диссипативной плазме с использованием уравнений двухжидкостной электромагнитной гидродинамики. Показано, что следствием учёта тормозного излучения является конечность глубины проникания альфвеновской волны в неоднородную плазму и установившийся квазистационарный режим затухания. Рассмотрены неоднородности по плотности двух типов – вершины и впадины, которые распределены по гауссову закону. Получены зависимости от величины вершины глубины проникания альфвеновской волны в неоднородную плазму и максимальных температур электронов и ионов. Исследование показало, что увеличение амплитуды падающей волны приводит к увеличению значений максимальных температур электронов и ионов, а также увеличению глубины проникания альфвеновской волны в неоднородную диссипативную плазму.

Альтшулер Б.Л. «Научная деятельность А.Д. Сахарова и современная физика» Успехи физических наук, 191, № 6, с. 449-474 (2021)

Прослежены различные направления научной и инженерно-конструкторской деятельности А.Д. Сахарова – от первых отечественных термоядерных зарядов до фундаментальной физики. Сделан акцент на современный статус тех научных направлений, родоначальником которых признаётся А.Д. Сахаров: управляемый термоядерный синтез, магнитная кумуляция и взрывомагнитные генераторы, индуцированная гравитация, космологические “сахаровские” (барионные акустические) осцилляции, барионная асимметрия Вселенной. Также неожиданное развитие, особенно в XXI веке, получила близкая Сахарову модель пульсирующей Вселенной. Другие волновавшие его темы: квантовая космология, антропный принцип – это тоже передний край современной науки.

Гульельми А.В., Потапов А.С. «Частотно-модулированные ультранизкочастотные волны в околоземном космическом пространстве» Успехи физических наук, 191, № 6, с. 475-491 (2021)

Обзор посвящён ультранизкочастотным электромагнитным волнам естественного происхождения. Рассмотрено многообразие частотно-модулированных волн, источники которых располагаются в ионосфере, в радиационном поясе, на периферии магнитосферы и в солнечном ветре перед фронтом магнитосферы. Основное внимание уделено механизмам формирования частотной модуляции. Анализ частотной модуляции даёт нам информацию о процессах возбуждения и распространения волн, а также о физических условиях в местах возбуждения и на трассах распространения. Указаны актуальные открытые проблемы физики частотно-модулированных волн.

Сасорова Е.В., Левин Б.В. «О связи вариаций скорости вращения Земли и ее сейсмической активности. Вступление Земли в новую фазу уменьшения угловой скорости вращения» Вестник Камчатской региональной ассоциации "Учебно-научный центр" (КРАУНЦ). Серия: Физико-математические науки», 20, № 4, с. 91-100 (2017)

Cейсмическая активность Земли демонстрирует отчетливую неравномерность (неоднородность) как в пространстве, так и во времени. Периоды усиления сейсмической активности (СА) сменяются периодами ее спада. Усиление СА в одном регионе может сопровождаться ее ослаблением в другом. В работе впервые сделана попытка определить влияние низкочастотных составляющих вариаций угловой скорости вращения Земли на динамику ее сейсмической активности. Анализ временных рядов плотности сейсмических событий и вариаций скорости вращения Земли длительностью около 300 лет показывает, что каждый этап уменьшения угловой скорости вращения (торможения) сопровождается увеличением плотности сейсмических событий, а этапы увеличения угловой скорости вращения (разгона) сопровождаются уменьшением плотности событий. В настоящее время Земля входит в начальную фазу нового процесса торможения, что может привести к усилению глобальной сейсмической активности.

Андрусенко С.Л., Кричевский Д.П., Манчурян Г.Д., Руденко В.Н. «Оптимизация параметров Евро-азиатской сета гравитационных детекторов» Одиннадцатая Всероссийская конференция «Необратимые процессы в науке и технике», 26–29 января 2021 г. Т. 1, с. 130-133 (2021)

Голяк Ил.С., Есаков А.А., Морозов А.Н., Назолин А.Л. «Система регистрации высокочастотных гравитационных волн» Одиннадцатая Всероссийская конференция «Необратимые процессы в науке и технике», 26–29 января 2021 г. Т. 2, с. 94-98 (2021)

Качмар В.В., Мошкина К.Г., Борзосеков В.Д., Скворцова Н.Н., Сорокин А.А. «Подготовка поверхности металлов прямым пьезоэлектрическим разрядом для микроволновых имитационных испытаний с лунной пылью» Прикладная физика и математика, № 6, с. 11-19 (2021)

Рассмотрен процесс предварительной подготовки образцов нержавеющей стали и алюминия для имитационных экспериментов с реголитом. Половина образцов каждого металла была обработана низкотемпературной плазмой. Проведен сравнительный анализ микрофотографий поверхности обработанных и необработанных образцов металлических пластин и ее элементного состава. Ключевые слова: лунный реголит, гиротрон, низкотемпературная плазма, нержавеющая сталь, алюминий. DOI: 10.25791/pfim.03.2021.1198

Шацкий А.А «Появление точки поворота в динамическом решении Рейснера–Нордстрема» Журнал экспериментальной и теоретической физики, 159, № 5, с. 883-891 (2021)

DOI: 10.31857/S0044451021050047

Глушков В.Л., Королев П.А., Фомин И.В., Червон С.В. «Методы построения ОТО-подобных космологических моделей на основе скалярно-тензорной гравитации» Одиннадцатая Всероссийская конференция «Необратимые процессы в науке и технике», 26–29 января 2021 г. Т. 1, с. 33-37 (2021)

Чуев А.С. «Системное моделирование сил гравитации с участием изменения энтропии и плотности течения времени» Одиннадцатая Всероссийская конференция «Необратимые процессы в науке и технике», 26–29 января 2021 г. Т. 1, с. 49-52 (2021)

Чуев А.С. «Системное моделирование возможных сил антигравитации» Одиннадцатая Всероссийская конференция «Необратимые процессы в науке и технике», 26–29 января 2021 г. Т. 2, с. 18-22 (2021)

Бобровник В.И., Маслов А.Г. «Определение оптимальных условий запуска груза с поверхности Луны на Землю с помощью импульсного старта» Одиннадцатая Всероссийская конференция «Необратимые процессы в науке и технике», 26–29 января 2021 г. Т. 2, с. 32-34 (2021)

Константинов М.Ю., Селиванов А.Б. «О возможности определения массы астероида по движению искусственного тела вблизи поверхности астероида» Одиннадцатая Всероссийская конференция «Необратимые процессы в науке и технике», 26–29 января 2021 г. Т. 2, с. 56 (2021)

Герасимов Ю.В., Константинов М.Ю., Селиванов А.Б. «О возможности экстренного разрушения астероида набором ударников» Одиннадцатая Всероссийская конференция «Необратимые процессы в науке и технике», 26–29 января 2021 г. Т. 2, с. 56-57 (2021)

Литвиненко Л.Н., Литвиненко В.В. «Эль-Ниньо 1997–1998 гг. и 2015–2016 гг. на фоне синхронизации сил тяготения Луны и Солнца в период экваториальных солнечных затмений» Географическая среда и живые системы. Предыдущее название: Вестник Московского государственного областного университета. Серия: Естественные науки (с 2004 по 2019 год), № 1, с. 6-16 (2021)

Цель. Выявить сходство причин формирования самых сильных в современной истории Эль-Ниньо 1997–1998 гг. и 2015–2016 гг., которые объединены 120, 125, 130 сериями Саросов солнечных затмений. Процедура и методы. Изучены научные работы о причинах возникновения и классификации событий Эль-Ниньо. Проанализированы совпадения в траекториях экваториальных солнечных затмений в период заключительной фазы формирования Эль-Ниньо. Результаты. Экстремальные события ЭНЮК, выделенные сотрудниками МГУ, распределились следующим образом: пятнадцать лет из восемнадцати с событиями Ла-Нинья (кроме 1955, 1965, 1976 гг.) были годами с двумя полярными затмениями и, как правило, предшествовали годам с Эль-Ниньо. Особенностью одиннадцати из двенадцати лет с январскими Эль-Ниньо (за исключением 1978 г.) являлось наличие траекторий солнечных затмений, проходящих через акваторию тропических и экваториальных районов Тихого или Индийского (с выходом на запад Тихого) океанов. В отдельные годы траектория затмения начиналась в Юго-Восточной Азии. Указанные различия астрономических событий в период формирования Эль-Ниньо и Ла-Нинья свидетельствуют о необходимости учитывать влияние сил небесной механики в виде синхронизации сил тяготения Луны и Солнца, и их достаточно сложную роль в земных процессах. Теоретическая и/или практическая значимость. Причинами, формирующими запуск колебаний Маддена–Джулиана и аномальных западных ветров, которые являются необходимым условием для возникновения Эль-Ниньо, могут быть приливные силы Луны и Солнца и их синхронизация в течение месяца до и после момента затмения на западе Тихого океана, в Индийском океане, Юго-Восточной Азии. Силы тяготения в зависимости от конфигурации траектории затмения вовлекают воздушные массы в тропических и экваториальных широтах в аномальный западный перенос, с юго- или северо-западной составляющей. Полярные затмения в высоких широтах могут усиливать полюсные приливы, создающие прибойные волны, и стать триггером к запуску изменения скорости и амплитуды волн Кельвина и Россби, особенно при смене полярных затмений на экваториальные. Ключевые слова: Эль-Ниньо, роль небесной механики, траектория затмения, аномальный западный тропический перенос

Абдуллаева С.Н. «Развитие критериального метода определения общей степени облачности и мутности атмосферы на базе результатов солнечных радиационных измерений» Гелиогеофизические исследования, № 29, с. 3-8 (2021)

Проанализирована возможность дальнейшего развития критериального метода определения общей степени облачности и мутности атмосферы. Показано, что такие понятия как облачность, мутность и степень ослабления солнечной радиации являются взаимосвязанными показателями. Это требует введения универсального совместного показателя облачности, мутности и ослабления радиации, который обладая явно выраженным экстремальным характером, мог бы служить ориентиром при оценке состояния атмосферы. Предложен новый показатель состояния атмосферы γ, который прямо пропорционален показателю мутности Линке и индексу безоблачности неба, однако растет с увеличением облачности. При этом найдено условие, при выполнении которого рост TL приводит к появлению максимума γ, а при невыполнении к минимуму , т.е. γ также является показателем мутности в интервале TL от единицы то точки экстремума. Вышеуказанное свойстве предложенного показателя γ подчеркивает его многофункциональный характер.

Асадов Х.Г., Маммадова У.Ф., Годжаева-Гасымова С.Н. «Обобщенный метод Ленгли для калибровки солнечных фотометров» Гелиогеофизические исследования, № 29, с. 9-17 (2021)

Отмечено, что при проведении калибровки солнечных фотометров по методу Ленгли важным условием является стабильность атмосферных условий. Классический метод Ленгли при нестабильности оптической толщины атмосферного аэрозоля всегда приводит к существенной неточности калибрации. Предлагаемый метод обобщенной калибровки предусматривает построение диаграмм на базе таких двух временных точечных измерений, в которых оптические толщины атмосферного аэрозоля почти равны между собой. Разработан алгоритм реализации предлагаемого метода.

Асадов Х.Г., Маммадова У.Ф., Эминов Р.А. «Метод определения коэффициента мутности атмосферы Линке с помощью солнечно – фотометрических измерений» Гелиогеофизические исследования, № 29, с. 18-23 (2021)

Мутность атмосферы является одним из важнейших понятий метеорологического обеспечения безопасности полетов. Этот показатель является количественной оценкой ослабления солнечной радиации в основном атмосферным аэрозолем и водяными парами. Воздействие атмосферного аэрозоля на оптические лучи в общем случае зависит от количества, вида аэрозоля, его распределения по размерам, а также от атмосферных водяных паров. Одним из широко используемых оценок мутности атмосферы является коэффициент мутности Линке. Этот показатель мутности количественно определяется тем числом чистых и сухих атмосфер, последовательное включение которых дает ослабление солнечных лучей, равное ослаблению реально существующей атмосферы. Этот коэффициент количественно равен ослаблению солнечных лучей атмосферным аэрозолем и водяным парами во всем спектральном диапазоне. Статья посвящена исследованию возможности определения коэффициента мутности атмосферы Линке методом солнечно-фотометрических измерений. Предложен метод определения коэффициента мутности атмосферы Линке предусматривающий использование известной аналитической модели, определяющей взаимосвязь коэффициента мутности Ангстрема и коэффициента мутности Линке. Для практического использование этой модели необходимо наличие данных о суммарной осажденной величине водяных паров, для определения которого предлагается двухволновый метод измерений на длинах волн λ₁=0,82 мкм и λ₂=0,94 мкм. Предлагается проведение суммарно – синхронной калибровки указанных двух каналов фотометрических измерений. Такой метод совместной калибровки позволяет исключить погрешность, возникающую из – за изменения атмосферной обстановки в промежутке времени между моментами при обычной раздельной калибровки каналов на длинах волн λ₁ и λ₂, а также уменьшить суммарный случайный шумовой сигнал двух синхронно и совместно калибруемых каналов по сравнению с раздельной калибровкой. Точная калибровке измерительных каналов в свою очередь позволяет повысить точность определения значения коэффициенте мутности Линке.

Данилов А.Д., Константинова А.В. «Детальный анализ поведения критической частоты слоя F2 перед магнитными бурями. 3. Зависимость от интенсивности бури» Гелиогеофизические исследования, № 29, с. 24-29 (2021)

На основании данных станции Juliusruh проведен анализ поведения критической частоты слоя F2, foF2, в течение трех дней, предшествующих магнитной буре. Рассмотрены 272 бури за период с 1976 по 2010 гг. и найдено 2682 события (отклонения foF2 от спокойных условий). Получено, что указанные отклонения демонстрируют хорошо выраженную зависимость от интенсивности предстоящей магнитной бури. Проведен детальный анализ этой зависимости для всех событий вместе и для отдельных типов отклонений: положительных, отрицательных, полученных сравнением с разными данными для спокойных условий, а также имеющих различную амплитуду. Полученные результаты хорошо согласуются с результатами по станции Slough, опубликованными авторами ранее, и позволяют считать, что найденные отклонения не являются случайными флуктуациями foF2, но связаны с предстоящей магнитной бурей, т.е. являются ее предвестниками.

Кузьмин А.В., Журавлев С.В., Котонаева Н.Г., Лапшин В.Б. «Эксперименты по регистрации ионосферных параметров и выделению опасных явлений в ионосфере при использовании ионозонда с заданными характеристиками волнового фронта» Гелиогеофизические исследования, № 29, с. 38-49 (2021)

Разработан программно-аппаратный комплекс зондирования ионосферы в декаметровом диапазоне радиоволн, позволяющий генерировать волновой фронт сложной структуры, в том числе с орбитальным моментом импульса. Экспериментальные исследования с использованием комплекса показали наличие в составе спектра принятого сигнала дополнительных частот. Прием отраженных сигналов от мелкомасштабных и крупномасштабных неоднородностей ионосферы, образованных в спорадическом слое Es, показал наличие в составе отраженного сигнала спектральных составляющих со смещением по отношению к несущей частоте. В случае излучения полоской электромагнитной волны такие эффекты не наблюдались.

Цыбуля К.Г. «Простой алгоритм ассимиляции полного электронного содержания в ионосферную модель SIMP-STANDARD» Гелиогеофизические исследования, № 29, с. 50-56 (2021)

Описывается алгоритм коррекции значений критической частоты ионосферного слоя F2, выдаваемых медианной ионосферной моделью за счет ассимиляции данных полного электронного содержания (ПЭС). Для тестирования в качестве базовой модели выбрана эмпирическая модель SIMP-STANDARD (System of Ionospheric Monitoring and Prediction). Данные о вертикальном ПЭС получены с сайта IGS (International GNSS Service) в виде карт в формате IONEX.

Данилов А.Д., Константинова А.В. «Детальный анализ поведения критической частоты слоя F2 перед магнитными бурями. 4. Зависимость от солнечной активности» Гелиогеофизические исследования, № 30, с. 3-8 (2021)

На основании данных станции Juliusruh проведен анализ поведения критической частоты слоя F2, foF2, в течение трех дней, предшествующих магнитной буре. Рассмотрены 272 бури за период с 1976 по 2010 гг. и найдено 2682 события (отклонения foF2 от спокойных условий). Получено, что указанные отклонения демонстрируют хорошо выраженную зависимость от солнечной активности. Проведен детальный анализ этой зависимости для всех событий вместе и для отдельных типов отклонений: положительных, отрицательных, полученных сравнением с разными данными для спокойных условий, а также имеющих различную амплитуду. Полученные результаты хорошо согласуются с результатами по станции Slough, опубликованными авторами ранее, и позволяют считать, что найденные отклонения не являются случайными флуктуациями foF2, но связаны с предстоящей магнитной бурей, т.е. являются ее предвестниками.

Тертышников А.В. «Эксперимент по зондированию ионосферы с Кисловодской обсерватории» Гелиогеофизические исследования, № 30, с. 9-13 (2021)

Представлены примеры результатов зондирования ионосферы с Кисловодской обсерватории (ГАС ГАО РАН) с помощью геодезического навигационного приемника сигналов КА ГНСС МГУ (ГАИШ МГУ). Рассчитано интегральное содержание электронов в вертикальном столбе атмосферы и профили концентрации электронов по высоте. Представленная технология предлагается для исследования гелиогеофизических эффектов.

Данилов А.Д., Константинова А.В. «Детальный анализ поведения критической частоты слоя F2 перед магнитными бурями. 5. Зависимость от местного времени начала бури» Гелиогеофизические исследования, № 30, с. 14-20 (2021)

На основании данных станции Juliusruh проведен анализ поведения критической частоты слоя F2, foF2, в течение трех дней, предшествующих магнитной буре. Рассмотрены 272 бури за период с 1976 по 2010 гг. и найдено 2682 события (отклонения foF2 от спокойных условий). Получено, что указанные отклонения демонстрируют наличие интервалов LT SO, в которых вероятность появления максимальна. Проведен детальный анализ этих интервалов для всех событий вместе и для отдельных типов отклонений: положительных, отрицательных, полученных сравнением с разными данными для спокойных условий, а также имеющих различную амплитуду. Полученные результаты хорошо согласуются с результатами по станции Slough как опубликованными авторами ранее, так и полученными в ходе дальнейшего анализа, и позволяют считать, что найденные отклонения не являются случайными флуктуациями foF2, но связаны с предстоящей магнитной бурей, т.е. являются ее предвестниками.

Калинин Ю.К., Репин А.Ю., Хотенко Е.Н. «Прикладная геофизика ионосферы и фактическое применение технологии искусственного интеллекта» Гелиогеофизические исследования, № 30, с. 21-29 (2021)

Рассматривается смысловая связь между различными разделами прикладной ионосферной геофизики и технологиями, соотносимыми к так называемому искусственному интеллекту. В ионосферной геофизике предлагается рассматривать две ветви – фундаментальную и прикладную с выделением в последней технической ионосферной геофизики. Среди технологий искусственного интеллекта рассматриваются варианты, в которых возможны создание программ для ЭВМ с выходом на потребителя – либо оператора, либо автономно действующего устройства

Данилкин Н.П., Жбанков Г.А. «Радиозондирование ионосферы. От первых ионозондов к современному состоянию» Гелиогеофизические исследования, № 30, с. 30-34 (2021)

Диагностика ионосферы является важнейшей задачей на пути совершенствования современной радиоаппаратуры. В статье рассматриваются методы радиозондирования ионосферы и возможности современных цифровых ионозондов. Большое внимание уделено новой методике на основе использования спиральных или вихревых радиоволн при диагностике ионосферы. Обосновываются возможность и преимущества предлагаемого метода.

«Результаты pадиопpосвечивания авpopальнoгo oвала над Aнтаpктидoй cигналами ГНCC с санно-гусеничного поезда к российской антарктической cтанции «Вocтoк» A.В. Tеpтышникoв» Гелиогеофизические исследования, № 30, с. 35-41 (2021)

Пo программе 60-й Рoccийcкoй Aнтаpктичеcкoй экcпедиции cезoна 2014–2015 гг. в хoде cаннo-гуcеничнoгo пеpехoда пo Aнтаpктиде к cтанции «Вocтoк» 8–19.01.2015 г. пpoвoдилcя экcпеpимент пo пpиему cигналoв KA Глoбальных навигациoнных cпутникoвых cиcтем (KA ГНCC) ГЛОНACC/GPS. Обcуждаютcя технoлoгия зoндиpoвания на основе метода pадиопpосвечивания и кpитеpии диагнocтики авpopальнoгo oвала в пoлнoм электpoннoм coдеpжании иoнocфеpы (ПЭC). В pезультатах pадиопpосвечивания выcoкoшиpoтнoй иoнocфеpы выявлены cледы авpopальнoгo oвала в шиpoтнoм pаcпpеделении иoнocфеpных задеpжек cигналoв KA ГНCC ГЛОНACC/GPS. Пpиведен пpимеp пpоявления следов авpоpального овала. Раccчитан маpшpут пеpехoда. Cpавнение пoлученных pезультатoв пpoведенo c pезультатами мoделиpoвания авpopальнoгo овала пo модели SIMP2 и данными c oфициальнoй интеpнет-cтpаницы экcпеpимента. Показана неoбхoдимocть coздания модели авpopальнoгo овала по ПЭC.

Zakharenko V.V., Ryabov V.B., Kravtsov I.P., Mylostna K.Yu., Kharlanova V.Yu., Vasylieva I.Y., Ulyanov O.M., Konovalenko O.O., Kalinichenko M.M., Zarka P., Rucker H.O., Fischer G., Yerin S.M., Grießmeier J.-M., Sydorchuk M.A., Shevtsova A.I., Skoryk A.O., Shevchenko V.A. «Sporadic radio emission of space objects at low-frequencies» Радиофизика и радиоастрономия (Украина), 26, № 2, с. 99-129 (2021)

Purpose: The results of studies of sporadic radio emission of several types of space radio sources, including neutron stars and planets of the Solar System, are presented. The aim of this work is to review the latest achievements in the study of low-frequency radio emission of the Solar System planets and transient signals similar to pulsar pulses using the UTR-2 radio telescope. The importance of the development of the verification methods of the space borne radio emission in the study of sporadic signals from various sources is shown. Design/methodology/approach: The studies of sporadic signals of different nature are based on the common set of procedures for cleaning records from the terrestrial radio frequency interference (RFI) in the frequency-time pattern using the information on the nature of the particular type of sporadic radio emission, possible types of interference and signal distortion. Characteristic features of sporadic radio emission of different sources are given, and for each of them the optimal method of signal extraction is developed. The efficiency of the developed procedures for cleaning from noise using adjustable parameters is shown. This is done on the basis of observations of diverse types of space radio sources, such as lightings in the atmospheres of planets, single pulses of neutron stars and sporadic radio emission of Jupiter. Findings: The developed methods of signal extraction detection in the presence of radio-interference have allowed obtaining the unique results such as: the distribution of the total intensity of single pulses of neutron stars depending on the galactic latitude; the automatic search of lightings in the Saturn’s atmosphere in data due to the carefully elaborated RFI mitigation procedures, which made it possible to obtain the Saturn electrostatic discharge (SED) emission parameters based on the most complete set of events. Increased efficiency of the selection of Jupiter’s S-radiation signals despite the data corruption by the presence of radio-interference, which was reached due to the carefully chosen parameters of data cleaning procedures, have allowed us to detect short and intensive bursts, being the most informative for determining the physical parameters of radio emission in the area of their generation.

Ulyanov O.M. «History of low-frequency research of pulsars» Радиофизика и радиоастрономия (Украина), 26, № 2, с. 130-147 (2021)

Предмет и цель работы: Приведены основные яркие события, которые происходили в начальный период исследования пульсаров в декаметровом диапазоне. На примере главных научных задач, сформулированных еще в начале этих исследований, показано, как изменялись акценты и приоритеты исследований с течением времени, какие задачи в конце концов были решены, а какие все еще ожидают своего решения. Показано, как непрерывная модернизация радиотелескопа УТР-2 позволила приобрести новые качеств астрофизическим исследованиям, проводимых на этом радиотелескопе, и определить в них новые научные направления. На примере цитируемых литературных ссылок показано, как развивались исследования пульсаров в Украине и как они интегрировались в мировые астрофизические исследования этих уникальных объектов. Цель этой работы – на примере исследования пульсаров показать взаимосвязь между прошлым и настоящим в более чем полувековой интервале времени и продемонстрировать, как те научные задачи, которые были сформулированы в прошлом и которые невозможно было решить с тогдашним техническим условиям, были решены последующими поколениями исследователей. Методы и методология: Методами сравнений и исторических параллелей показано, как развивались и эволюционировали низкочастотные исследования пульсаров почти от их открытия до сих пор. Результаты Показано, как количественные преобразования и техническое развитие, а также нестандартные научные подходы, оригинальное мышление и международное сотрудничество позволяют решать сложные радиоастрономические задачи, связанные с низкочастотными исследованиями пульсаров. Выводы Приведены исторический обзор более полувековых радиоастрономических исследований пульсаров, которые проводились и продолжают проводиться в декаметровом диапазоне с помощью радиотелескопа УТР-2. Освещены "старые" и современные приоритеты в исследованиях пульсаров и показано, как качественно изменились технические параметры приемно-регистрирующей аппаратуры и компьютерные возможности, которые были доступны в прошлом, и те, что используются сейчас для изучение природы когерентного радиоизлучения пульсаров. Ключевые слова: аберрация, диапазон частот, импульс, интеримпульс, мера дисперсии, мера вращения, плазма, пульсар, радиотелескоп

Kalinichenko M.M., Kuhai N.V., Konovalenko O.O., Brazhenko A.I., Bubnov I.M., Yerin S.M., Rucker H.O., Zarka P., Lecacheux A., Ivantyshyn O.L., Lytvynenko O.O., Romanchuk O.I., Shevchenko A.V. «Investigations of cosmic sources radioemission scintillations due to interplanetary plasma irregularities at the Institute of radio astronomy, NAS Ukraine» Радиофизика и радиоастрономия (Украина), 26, № 2, с. 148-164 (2021)

Предмет и цель работы: Обзор исследований мерцаний радиоизлучения космических источников на неоднородностях межпланетной плазмы, которые проводились в Радиоастрономическом институте НАН Украины, начиная с первых наблюдений в середине 70-х годов и до наших дней. Методы и методология: При подготовке этой статьи авторы осмотрели, проанализировали и обобщили информацию, была опубликована в отечественных и зарубежных изданиях, докладывалась на научных конференциях. Результаты осмотрено исследования межпланетных мерцаний, которые проводились в Радиоастрономическом институте НАН Украины. Оговорено в ретроспективе, как в процессе этих исследований приобретались знания об основных параметрах межпланетных мерцаний в декаметровом диапазоне радиоволн и важные параметры солнечного ветра и его структуру, предлагались различные методы обработки и анализа экспериментальных данных, создавались новые средства приема космического радиоизлучения. Показано место и важность этих исследований для мировой науки. Выводы: За годы, прошедшие с начала исследований, коллектив Отделение низкочастотной радиоастрономии Радиоастрономического института НАН Украины получил ряд новых актуальных результатов, которые выводят Украину в когорту мировых центров исследований межпланетных мерцаний. Построение нового радиотелескопа ГУРТ, между прочим, создает новые перспективы для развития этого актуального направления. Ключевые слова: межпланетные мерцания, декаметровый диапазон, солнечный ветер, поточная структура солнечного ветра, корональные выбросы массы

Miroshnichenko A.P. «Environment density of a giant radio structure for galaxies and quasars with steep radio spectra» Радиофизика и радиоастрономия (Украина), 26, № 2, с. 165-172 (2021)

Предмет и цель работы: Оценка плотности среды гигантских (с линейным размером около мегапарсек) Радиоструктура для галактик и квазаров с крутыми низкочастотными спектрами с каталога УТР-2. Исследование космологической эволюции плотности среды гигантских радиоисточников. Определение зависимости взноса радиолепесток в излучение гигантских источников от плотности их среды. Методы и методология Для оценки плотности среды гигантских источников с крутыми низкочастотными спектрами используем выборку источников с каталога внегалактических источников УТР-2. Критерии отбора исследуемых объектов: 1) значения спектрального индекса равна или больше 1; 2) плотность потока излучения на частоте 25 МГц превышает 10 Ян; 3) источники из выборки оптически отождествлены. Значение плотности среды рассмотренных источников получены в предположении равенства светимости джета источника (при синхротронного механизме радиоизлучения) и его соответствующей кинетической светимости. Выполняется анализ полученных оценок плотности среды различных классов источников выборки (для галактик с линейным крутым спектром, галактик с крутым спектром с изломом, квазаров с линейным крутым спектром, квазаров с крутым спектром с изломом). Результаты Получены оценки плотности среды гигантских радиоструктур, образованных джетами источников с крутым радиоспектром с каталога УТР-2. В среднем плотность среды для Радиоструктура квазаров ∼10²⁸ г/см³. Меньше, чем для галактик (∼10^–27–10^–26г/см³ ). Для галактик и квазаров с крутым спектром со взломом характерна большая плотность среды джетов, чем для галактик и квазаров с линейным крутым спектром. Выявлено обратную степенную зависимость плотности среды джетов от красного смещения источников (космологическую эволюцию плотности среды джетов). Найдено обратную степенную зависимость взноса радиопесток (образованных джетами) в излучение источников от плотности среды соответствующих радиоструктуре. Вывод: Средние значения полученных оценок плотности среды гигантских джетов радиоисточников с крутыми низкочастотными спектрами свидетельствуют о меньшей плотности среды джетов квазаров, чем джетов галактик. Гигантские радиоисточников с крутым низкочастотным спектром (особенно с крутым спектром со взломом) проявляют значительную эволюцию плотности среды джетов. Больший вклад радиолепестков (джетов) в излучение источников соответствует меньшей плотности среды рассмотренных источников из каталога УТР-2. Это может быть обусловлено тем, что от мощных радиоисточников распространяются джеты (окружены радиолепестками) на расстоянии около мегапарсек, пока не наступает баланс между плотностью среды источники и плотностью межгалактического среды. Ключевые слова: крутой низкочастотный радиоспектр, огромная радиоструктура, джеты, радиолепестки, галактики, квазары, плотность среды

Kornienko Yu.V., Dulova I.A., Bondarenko N.V. «Involvement of altimetry information into the improved photoclinometry method for relief retrieval from a slope field» Радиофизика и радиоастрономия (Украина), 26, № 2, с. 173-188 (2021)

Предмет и цель работы: Исследуется возможность повышения точности определения рельефа поверхности планеты по помощью метода усовершенствованной фотоклинометрии путем привязки искомого рельефа до альтиметрических данных. Предложен общий подход к решению проблемы. Обсуждается использование альтиметров, имеющих как широкую, так и узкую диаграмму направленности, однако более подробно рассматривается учета данных альтиметра с узкой диаграммой направленности. Пространственное разрешение вычисленного рельефа при использовании метода усовершенствованной фотоклинометрии соответствует пространственной разрешающей способности используемых изображений. Альтиметр позволяет выполнить абсолютную привязку высот поверхности и повышает точность определения рельефа. Методы и методология: Работа базируется на использовании метода усовершенствованной фотоклинометрии для определения рельефа участка поверхности планеты по изображениям. Этот метод является математически строгим и опирается на Байесовский статистический подход, позволяющий определить наиболее вероятный рельеф по имеющимся данным наблюдений. Результаты Предложен подход к определению оптимальной статистической оценки высот поверхности с изображениями в рамках метода усовершенствованной фотоклинометрии и получено выражение для оптимального фильтра, переводит выходные изображения и данные альтиметра с широкой диаграммой направленности в наиболее вероятен рельеф участка поверхности планеты. Сформулировано метод привязки данных альтиметра с узкой диаграммой направленности. выполнена проверка работоспособности этого метода с помощью компьютерного моделирования. Выполнено восстановление рельефа участка поверхности Луны в Море Дождей по трем изображениями и данными лазерного альтиметра, полученными космическим аппаратом Lunar Reconnaissance Orbiter. Выводы: Использованию данных, полученных альтиметром с узкой диаграммой направленности, следует отдать предпочтение по сравнению данным альтиметра с широкой диаграммой направленности. Показано, что учет данных альтиметра с узкой диаграммой направленности существенно повышает точность определения высот по сравнению со случаем использования исключительно изображений и помогает ускорить процедуру вычислений. Ключевые слова: рельеф поверхности планеты, фотометрия, альтиметр, оптимальная фильтрация, статистическая оценка случайной величины

Bubnov I.N., Konovalenko O.O., Tokarsky P.L., Korolev O.M., Yerin S.M., Stanislavsky L.O. «Creation and approbation of a low-frequency radio astronomy antenna for studying objects of the universe from the farside of the Moon» Радиофизика и радиоастрономия (Украина), 26, № 3, с. 197-210 (2021)

Предмет и цель работы: Теоретические и экспериментальные исследования активной антенны – элемента антенной решетки низкочастотного радиотелескопа для будущей обсерватории на обратной стороне Луны. Методы и методология Для исследования активной антенны, состоящей из диполя сложной формы и малошумного усилителя, использовано ее математическую модель в виде четырехполюсника, электрические параметры которого задаются матрицей рассеяния, а шумовые – ковариационной матрицей спектральных плотностей шумовых волн. Такая модель позволяет выполнять корректный анализ соотношения сигнал/шум на выходе активной антенны с учетом внешних и внутренних источников шума. Результаты моделирования сопоставлены с результатами экспериментальных измерений характеристик антенны. С помощью разработанной активной антенны проведения радиоастрономические наблюдения в земных условиях. Результаты Выполнен численный анализ характеристик активной антенны радиотелескопа в широком диапазоне частот 4–40 МГц. Разработаны два варианта малошумных усилителей, предназначенных для работы в составе активной антенны в земных и космических условиях. В земных условиях экспериментально доказано, что объем задач, которые эффективно могут решать такие радиотелескопы на очень низких частотах, достаточно широк – от исследований Солнца к поиску космологических эффектов. Выводы: Полученные в работе результаты расчетов и натурных измерений показали удовлетворительное совпадение в большей части рабочего диапазона частот. Результаты этой работы могут быть полезны в разработке и исследованиях активных антенн, предназначенных для работы в декаметровом и гектометровом диапазонах волн, в частности тех, которые планируется использовать в условиях космоса. Ключевые слова: активная антенна, Луна, радиоастрономические наблюдения, чувствительность

Pushin V.F., Chernogor L.F. «A synthesis of temporal variations in doppler spectra recorded at a quasi-vertical incidence by the hf doppler radar with spaced receivers» Радиофизика и радиоастрономия (Украина), 26, № 3, с. 211-223 (2021)

Предмет и цель работы: Ионосфера как радиоканал широко используется средствами коммуникации, радионавигации, радиолокации, радиопеленгации, радиоастрономии и дистанционного радиозондирования. Параметрам радиоканала свойственна нестационарность, обусловленная динамическими процессами в ионосфере. Исследование динамических процессов в ионосфере относится к актуальных задач космической радиофизики и радиофизики геокосмоса. Целью настоящей работы является изложение результатов синтеза доплерограмм в случае вертикального и слабонаклонных доплеровского зондирования ионосферы. Методы и методология Одним из наиболее эффективных методов исследования ионосферы является метод доплеровского зондирования. Он имеет высокие разрешения по времени (около 10 с), по доплеровским смещением частоты (0.01–0.1 Гц) и точность измерения доплеровского смещения частоты (∼0.01 Гц). При таких условиях удается отслеживать относительные вариации концентрации электронов в ионосфере (10^–4–10^–3) или исследовать движение ионосферной плазмы со скоростью 0.1–1 м/c. Решение обратной радиофизической задачи, которая заключается в нахождении параметров ионосферы, чаще всего означает решения прямой радиофизической задачи. В методе доплеровского зондирования она связана с построением доплерограмм и сравнением их с измеренными доплерограммами. Результаты Для обычной компоненты радиоволны наблюдается внутримодовая многопеременность в виде тройной эха. Влияние геомагнитного поля и сильных горизонтальных градиентов электронной концентрации (10%) приводит к образованию сложных лучевых структур с каустика. При перемещении подвижных ионосферных возмущений вдоль магнитного меридиана образуются зоны молчания. Продольное и поперечное перемещение точки отражения луча для слабонаклонных трассы с. Гайдары–с. Граково длиной 50 км достигает нескольких десятков километров. В случае вертикального зондирования азимут прихода сигнала в пункт наблюдения фрагментарно совпадает с азимутом направления подвижных ионосферных возмущений. Отраженный радиолуч возвращается в пункт наблюдения путем падающего. Осуществлен синтез доплерограм ВЧ сигнала и выполнено сравнение с доплерограмой, зарегистрированной на радаре Харьковского национального университета имени В.Н. Каразина. Полученная оценка (15%) подтверждает существование сильных горизонтальных градиентов электронной концентрации. Выводы: Выполнены расчеты доплерограм и гониограм для вертикального и слабонаклонных зондирования ионосферы с учетом сильных горизонтальных градиентов электронной концентрации, вызванных подвижными ионосферными возмущениями. Ключевые слова: ионосфера, наклонное доплеровское зондирования, синтез доплерограм, подвижные ионосферные возмущения, электронная концентрация

Dudnik O.V., Yakovlev O.V. «Evidence of the earth's inner radiation belts during the low solar and geomagnetic activity obtained with the step-f instrument» Радиофизика и радиоастрономия (Украина), 26, № 3, с. 224-238 (2021)

Предмет и цель работы: Предметом исследований является пространственно-временные распределения высокоэнергичных заряженных частиц внутри магнитосферы Земли вне зоны Юго-Атлантического магнитной аномалии в период минимума 11-летнего цикла солнечной активности. Целью работы является поиск и определение постоянных и неустойчивых дополнительных пространственных зон повышенных потоков электронов субрелятивистских энергий на высотах полетов низкоорбитальных искусственных спутников Земли. Методы и методология: Поиск и установка дополнительных радиационных поясов Земли осуществлено по анализу данных канала D1e регистрации электронов с энергиями ΔE_e=180–510 кэВ и протонов с энергиями ΔE_p=3.5–3.7 МэВ спутникового телескопа электронов и протонов СТЭП-Ф на борту низкоорбитальной научного спутника Земли "КОРОНАСФотон". Для анализа использовались информационные массивы с временной разрешающей способностью 2 с, нормированные на активную площадь позиционно-чувствительного кремниевого матричного детектора и телесный угол зрения детекторной головки прибора. Результаты Выявлено постоянную структуру из трех электронных радиационных поясов в земной магнитосфере в период низкой солнечной и геомагнитной активности в мае 2009 Два пояса известны с начала космической эры радиационными поясами Ван Алена, еще один дополнительный постоянный слой формируется вокруг дрейфовой оболочки с параметром МакИлвайна L≈1.65±0.05. В отдельные дни мая 2009, кроме этого дополнительного слоя, одновременно с ним наблюдался еще один неустойчивый внутренний радиационный пояс, который формировался время от времени между исследуемым постоянным поясом L≈1.65 и внутренним поясом Ван Алена на L≈2.52. Повышенные потоки частиц в этом неустойчивом поясе формировались вокруг дрейфовой оболочки L≈2.06±0.14. Выводы: Дополнительные внутренние радиационные пояса регистрируются в широкой полосе географических долгот λ как на восходящих, так и на нисходящих участках орбиты спутника от λ₁≈150° до λ₂≈290°.Отдельно в северном или южном полушарияи за пределами внешнего края внешнего радиационного пояса на L≥7–8 наблюдаются случаи повышения плотности потока частиц в широкой полосе L-оболочек, которые отвечают высокоширотной области квазизахвату высокоэнергичных заряженных частиц. Повышенные потоки наблюдаются до границ главной ударной волны земной магнитосферы L≈10–12 октября). Ключевые слова: радиационный пояс, прибор СТЭП-Ф, электроны, магнитосфера, дрейфовая L-оболочка, плотность потока частиц

Kaliberda M.E., Lytvynenko L.M., Pogarsky S.A. «Operator method in the problem of the h-polarized wave diffraction by two semi-infinite gratings placed in the same plane» Радиофизика и радиоастрономия (Украина), 26, № 3, с. 239-249 (2021)

Предмет и цель работы: Рассматривается задача о дифракции H-поляризованной плоской волны на структуре из двух полубесконечных ленточных решеток. Решетки лежат в одной плоскости. Зазор между решетками произвольный. цель работы заключается в развитые операторного метода для структур, в которых рассеяны поля имеют как дискретный, так и непрерывный пространственные спектры. Методы и методология: В спектральной области, в области преобразований Фурье, рассеянное поле выражается через неизвестную амплитуду Фурье. Поле, отраженное рассматриваемой структурой, представляется как сумма двух полей токов, текущих лентами полубесконечных решеток. Для амплитуд Фурье получено операторные уравнения. Эти уравнения используют операторы отражение полубесконечных решеток, которые считаются известными. Поле, рассеянный полубесконечной решеткой, можно представить как сумму плоских и цилиндрических волн. Оператор отражение полубесконечной решетки имеет особенности в точках, соответствующих постоянным распространения плоских волн. Как следствие, неизвестные амплитуды Фурье поля, рассеянного исследуемой структурой, также имеют свои особенности. Для их устранения выполнена процедура регуляризации. В результате этой процедуры операторные уравнения сведено к системе интегральных уравнений, содержащих интегралы в смысле главного значения по Коши и конечного части по Адамара. Выполнен дискретизацию. записано систему линейных алгебраических уравнений, которая решалась с использованием итерационной процедуры. Результаты Получено операторные уравнения относительно амплитуд Фурье поля, рассеянного структурой из двух полубесконечных решеток. Выполнено численное исследование сходимости. Исследована рассеяны поля в ближайшей и долгосрочной зонах при различных значениях параметров решетки. Вывод: Предложен эффективный алгоритм для изучения поля, рассеянного на ленточной решетке, которое имеет как дискретный, так и непрерывный пространственный спектры. Развитый подход является эффективным инструментом для решения ряда задач антенной техники и электроники сверхвысоких частот. Ключевые слова: полубесконечная решетка, операторный метод, сингулярный интеграл, гиперсингулярный интеграл, процедура регуляризации

Pogrebnyak N.L., Dyubko S.F., Perepechai M.P., Kutsenko A.S. «Investigation of the spectrum of Zn i atoms in the triplet rydberg states» Радиофизика и радиоастрономия (Украина), 26, № 3, с. 256-269 (2021)

Предмет и цель работы: Объектом исследований являются атомы цинка в триплетных предионизационных – ридберговских состояниях. Уровне энергий атомов, имеют два электрона вне замкнутой оболочкой, изучались преимущественно методами оптической спектроскопии. Однако собственное приложение микроволновой спектроскопии для измерения частоты переходов между двумя ридберговских состояниями позволяет повысить точность измерений на два и более порядков. Методы и методология Для возбуждения атомов цинка в триплетные ридберговских состояния с заранее заданным набором квантовых чисел используется линейка из трех лазеров на красителях. Излучение первых двух превращается во вторую гармонику в нелинейных кристаллах. Лазеры на красителях возбуждаются излучением второй гармоники одного YAG : Nd³⁺ лазера. Все три излучения сводятся в зону взаимодействия с лазерными и микроволновым излучениями, которая находится между пластинами ионизации ячейки, где создается импульсное электрическое поле. Регистрация возбужденных ридберговских атомов выполняется методом полевой ионизации. Пучок нейтральных атомов создается диффузионной ячейкой в условиях вакуума, остаточное давление не превышает 10^–5 мм рт. ст. Импульсное электрическое поле определенной напряженности приводит к ионизации возбужденных микроволновым излучением атомов и ускорения электронов, появились, по направлению вторично-электронного умножителя, но недостаточно для ионизации атомов, что возбуждены только лазерными излучениями и являются исходными для взаимодействия с микроволнами. сканируя частоту микроволнового излучения с заданным шагом и измеряя интенсивность сигнала вторично-электронного умножителя можно получить спектр возбуждения атомов, исследуются. Результаты С помощью созданного лазерно-микроволнового спектрометра измерен частоты переходов F→D, F→F и F→G между триплетными ридберговских состояниями атомов цинка. С выполненного анализа частот получено константы разложения квантового дефекта по формуле Ритца для D, F и G состояний атомов цинка. Вывод: Измерения частоты переходов F→D, F→F и F→G между триплетными ридберговских состояниями атомов цинка, позволило получить константы разложения квантового дефекта по формуле Ритца для D, F и G состояний атомов цинка, со своей стороны создает возможность рассчитать энергии этих термов и частоты переходов по меньшей мере на два порядка точнее чем в случае измерений методами оптической спектроскопии. Ключевые слова: атом цинка, триплетные состояния атомов, ридберговских состояния, лазерное возбуждение, микроволновое излучение

Mayboroda D.V., Pogarsky S.O. «An antenna based on a hybrid metal–dielectric structure» Радиофизика и радиоастрономия (Украина), 26, № 3, с. 270-277 (2021)

Предмет и цель работы: Сейчас в миллиметровом диапазоне частот диэлектрические волноводы различных модификаций имеют определенные преимущества перед стандартными металлическими волноводами в первую очередь благодаря возможности создавать функциональные узлы на их основе. Это обусловлено относительной простотой и незначительной стоимостью изготовления диэлектрических волноводов и функциональных узлов на их основе, высокой степенью их интеграции с активными элементами, применением в их изготовлении различных диэлектриков и полимеров, имеющих широкий диапазон материальных констант и различные механические свойства (в частности, некоторые диэлектрические материалы имеют значительную гибкость). С помощью серии физических экспериментов установлена возможность реализации частотной селекции и излучения в свободное пространство электромагнитных волн гибридной металло-диэлектрической структурой. Методы и методология: Исследуемая электродинамическая структура относится к классу гибридных металло-диэлектрических структур. Ее основу составляет модифицированный инвертированный диэлектрический волновод с периодически расположенными на диэлектрической пластине пятнадцатью диэлектрическими стержнями, в которых металлизированной является обращена наружу грань. Эффективность работы структуры оценивалась по значениям коэффициента стоячей волны по напряжению и вносимого затухания в тракт. Измерения выполнялись с помощью метода рефлектометра. Методом подвижного зонда в ближней зоне был оценен степень концентрации электромагнитного поля вблизи стержневых неоднородностей. Визуализация полей осуществлялась с помощью метода изолиний. Результаты На основании серии экспериментальных исследований показана возможность согласования структуры с внешними волноводных трактами в диапазоне частот 26.5–32.5 ГГц с коэффициентом стоячей волны по напряжению меньше 1.8. Частотная зависимость затухания имеет колебательный характер с четко выраженными частотными областями с малыми и большими значениями затухания. Более того, зависимость носит практически периодический характер, что характерно для периодических структур. Крутизна амплитудно-частотной характеристики в переходных зонах может быть достаточно высокой и достигать значения 41.26 дБ/ГГц. Путем прямого измерения напряженности электрического поля в ближней зоне установлена степень концентрации электрического поля вблизи световедущей диэлектрического стержня и степень возбуждения диэлектрических накладок. Измерения энергетических характеристик структуры, выполненные в режиме короткого замыкания основного тракта и в режиме согласованного нагрузки основного тракта, показали как возможность управления поляризационными характеристиками, так и возможность изменения вида диаграммы направленности и ее ориентации в пространстве. Выводы: Экспериментально доказано, что гибридная металлически-диэлектрическая структура, представляет собой модифицированный инвертированный диэлектрический волновод с периодически расположенными на диэлектрической пластине пятнадцатью диэлектрическими стержнями, в которых металлизированной является обращена наружу грань, может быть эффективно интегрирована в стандартную линию передачи. Установлено, что эта структура может быть согласована с внешними кругами в достаточно широкой полосе частот. Установлено, что в разных частотных диапазонах эта гибридная металлически-диэлектрическая структура демонстрирует возможность эффективной частотной селекции и излучения в свободное пространство. антенные измерения показали возможность контролировать форму диаграммы направленности. Ключевые слова: инвертированный диэлектрический волновод, периодическая последовательность, коэффициент стоячей волны по напряжению (КСВН), затухание, метод рефлектометра, метод подвижного зонда, диаграмма направленности.

Калинин Е.В., Филиппов М.В., Махмутов В.С., Максумов О.С., Стожков Ю.И., Квашнин А.А., Измайлов Г.Н., Озолин В.В. «Исследование характеристик детектора терагерцового излучения для научной аппаратуры “Солнце-Терагерц”» Космические исследования, 59, № 1, с. 3-8 (2021)

Приводится краткое описание отдельных элементов, которые могут быть включены в состав научной аппаратуры “Солнце-Терагерц”, предназначенной для проведения впервые внеатмосферного эксперимента на борту международной космической станции. Его целью является измерение терагерцового электромагнитного излучения как от спокойного Солнца, так и во время протекания активных процессов на Солнце (солнечные вспышки, выбросы корональной массы и т.д.), что необходимо для установления физической природы солнечной активности и солнечных вспышек. В качестве приемников терагерцового излучения рассмотрена возможность использования оптоакустических преобразователей (ячеек Голея), чувствительность, стабильность и время отклика которых определены в ходе предварительных лабораторных исследований в наземных условиях.

Малыхин А.Ю., Григоренко Е.Е., Шкляр Д.Р. «Наблюдение узкополосных квазипараллельных свистовых волн в зоне торможения быстрых потоков в ближнем геомагнитном хвосте по данным MMS» Космические исследования, 59, № 1, с. 9-18 (2021)

Выполнен анализ волновой активности, зарегистрированной спутниками MMS во время продолжительной диполизации в ближнем геомагнитном хвосте (X_GSM∼–7 R_E). Установлено, что множественные всплески узкополосных квазипараллельных свистовых волн наблюдались за передним фронтом диполизации, на фазе возрастания BZ компоненты магнитного поля. Длительности волновых всплесков ссставляли ∼1–15 с, характерные частоты ∼(0.1–0.8)fce (fce – электронная гирочастота). На основе детального анализа одного волнового всплеска установлено, что частота, соответствующая максимальному значению линейного инкремента квазипараллельных свистовых волн, близка по величине к наблюдаемой частоте, что указывает на возможную близость спутника к источнику волн. Также мы определили, что наибольший вклад в инкремент свистовых волн в обсуждаемом случае дают электроны с питч-углами 1250–1350 и энергиями ∼3–12 кэВ. Данные наблюдения показывают, что во время диполизации тепловая и надтепловая электронные популяции наиболее эффективно участвуют в резонансном взаимодействии со свистовыми волнами.

Мизонова В.Г., Беспалов П.А. «Особенности отражения свистовых электромагнитных волн, падающих на ионосферу сверху, в дневных и ночных условиях» Космические исследования, 59, № 1, с. 19-27 (2021)

Получено численное решение волновых уравнений для свистовых электромагнитных волн, падающих на ионосферу сверху. Для расчетов использованы матричный алгоритм приближенного решения волновых уравнений в плоскослоистой плавно неоднородной среде и метод коллокаций решения граничной задачи. Получены и проанализированы зависимости коэффициентов отражения R от частоты и угла падения волны для различных времен года и времени суток. В ночных условиях для волн с частотами от 1 до 10 кГц значения R изменяются в пределах от 0.1 до 0.7. В дневных условиях значения R в среднем на два порядка ниже и не превышают величины 0.04. Наименьшие значения коэффициента отражения связаны с волнами, отражение которых происходит в области сильного затухания на высотах 80–110 км. Полученные результаты объясняют особенности условий возбуждения плазменного магнитосферного мазера.

Базилевская Г.А., Дюсембекова А.С., Калинин М.С., Крайнев М.Б., Махмутов В.С., Свиржевская А.К., Свиржевский Н.С., Стожков Ю.И., Тулеков Е.А. «Сравнение результатов по высыпаниям высокоэнергичных электронов в стратосфере и на спутниках» Космические исследования, 59, № 1, с. 28-34 (2021)

Высыпания высокоэнергичных электронов (ВВЭ) в атмосферу являются одним из механизмов опустошения внешнего радиационного пояса Земли. Высыпающиеся электроны генерируют тормозное излучение, которое проникает в стратосферу и регистрируется детекторами на баллонах. Однако эти наблюдения могут осуществляться только когда баллон находится на высотах больше ∼20 км. Околоземные спутники POES постоянно регистрируют потоки высыпающихся электронов в конусе потерь, но они слишком быстро перемещаются в пространстве. В работе выполнено сопоставление ВВЭ по наблюдениям в стратосфере и на спутниках в течение 2003 г. и получены оценки числа случаев ВВЭ в Апатитах в предположении, что радиозонд непрерывно находился на высоте больше 26 км.

Ермолаев Ю.И., Лодкина И.Г., Ермолаев М.Ю., Рязанцева М.О., Хохлачев А.А. «Некоторые вопросы идентификации крупномасштабных типов солнечного ветра и их роли в физике магнитосферы. 4. “Потерянный драйвер”» Космические исследования, 59, № 1, с. 35-43 (2021)

Одним из возмущенных типов солнечного ветра и драйверов магнитосферных возмущений является область сжатия перед быстрыми ICME – область Sheath. Перед этой областью приблизительно в половине случаев наблюдается межпланетная ударная волна, в половине случаев она не наблюдается. Однако значения параметров и их временные профили в этих двух видах области Sheath отличаются сравнительно мало, и поэтому область Sheath без ударной волны также геоэффективна, как и область Sheath с ударной волной: ею были сгенерированы около 10% магнитных бурь c минимумом Dst < –50 нТл из всех магнитных бурь за интервал 1976–2017 гг., для которых были идентифицированы межпланетные драйверы. Многие авторы не анализируют этот драйвер (поэтому мы называем его “потерянный драйвер”), и, следовательно, в их публикациях содержатся некорректные выводы по солнечно-земной физике.

Аникин А.А., Дьячкова М.В., Литвак М.Л., Митрофанов И.Г., Мокроусов М.И., Никифоров С.Ю., Санин А.Б. «Перспективный эксперимент с гамма-спектрометром на борту мобильного космического аппарата для изучения элементного состава вещества Луны, Марса и других небесных тел без атмосферы или с тонкой атмосферой» Космические исследования, 59, № 1, с. 44-50 (2021)

Предложена новая концепция космического эксперимента с гамма-спектрометром на борту мобильного космического аппарата для изучения состава вещества Луны, Марса и других небесных тел без атмосферы или с тонкой атмосферой на основе метода меченых заряженных частиц галактических космических лучей. Предложенная методика позволяет практически полностью исключить фон гамма-излучения от космического аппарата, на борту которого установлен прибор, и значительно повысить пространственное разрешение при изучении элементного состава вещества вдоль трассы движения мобильного космического аппарата.

Миронов В.В., Муртазов А.К. «Ретроспектива проблемы космического мусора. Ч. 2. Мониторинг космического мусора естественного происхождения в околоземном пространстве оптическими методами метеорной астрономии» Космические исследования, 59, № 1, с. 51-62 (2021)

Проведен обзор публикаций по проблемам мониторинга засорения околоземного космического пространства естественным космическим мусором, в том числе опасными метеороидами методами оптической метеорной астрономии. Анализируются как методы наблюдения, так и методы оценки опасности от естественного космического мусора для космических аппаратов.

Муранов А.Н. «Парето-оптимальные требования к точности отражающей поверхности параболических рефлекторов зеркальных космических антенн для перспективных частот» Космические исследования, 59, № 1, с. 63-70 (2021)

Увеличение частот функционирования перспективных зеркальных космических антенн приводит к существенному ужесточению требований к точности и стабильности профиля отражающей поверхности используемых рефлекторов, однако обеспечение высоких требований является технически сложно реализуемым. Исходя из этого предложена задача Парето-оптимального проектирования параболических антенных рефлекторов с относительно высоким коэффициентом усиления сигнала и минимальными требованиями к точности профиля их отражающей поверхности. Получены аналитические оценки для Парето-фронтов различного ранга, характеризующих точность профиля отражающей поверхности антенного параболического рефлектора в зависимости от его диаметра и диапазона рабочих частот, требуемую для обеспечения высокого коэффициента усиления сигнала.

Томилин А.К., Зиякаев Г.Р. «Собственные колебания крыла солнечной батареи космического аппарата» Космические исследования, 59, № 1, с. 71-77 (2021)

В процессе раскрытия крыльев солнечных батарей космического аппарата в них возникают собственные поперечные колебания. Исследование этих вибраций является актуальной проблемой, поскольку в некоторых случаях они способны нарушить коммутацию фотоэлектрических преобразователей. Поперечные колебания крыла создаются в результате соединения его секций при зачековке (сцепке) шарнирных устройств. Кинетическая энергия секций при этом преобразуется в потенциальную энергию собственных колебаний крыла солнечной батареи. Эта задача традиционно решается путем применения конечно-элементной модели с последующими расчетами в программе ANSYS. Цель исследования заключается в разработке приближенно-аналитического метода математического моделирования собственных упругих колебаний элементов КСБ, возникающих в процессе его раскрытия.

Улыбышев Ю.П. «Оптимизация пространственных траекторий посадки на Луну: области достижимости, перенацеливание и ограничение по профилю снижения» Космические исследования, 59, № 1, с. 78-88 (2021)

Представлен прямой метод оптимизации пространственных траекторий лунной посадки на фазе торможения с ограничением по профилю снижения, когда посадочный аппарат должен оставаться внутри некоторого конуса с вершиной в заданной точке посадки. Моделью движения является точка переменной массы, движущаяся в однородном гравитационном поле. Метод использует двухуровневую оптимизацию характеристической скорости для заданных дальности и бокового смещения при свободном времени посадки. Верхний уровень соответствует одномерной нелинейной оптимизации времени посадки. Нижний уровень – оптимизация для формируемых на верхнем уровне времен посадки и заданных координатах точки посадки с использованием дискретных множеств псевдоимпульсов и линейного программировании высокой размерности. В качестве примеров представлены энергетически доступные области и области при перенацеливании по точке посадки.

«Михаил Игоревич Панасюк 1945–2020» Космические исследования, 59, № 2, с. 91 (2021)

DOI: 10.31857/S0023420621020072

Козлов В.И. «О вероятной смене статуса текущего неординарного сбоя 11-летней цикличности солнца с локального на глобальный» Космические исследования, 59, № 2, с. 92-101 (2021)

Обнаруженное по галактическим космическим лучам (ГКЛ) аномальное увеличение площади солнечного цикла 23 явилось предвестником сбоя 11-летней цикличности: в соответствии с гипотезой автора об инварианте 22-летнего цикла, вслед за увеличением площади 23 цикла последовало уменьшение площади (энергоемкости) следующего 24 цикла. Уменьшение энергоемкости сопровождается уменьшением (относительной вариации) светимости Солнца, которая в 24-цикле уменьшилась до уровня среднего значения трех предыдущих циклов, т.е. практически вдвое. При сохранении инварианта 22-летнего цикла следует ожидать восстановления 11-летней цикличности в 25-м цикле. При нарушении инварианта 22-летнего цикла, уровень радиационного фона ГКЛ в максимуме предстоящего 25 цикла (с 2024 на 2025 гг.) должен быть не ниже уровня фонового излучения в максимуме 24 цикла (2014 г.). В этом случае, состояние неординарного сбоя 23-24-25 циклов изменится с локального на глобальный.

Богод В.М., Стороженко А.А., Тлатов А.Г., Кузанян К.М., Абунин А.А., Лесовой С.В., Pons Omar, Uratsuka Marta, Zaldivar Ramses, Pablo Sierra «Разработка проекта реконструкции Гаванской радиоастрономической станции в составе российских служб Солнца и космической погоды» Космические исследования, 59, № 2, с. 102-110 (2021)

Необходимость воссоздания Гаванской наблюдательной солнечной станции сегодня диктуется важностью получения регулярного прогноза активности Солнца в широком диапазоне временных интервалов. Подробно описана концепция создаваемой наблюдательной сети, инфраструктура патрульной станции как элемента сети. Функции этой сети предоставят непрерывный наблюдательный материал для Российских служб Солнца и Космической Погоды и будут независимы от космических наблюдений, но способны использовать их для контроля качества. Рассмотрены физические основы комплексных наблюдений для широкого круга гелиогеофизических явлений.

Угольников О.С., Маслов И.А. «Измерения высоты и размера частиц пост-вулканического аэрозоля на основе поляриметрии сумеречного неба» Космические исследования, 59, № 2, с. 111-117 (2021)

Измерения интенсивности и поляризации фона сумеречного неба проведены в период “пурпурных зорь” после извержения вулкана Райкоке летом 2019 г. Зафиксировано увеличение яркости и уменьшение поляризации, особенно в заревом сегменте. Используя развитые ранее методы, было найдено высотное распределение и средний радиус аэрозольных частиц. Медианный радиус логнормального распределения (0.11 мкм) типичен для фоновых условий или слабых извержений, при этом аэрозоль находился в большей степени в верхней тропосфере и вблизи тропопаузы, нежели в стратосфере. Сравнение с существующими спутниковыми данными после похожих извержений (Касаточи и др.) около 10 лет назад показали близость свойств аэрозоля, что подтверждает вулканическую природу явления “пурпурных зорь” в 2019 г.

Матюгов С.С., Яковлев О.И., Павельев А.А. «Нижняя ионосфера Арктики в июне 2015 г. при сильной магнитной буре и солнечных рентгеновских вспышках по данным затменного радиозондирования на межспутниковых трассах GPS – Formosat» Космические исследования, 59, № 2, с. 118-125 (2021)

Представлены результаты определений высотного профиля электронной концентрации N(h) в период дневного солнцестояния 19–30.VI.2015 г. Даны зависимости N(h), зарегистрированные при спокойном состоянии и наличии спорадических структур разной интенсивности. Определены гистограммы распределения изменчивой концентрации плазмы для четырех значений высоты нижней ионосферы. Показано, что на высоте 100 км под действием вспышки рентгеновского излучения Солнца происходит увеличение электронной концентрации в 4–5 раз. Рассмотрены проявления разных типов спорадических образований в изменениях амплитуды радиосигналов и выделены три типа вариаций амплитуды, характерных для спорадических структур.

Павлова Е.А., Захваткин М.В., Стрельцов А.И., Воропаев В.А., Еленин Л.В. «Формирование единого классификатора опасных ситуаций в околоземном космическом пространстве» Космические исследования, 59, № 2, с. 126-134 (2021)

Обобщен практический опыт выполнения работ по предотвращению опасных ситуаций в околоземном космическом пространстве (ОКП), включающий математическую постановку задачи расчета вероятности опасного сближения, работы по обнаружению потенциально опасных астероидов и общие принципы выявления опасных сближений космических объектов. Рассмотрены подходы к формированию единого классификатора опасных ситуаций в ОКП. Представлено описание составных частей классификатора в форме отдельных блоков.

Игнатов А.И., Сазонов В.В. «Исследование установившихся движений искусственного спутника Земли в режиме одноосной магнитной ориентации» Космические исследования, 59, № 2, с. 135-148 (2021)

Исследовано вращательное движение осесимметричного искусственного спутника с постоянным магнитом под действием механического момента, создаваемого влиянием на магнит магнитного поля Земли (МПЗ). Орбитальное движение спутника рассчитывается с учетом нецентральности гравитационного поля Земли и сопротивления атмосферы, собственный магнитный момент спутника параллелен оси симметрии. Построены установившиеся движения спутника, в которых эта ось составляет малый угол с вектором напряженности МПЗ. В качестве модели МПЗ используется модель IGRF. Показана возможность аппроксимации таких движений последовательностью периодических решений модифицированных уравнений движения. Установившиеся движения содержат две базисные частоты – орбитальную и угловую скорость вращения Земли. Периодические решения имеют орбитальный период, но спектр составленной из них аппроксимирующей последовательности практически совпадает со спектром исходного установившегося режима.

Беляев М.Ю., Матвеева Т.В., Монахов М.И., Рулев Д.Н., Сазонов В.В. «Реконструкция вращательного движения кораблей прогресс в режиме одноосной солнечной ориентации по данным измерений тока солнечных батарей» Космические исследования, 59, № 2, с. 149-164 (2021)

Реконструировано неуправляемое вращательное движение транспортных грузовых кораблей Прогресс М-24М и М-25М в режиме одноосной солнечной ориентации (так называемая закрутка на Солнце). Начальные условия движения в этом режиме – закрутка корабля с угловой скоростью 2.2–2.4 град/с вокруг нормали к плоскости солнечных батарей, направленной на Солнце. Продолжительность режима – несколько орбитальных витков. Реконструкция выполнена с помощью интегральной статистической методики по телеметрическим значениям тока, снимаемого с его солнечных батарей. В результате определяется вращательное движение корабля относительно направления Земля–Солнце. Проведено исследование спектра колебаний тока во время закрутки, поясняющее возможность реконструкции на основании таких, на первый взгляд, малоинформативных данных.

Харлан А.А., Биктимиров Ш.Н., Иванов А.Б. «Перспективы развития глобальных спутниковых группировок связи в контексте формирования новых сервисов на рынке телекоммуникационных услуг» Космические исследования, 59, № 2, с. 165-174 (2021)

Рассматривается методика оценки рынка перспективных глобальных телекоммуникационных сетей, включающих космический сегмент в виде мегагруппировок связи с глобальным покрытием. Согласно полученным результатам, к 2022 г. потребление трафика мобильными устройствами 5G по всему миру будет составлять около 8.5 ЭБ/мес. Возможная стоимость затрат на развертывание мегагруппировки связи для обеспечения широкополосного доступа в интернет в любой точке Земли может колебаться в диапазоне от 5 до 50 млрд долл. в зависимости от требований к сервису. Доказана возможность интеграции современных и перспективных космических группировок связи в состав глобальной телекоммуникационной инфраструктуры нового поколения. Показано, что при развертывании группировки из 600 и более аппаратов, стоимостью около $10 млрд возможно предоставление сервиса транзита трафика от базовых станций в отдаленных районах при обеспечении населения широкополосным интернетом в сетях 5G.

Копытенко Ю.А., Петрова А.А., Гурьев И.С., Лабецкий П.В., Латышева О.В. «Анализ информативности магнитного поля Земли в околоземном космическом пространстве» Космические исследования, 59, № 3, с. 177-190 (2021)

Представлены результаты исследования информативности аномалий модуля и компонент магнитного поля Земли в околоземном космическом пространстве в интервале высот от 300 до 800 км. Магнитные аномалии вычислены по трехмерной компонентной модели магнитного поля Земли СПбФ ИЗМИРАН. Для сопоставления с эмпирическими данными, полученными космическими аппаратами CHAMP и Swarm, произведены расчеты магнитных аномалий и их градиентов по компонентной модели для высот 400 и 450 км. С целью выявления особенностей строения литосферы магнитоактивных зон, наблюдаемых в околоземном пространстве, построены глубинные разрезы по магнитным аномалиям, аномалиям силы тяжести и сейсмологическим данным. Результаты исследования магнитных аномалий околоземного пространства имеют научное, практическое и прикладное значение для решения поисковых геолого-геофизических задач и вопросов навигации космических аппаратов.

Губенко В.Н., Андреев В.Е., Кириллович И.А., Губенко Т.В., Павельев А.А. «Вариации параметров радиоволн в высокоширотной ионосфере земли на трассах спутник-спутник во время геомагнитной бури 22–23.VI.2015» Космические исследования, 59, № 3, с. 191-195 (2021)

Проанализированы результаты около 100 радиозатменных сеансов зондирования высокоширотной (>65°N) нижней ионосферы северного полушария Земли, которые были проведены 22–23.VI.2015 на несущей GPS-частоте 1545.42 МГц (диапазон  @L1) в эксперименте FORMOSAT-3/COSMIC. Корональные выбросы плазмы, дошедшие до Земли в этот период, спровоцировали магнитную бурю класса G4 (сильный геомагнитный шторм, планетарный Kp-индекс равен 8), которая в свою очередь вызвала значительные ионосферные флуктуации радиоволн на трассах зондирования: навигационные (GPS) спутники – низкоорбитальные (FORMOSAT-3/COSMIC спутники

Леонов В.В., Гришко Д.А., Айрапетян М.А., Швыркина О.С., Никитин Г.А. «Тепловой анализ траекторий возвращения от луны с несколькими входами в атмосферу для баллистической капсулы и аппаратов скользящего спуска» Космические исследования, 59, № 3, с. 196-208 (2021)

Исследуется схема возвращения спускаемого аппарата от Луны с несколькими промежуточными прохождениями земной атмосферы перед совершением посадки. Показаны особенности поведения таких траекторий вблизи Земли для баллистической капсулы и аппаратов скользящего спуска, обладающих малым аэродинамическим качеством (0.3–0.5). Использование атмосферы в качестве естественного способа торможения позволяет уменьшить инерционные и тепловые нагрузки по сравнению с прямым входом с околопараболической скоростью. Однако уменьшение величин нагрузок сопровождается увеличением продолжительности их воздействия. Даже в случае одного промежуточного прохождения атмосферы это приводит к выгоранию заметно большей (по сравнению с прямым входом) массы теплозащитного покрытия, являющегося ключевым фактором обеспечения безопасности спуска. В статье показано, что использование траекторий с одним промежуточным прохождением атмосферы позволяет изменить характер уноса теплозащитного покрытия, состоящего из наполнителя и связующего. При прямом входе с околопараболической скоростью происходит разрушение наполнителя, сопровождаемое изменением формы аппарата. При использовании схемы с предварительным атмосферным торможением основная масса унесенного вещества приходится на связующее, что приближает режим спуска к многократно отработанному на практике сходу с низкой околоземной орбиты.

Пенсионеров И.А., Беленькая Е.С., Алексеев И.И. «Модель токового диска юпитера с параметрами, оптимизированными по измерениям магнитного поля во время миссий Juno и Galileo» Космические исследования, 59, № 3, с. 209-217 (2021)

Отличительной особенностью магнитосферы Юпитера является наличие в ней мощной дискообразной токовой системы – токового диска. Существует несколько моделей магнитного поля этой токовой системы. В настоящей работе была улучшена PCD (или Piecewise Current Disc) модель токового диска, построенная авторами ранее. Она была адаптирована для аналитических вычислений. Была модифицирована форма поверхности токового слоя, что привело к уменьшению среднеквадратичного отклонения модели от данных магнитометров. Были оптимизированы параметры модели для уменьшения расхождений с данными космических аппаратов Juno и Galileo. PCD модель дала в среднем на 30% меньшее среднеквадратичное отклонение от наблюдений на данных Juno и на 10% на данных Galileo по сравнению с наиболее популярной на данный момент моделью токового диска Юпитера, параметры которой также были оптимизированы для каждого витка КА.

Беклемишев Н.Д., Богуславский А.А., Беляев М.Ю., Волков О.Н., Сазонов В.В., Соколов С.М., Софинский А.Н. «Исследование колебаний элементов конструкции космической станции по видеоинформации» Космические исследования, 59, № 3, с. 218-234 (2021)

Результаты космического эксперимента “Среда – МКС” показали, что зрительные данные о колебаниях элементов конструкции МКС позволяют получить количественные характеристики этих колебаний. Такие характеристики были найдены в результате анализа временных рядов, полученных прослеживанием на видеопоследовательностях некоторых объектов в конструкции МКС. Числовые данные представляют собой выраженные в пикселях вертикальные и горизонтальные координаты в кадре выделенной точки элемента конструкции. Анализ полученных временных рядов позволяет восстановить реальную зависимость указанных координат от времени. Эта зависимость в ряде случаев носит колебательный характер и может быть представлена суммой конечного числа гармоник, амплитуды и частоты которых определяются с помощью спектрального анализа.

Ломакин М.И., Сухов А.В., Докукин А.В., Ниязова Ю.М. «Оценка показателей надежности космических аппаратов в условиях неполных данных» Космические исследования, 59, № 3, с. 235-239 (2021)

Рассматривается задача оценки показателей надежности космических аппаратов, описываемых моделью “нагрузка–прочность”, в условиях неполных данных, представленных моментами распределения величин, характеризующих “прочность” и “нагрузку”, в качестве последних величин выступают радиационная стойкость КА и факторы космического пространства, действующие на КА. Данная задача сведена к задаче нахождения экстремума определенного интеграла с ограничениями-равенствами, ее решение получено в общем виде. Для случаев, когда известны один и два момента распределения величин “прочности” и “нагрузки” оценки надежности получены в аналитическом виде. Данная статья является дальнейшим развитием и уточнением результатов, полученных авторами ранее, применительно к таким объектам исследования как космические аппараты.

Доброславский А.В. «Об оценке среднего времени пребывания ИСЗ в земной тени при движении в плоскости эклиптики» Космические исследования, 59, № 3, с. 240-246 (2021)

Рассмотрена процедура определения конуса земной тени при движении спутника в плоскости эклиптики. Оценивается среднее время пребывания спутника в зоне земной тени в зависимости от параметров его орбиты во внешней сфере гравитационного влияния Земли. Полученная оценка относительного времени пребывания спутника в тени позволяет не учитывать тень при качественном анализе движения спутника. Результаты, полученные для конической формы тени, сравниваются с результатами, полученными для цилиндрической формы, и делается выбор в пользу конической.

Абезяев И.Н. «Гирокомпас для орбитальных космических аппаратов» Космические исследования, 59, № 3, с. 247-254 (2021)

Рассматриваются системы ориентации орбитального космического аппарата, построенные по принципу гирокомпаса. Основное внимание уделено разработке метода пространственного программного поворота КА для систем непрерывно корректируемых от построителей местной вертикали (ПМВ). Получен основной алгоритм и структурная схема гирокомпаса названного – пространственный 3D-гирокомпас. Показана возможность программного ориентирования КА с отключенным контуром коррекции гирокомпаса без ограничений на углы программных поворотов. Рассмотрен востребованный на практике частный случай плоского поворота КА по курсу на произвольный программный угол. Предложен метод калибровок путем автокомпенсации детерминированных ошибок ПМВ и гироскопических датчиков угловых скоростей, существенно повышающий точность ориентации.

Ельников Р.В. «Использование функций Ляпунова для вычисления локально-оптимального управления вектором тяги при межорбитальном перелете с малой тягой» Космические исследования, 59, № 3, с. 255-264 (2021)

Представлена методика локально-оптимального управления вектором тяги электроракетной двигательной установки (ЭРДУ) КА, осуществляющего многовитковый межорбитальный переход с начальной эллиптической орбиты на геостационарную орбиту (ГСО). Управлением являются временные зависимости углов, характеризующих ориентацию вектора тяги ЭРДУ в пространстве. При этом предполагается, что ЭРДУ постоянно включена. Предлагаемый алгоритм управления относится к классу алгоритмов управления с обратной связью и базируется на использовании функций Ляпунова. Приведены численные примеры, характеризующие работоспособность предлагаемой методики управления. Значительное внимание в статье уделено сравнению данных решений с оптимальными решениями, полученными в рамках формализма принципа максимума.

Козелов Б.В., Дашкевич Ж.В., Иванов В.Е. «Исследование лучистых структур в полярных сияниях триангуляционными методами: 1. Высотный профиль объемной интенсивности свечения» Космические исследования, 59, № 4, с. 267-274 (2021)

Представлена методика восстановления высотных профилей объемной интенсивности свечения и оценки поперечных размеров лучистых структур в полярных сияниях по данным триангуляционных наблюдений. Особенностью экспериментальных данных является использование камер, регистрирующих излучение в широком сине-зеленом спектральном интервале длин волн (380–580 нм) и небольшое расстояние между камерами (4.12 км). Восстановлены высотные профили объемной интенсивности излучения для примеров полярных сияний с ярко выраженной лучистой структурой.

Фролов В.Л., Лукьянова Р.Ю., Рябов А.О., Болотин И.А. «Спутниковые измерения плазменных возмущений и электрических токов, индуцируемых в среднеширотной ионосфере при ее модификации мощными КВ-радиоволнами» Космические исследования, 59, № 4, с. 275-295 (2021)

Проведен анализ экспериментальных данных, полученных в 2016–2019 гг. при измерении плазменных возмущений и электрических токов, которые индуцируются на ионосферных высотах при модификации F₂-области среднеширотной ионосферы мощными КВ радиоволнами, излучаемыми нагревным стендом СУРА. Измерения проводились с помощью бортовой аппаратуры спутников серии SWARM. Определены условия генерации электрических токов и зависимость их характеристик от ионосферных условий. Результаты спутниковых измерений сравниваются с результатами экспериментов, выполненных в лабораторной плазме. Установлено, что развитие искусственных плазменных возмущений в верхней ионосфере Земли определяется термодиффузионными процессами с униполярными коэффициентами диффузии, которые сопровождаются возбуждением вихревых электрических токов короткого замыкания по фоновой плазме.

Власова Н.А., Тулупов В.И., Калегаев В.В. «Некоторые особенности солнечных протонных событий 7.III.2011 и 20.II.2014» Космические исследования, 59, № 4, с. 296-305 (2021)

Представлены результаты исследования двух солнечных протонных событий 7.III.2011 и 20.II.2014, которые ассоциируются с солнечными вспышками, имеющими практически одинаковую мощность и находящимися на близких гелиодолготах, на западной стороне солнечного диска. Работа сделана на основе экспериментальных данных, полученных с КА АСЕ и ИСЗ GOES, расположенных в межпланетном пространстве в точке L1 и внутри магнитосферы Земли на геостационарной орбите, соответственно. Проведен сравнительный анализ особенностей временных профилей потоков солнечных энергичных протонов и вариаций параметров межпланетной среды: скорости и плотности солнечного ветра и величины и направления межпланетного магнитного поля. Показано, что основные различия временных профилей потоков протонов двух солнечных событий связаны с особенностями состояния межпланетной среды 7.III.2011 и 20.II.2014. Результаты сравнительного анализа временных вариаций потоков солнечных протонов с E>10 МэВ и E>30 МэВ и Bz- и Bx компонент межпланетного магнитного поля 20.II.2014 свидетельствуют об определяющей роли структуры межпланетного магнитного поля на формирование особенностей временных профилей потоков частиц в данном событии.

Соболевский Н.М., Латышева Л.Н., Кузнецов Н.В., Панасюк М.И., Подзолко М.В. «Моделирование потоков частиц и поглощенной дозы за защитой от космических лучей с использованием транспортного кода SHIELD» Космические исследования, 59, № 4, с. 306-314 (2021)

Разработана специальная версия транспортного кода SHIELD, предназначенная для задач радиационной защиты в космосе. Выполнен расчет потоков первичных и вторичных частиц и мощности поглощенной дозы в водном фантоме за различной защитой под воздействием галактических космических лучей (ГКЛ) с использованием модели ГКЛ, разработанной НИИЯФ МГУ. Кратко описана архитектура кода SHIELD, включая модели ядерных реакций. Тормозные способности dE/dX(E) вычисляются в интервале энергий 10 кэВ/нуклон–100 ГэВ/нуклон. Расчет выполнен в сферической геометрии, что позволяет в простой постановке задачи, сравнить потоки частиц разных типов в фантоме, а также оценить вклад в дозу разных компонент ГКЛ в зависимости от параметров защиты.

Капорцева К.Б., Шугай Ю.С. «Использование DBM модели для прогноза прихода корональных выбросов массы к Земле» Космические исследования, 59, № 4, с. 315-326 (2021)

Анализируются результаты моделирования распространения корональных выбросов массы (КВМ) за период 2010–2011 гг., полученные с использованием входных данных из разных источников: каталогов КВМ SEEDS и CACTus, и прогнозов скорости квазистационарных потоков солнечного ветра, в качестве среды, по которой распространяются КВМ. В качестве модели квазистационарных потоков солнечного ветра используется модель прогноза скорости солнечного ветра Центра прогноза космической погоды НИИЯФ МГУ, работающая в режиме реального времени. Прогноз КВМ осуществляется с помощью Simple Drag-Based Model. Было проведено сравнение, полученных в ходе моделирования времени прихода МКВМ и их скоростей с данными из открытых каталогов МКВМ: каталога МКВМ Ричардсона и Кейн и GMU CME List. На основе сравнения сделан вывод, что более точный прогноз на фазе роста 24-го цикла солнечной активности получен на данных о параметрах КВМ из базы CACTus. Полученные ошибки прогнозирования параметров МКВМ сравнимы с ошибками других существующих моделей.

Сапунков Я.Г., Челноков Ю.Н. «Решение задачи оптимального вывода на орбиту космического аппарата с использованием реактивного ускорения и солнечного паруса в переменных Кустаанхеймо–Штифеля» Космические исследования, 59, № 4, с. 327-338 (2021)

Решена с помощью принципа максимума Понтрягина и переменных Кустаанхеймо–Штифеля пространственная задача оптимального вывода на заданную орбиту космического аппарата, управляемого с помощью солнечного паруса и ограниченного или импульсного реактивного ускорения центра масс КА. Минимизируемый функционал представляет собой линейную комбинацию с весовыми множителями двух критериев: времени и интегральной суммы величин импульсов реактивного ускорения центра масс КА, затраченных на процесс управления. Приведены первые интегралы уравнений задачи и формулы для определения приращений фазовых и сопряженных переменных под действием сообщаемого импульса реактивного ускорения. Получены численные решения задачи для ограниченного или импульсного ускорения при наличии солнечного паруса или при его отсутствии. Дана оценка влияния наличия солнечного паруса на длительность процесса, на суммарный импульс величины реактивного ускорения и на величину минимизируемого функционала. Рассмотрены случаи коррекции орбиты и случаи, когда элементы новой орбиты существенно отличаются от элементов начальной орбиты КА. Установлена оптимальность реактивного ускорения, ортогонального к плоскости оскулирующей орбиты КА, для рассмотренных малых значений отклонений угловых элементов орбиты от их начальных значений, т.е. оптимальность такого ускорения в рассмотренных примерах задачи коррекции угловых элементов орбиты КА.

Заболотнов Ю.М. «Резонансные эффекты при движении малого космического аппарата вокруг центра масс в составе развертываемой тросовой системы» Космические исследования, 59, № 4, с. 339-352 (2021)

Анализируются резонансные движения малого космического аппарата относительно центра масс при развертывании тросовой системы. Развертывание тросовой системы осуществляется с базового космического аппарата, совершающего движение по околоземной орбите. Малый космический аппарат совершает угловые движения относительно направления троса, причем сила натяжения троса изменяется по заданной программе. Малый космический аппарат представляет собой тело вращения и характеризуется малой статической и динамической асимметриями. Анализируется резонанс низшего порядка, при реализации которого имеет место “лунное” движение космического аппарата относительно направления троса. Для исследования резонансных эффектов используются приближенные нелинейные уравнения движения космического аппарата, полученные методом интегральных многообразий с использованием асимптотического подхода. Получены необходимые условия “захвата” системы в резонанс, то есть условия, при которых возможна реализация длительных резонансных режимов движения космического аппарата. Оценивается величина вероятности “захвата” в резонанс и определены условия, при которых вероятность “захвата” близка к единице. Рассматривается характерная программа выпуска троса, которая анализируются с точки зрения реализации возможных резонансных эффектов. Результаты, полученные с использованием приближенных уравнений движения, подтверждаются численным моделированием по исходным уравнениям углового движения космического аппарата.

Дашкевич Ж.В., Иванов В.Е., Козелов Б.В. «Исследование лучистых структур в полярных сияниях триангуляционными методами: 2. Энергетические спектры высыпающихся электронов» Космические исследования, 59, № 5, с. 355-360 (2021)

Обоснована возможность оценки энергетических спектров потоков высыпающихся электронов, формирующих лучистые структуры в полярных сияниях, по данным триангуляционных наблюдений аппаратурой, регистрирующей излучение в широком интервале длин волн (380–580 нм). Представлена методика расчета высотных профилей энерговыделения из высотных профилей объемной интенсивности излучения, регистрируемого приемной аппаратурой. Восстановлены энергетические спектры потоков высыпающихся электронов, ответственных за формирование лучистых структур в полярных сияниях. Показано, что энергетические спектры потока высыпающихся электронов можно аппроксимировать суммой двух электронных потоков, имеющих степенной энергетический спектр и максвелловское распределение по энергиям. Высказано предположение о том, что лучистые структуры в полярных сияниях формируются благодаря сбросу в ионосферу электронов, имеющих степенное распределение по энергиям.

Козлов В.И. «Загоризонтное обнаружение мощного источника активности на Солнце по эффекту "гало" в космических лучах» Космические исследования, 59, № 5, с. 361-372 (2021)

В окрестности фронта ударной волны галактические космические лучи фокусируются в анизотропные “пучки” частиц. Подобные пучки коррелированных частиц – эффект “гало” в космических лучах, являются, по сути, предвестниками ударной волны. Наиболее ярко эффект “гало” в космических лучах проявляется при выявлении источника активности выходящего или заходящего за край солнечного диска. Задачу загоризонтного обнаружения в реальном времени мощного залимбового источника активности на Солнце мы решаем дистанционным методом диагностики околоземного космического пространства (http://www.forshock.ru/pred.html) посредством созданной роботизированной экспертной системы Cyber-FORSHOCK, на базе существующей мировой сети (высокоширотных) нейтронных мониторов (http://www.nmdb.eu). В данном случае, планета Земля, вместе с работающими на прием космической радиации высокоширотными станциями космических лучей (порядка ∼10), представляет собой единый “прибор”.

Ивашкин В.В. «Влияние сжатия земли на интеграл энергии и некоторые характеристики орбиты космического аппарата» Космические исследования, 59, № 5, с. 373-376 (2021)

Учет сжатия Земли с помощью второй зональной гармоники потенциала гравитационного поля Земли модифицирует интеграл энергии приземного движения по сравнению с кеплеровской моделью анализа. На основе этого интеграла получена явная аналитическая структура изменения основного орбитального параметра, кеплеровской константы энергии. Данный метод учета сжатия Земли также дал возможность оценить поправку, по сравнению с обычным невозмущенным анализом, в скорости отлета космического аппарата с околоземной орбиты ожидания при полете к Луне или к планете.

Ахметшин Р.З. «Влияние возмущений при многовитковых перелетах на геостационарную орбиту» Космические исследования, 59, № 5, с. 377-384 (2021)

Рассматриваются перелеты на геостационарную орбиту (ГСО) КА с электроракетными двигателями (ЭРД) малой тяги и энергетикой от солнечных батарей. Исследуется влияние таких возмущающих факторов, как гравитационное воздействие Солнца и Луны, вариации геопотенциала и выключение тяги ЭРД при попадании КА в тень Земли. Анализируется как влияние всех факторов вместе, так и каждого из них в отдельности. В каждом случае, с целью минимизации затрат рабочего вещества на перелет, на основе принципа максимума Понтрягина формируется и решается двухточечная краевая задача. Только в случае с выключением тяги в области тени решается т. н. “неполная” краевая задача, в которой не учитываются условия оптимального пересечения границ тени. Хотя при этом перелеты получаются неоптимальными, за счет выбора параметров задачи удается получать хорошие (по затратам) решения. Критерием служит сравнение с номинальными траекториями – оптимальными перелетами в центральном ньютоновском поле Земли без выключения тяги и без учета гравитационного воздействия Солнца и Луны. Приведены результаты расчетов для нескольких номинальных траекторий, различающихся по продолжительности перелета, количеству витков и другим параметрам.

Каратунов М.О., Баранов А.А., Голиков А.Р. «Оценка вероятности столкновения околоземных космических объектов с учетом формы и ориентации» Космические исследования, 59, № 5, с. 385-392 (2021)

Предлагается метод оценки вероятности столкновения двух наблюдаемых космических объектов в околоземном космическом пространстве. Решение основано на методе статистического моделирования, что позволило учесть форму и ориентацию сближающихся объектов. Разработанный метод предусматривает автоматическую остановку вычислений при достижении требуемой точности и достоверности решения. Приводится анализ существующих подходов к оценке вероятности столкновения. Произведен расчет для реального сближения аппаратов CHINASAT-20 и SHIJIAN-17.

Каленова В.И., Морозов В.М. «Стабилизация положения относительного равновесия спутника при помощи магнитных и лоренцевых моментов» Космические исследования, 59, № 5, с. 393-407 (2021)

Рассматривается стабилизация относительного равновесия спутника на круговой орбите при наличии электродинамической системы управления ориентацией спутника, использующей одновременно управляющие моменты магнитных и лоренцевых сил. Показано, что линеаризованная система уравнений движения относится к специальному классу линейных нестационарных систем, приводимых к стационарным. На основе приведенной стационарной системы исследована управляемость и построены работоспособные оптимальные алгоритмы стабилизации. Проведено подробное моделирование предложенных алгоритмов для орбит различного наклонения, подтверждающее эффективность разработанной методики.

Красильщиков М.Н., Кружков Д.М. «К вопросу об автономном уточнении параметров вращения Земли на борту космических аппаратов. Анализ возможностей развиваемой информационной технологии» Космические исследования, 59, № 5, с. 408-417 (2021)

Изложены результаты анализа влияния широкого спектра неконтролируемых факторов на точность оценок параметров вращения Земли (ПВЗ), формируемых на борту КА на основе развитой авторами информационной технологии. Предлагаемая информационная технология основана на обработке методом наименьших квадратов (МНК) дальностей до наземных станций, положение которых известно с геодезической точностью. Анализ включает рассмотрение следующих факторов, влияющих на точность и достоверность получаемых оценок: погрешностей измерений упомянутых выше дальностей, ошибок эфемерид КА, ограничений на условия проведения измерений и организацию сеансов связи КА с наземными станциями, условий доступности КА для проведения сеансов измерений, непрогнозируемой эволюции ПВЗ, вариантов используемой в рамках МНК модели динамики компонент вектора ПВЗ. Результаты анализа, полученные путем моделирования процедуры уточнения ПВЗ с использованием предлагаемой технологии, позволили сформулировать качественные и количественные рекомендации по оптимизации on-line экспериментов, реализуемых в перспективе бортовыми алгоритмами КА, выполняющими описанные в технологии процедуры.

Манукин А.Б., Казанцева О.С., Калинников И.И., Матюнин В.П., Саякина Н.Ф., Тоньшев А.К., Черногорова Н.А. «Сейсмометр для наблюдений на Марсе» Космические исследования, 59, № 5, с. 418-427 (2021)

Приведены результаты разработки и создания трехкомпонентного сейсмометра для измерений на Марсе. В низкочастотной и квазистатической области спектра прибор также выполняет функции наклономера и гравиметра. Приведено описание чувствительного элемента – одноосного датчика. В прибор входят три таких датчика, оси чувствительности которых взаимно перпендикулярны. Пробная масса в каждом датчике удерживается с помощью механической и магнитной жесткости, а собственная частота осциллятора – около 5 Гц. Рассмотрены вопросы предельной чувствительности, определяемой собственными равновесными тепловыми флуктуациями. Приведены способы решения технических проблем – доставки блока чувствительных элементов под защитным кожухом на поверхность Марса, установки прибора по гравитационной вертикали и результаты эталонирования методом наклонов, показавшие, что характеристики прибора близки к запланированным. Чувствительность по амплитуде колебаний основания прибора в окрестности 1 Гц, обусловленная шумами емкостного преобразователя малых перемещений пробной массы в электрический сигнал, составила ∼3·10^–10 м.

Шмальц С.Е., Новичонок А.О., Воропаев В.А., Грациани Ф., Абдель-Азиз Й., Абдельазиз А.М., Теалиб Ш.К. «Методика фотометрии быстровращающихся исз с использованием пзс-камеры медленного считывания» Космические исследования, 59, № 5, с. 428-440 (2021)

Описывается проблема интерпретации фотометрической кривой блеска и использования периодограммы Ломба–Скаргла для определения периода вращения быстровращающихся искусственных спутников Земли (ИСЗ) при их наблюдении с использованием ПСЗ-камеры медленного считывания; дается методика решения этой проблемы. В случае наличия априорной информации о периоде вращения ИСЗ предлагается использовать периодограмму Ломба–Скаргла на суженном диапазоне частоты; в случае отсутствия априорной информации проблема решается путем применения трек-фотометрии. Сравнение результатов, полученных на разных телескопах, оснащенных разными ПЗС-камерами медленного считывания, с результатами, независимо полученными на других телескопах, оснащенных ПСЗ-камерами быстрого считывания, наглядно демонстрирует адекватность методики в обоих случаях. Также рассматриваются ограничения в применении методики и возможные способы повышения ее точности.

Мосин Д.А., Северенко А.В., Уртминцев И.А. «Методика выбора основных проектных параметров перспективного низкоорбитального малого космического аппарата дистанционного зондирования Земли» Авиакосмическое приборостроение, 25, № 6, с. 3-12 (2021)

Предложена методика выбора основных проектных параметров малого космического аппарата, относящаяся к классу задач дискретной комбинаторики. Рассмотрены требования, определяющие облик малого космического аппарата. Определены основные проектные параметры, которые в наибольшей степени определяют проектный облик малого космического аппарата и гарантируют выполнение целевых функций. Предложено решение задачи выбора целевой аппаратуры и бортовых обеспечивающих систем минимальной массы малого космического аппарата. Ключевые слова: малый космический аппарат, требования, проектные параметры, целевая аппаратура, бортовая аппаратура. DOI: 10.25791/aviakosmos.6.2021.1221

Ищук И.Н., Громов Ю.Ю., Карасев П.И. «Развитие интеллектуальных методов распознавания объектов на земной поверхности на основе тепловых томограмм и нейросетевых технологий» Авиакосмическое приборостроение, 25, № 7, с. 23-35 (2021)

Представлена описательная часть существующих нейронных сетей широкого применения для решения различных задач по обнаружению и распознаванию объектов на основе обработки полученных изображений. Также представлены результаты обработки изображений алгоритмами нейронных сетей в видимом и инфракрасном диапазонах длин волн с оптико-электронной системы беспилотного летательного аппарата, полученные в результате суточного натурного эксперимента. Ключевые слова: кластеризация, методы распознавания, сегментация, нечеткость, изображения. DOI: 10.25791/aviakosmos.7.2021.1230

Храмов А.А. «Оптимизация комбинированного поворота плоскости орбиты аэрокосмического аппарата методом принципа максимума Понтрягина» Вестник Самарского университета. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроение, 18, № 1, с. 140-153 (2019)

Рассматривается задача оптимизации комбинированного поворота плоскости орбиты аэрокосмического аппарата. В качестве управлений используются угол атаки, скоростной угол крена и секундный расход топлива. Вводятся ограничения на угол атаки и секундный расход топлива, ограничения на режимы движения не накладываются. Критерием качества управления является максимум конечной массы аппарата. Оптимизация управления проводилась на участке траектории от входа в атмосферу и до выхода на конечную орбиту заданного наклонения. Для определения оптимальных программ управления используется метод принципа максимума Понтрягина. Для гипотетического аэрокосмического аппарата получены решения задач в постановках с фиксированным и свободным временем перелёта. Обсуждаются изменения в структуре «двигательного» управления (секундный расход топлива) и «аэродинамическом» управлении (угол атаки и скоростной угол крена) в зависимости от длительности перелёта. Получена зависимость конечной массы аэрокосмического аппарата от времени манёвра.

Баринова Е.В., Тимбай И.А. «Положения относительного равновесия динамически симметричного наноспутника формата CubeSat под действием гравитационного и аэродинамического моментов» Вестник Самарского университета. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроение, 18, № 2, с. 21-32 (2019)

Рассматривается движение вокруг центра масс динамически симметричного неуправляемого наноспустника формата CubeSat на круговой орбите под действием аэродинамического и гравитационного моментов. Определены положения равновесия наноспутника в траекторной системе координат с учётом того, что коэффициент аэродинамической силы лобового сопротивления зависит от пространственного угла атаки и угла собственного вращения. Получены формулы, позволяющие вычислить значения углов атаки, прецессии и собственного вращения, соответствующие положениям равновесия, в зависимости от инерционно-массовых и геометрических параметров наноспутника и высоты орбиты. Показано, что в случае преобладания гравитационного момента над аэродинамическим существует 16 положений равновесия, в случае преобладания аэродинамического момента над гравитационным существует 8 положений равновесия, в случае соизмеримых величин аэродинамического и гравитационного моментов возможно 8, 12 или 16 положений равновесия. По полученным формулам вычислены положения равновесия наноспутника SamSat-QB50. Указаны диапазоны высот, на которых наноспутник SamSat-QB50 имеет 8, 12 или 16 положений равновесия относительно центра масс.

Ананенко В.М., Голяков А.Д., Калабин П.В. «Аналитическое определение параметров движения центра масс некооперируемого орбитального объекта на основе измерительной информации бортовых средств космического робота на компланарной орбите» Вестник Самарского университета. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроение, 18, № 3, с. 7-15 (2019)

Представлено аналитическое решение задачи определения параметров движения центра масс орбитального объекта по результатам измерений, проводимых с помощью оптической системы космического робота, который находится на орбите, компланарной орбите орбитального объекта. В качестве исходных параметров, которые измеряются бортовой оптической системой космического робота, выбраны угловое положение линии визирования «космический робот – орбитальный объект» и угловая скорость этой линии в подвижной орбитальной системе координат космического робота, которые, наряду с известными параметрами орбиты космического робота, используются для решение задачи определения параметров движения центра масс орбитального объекта. При решении данной задачи введены допущения о центральном гравитационном поле Земли, компланарности орбит космического робота и орбитального объекта, отсутствии влияния атмосферы, притяжения Луны и давления солнечного ветра на движение космического робота и орбитального объекта, отсутствии погрешностей результатов измерений бортовой оптической системы космического робота. Получены аналитические выражения для определения неизвестных параметров движения центра масс орбитального объекта. Представленные результаты могут быть использованы для разработки методов, позволяющих автономно определять параметры орбиты неизвестных орбитальных объектов с использованием бортовых оптических средств космического робота.

Фадин И.А., Янов С.В., Самохвалов О.А. «Методика обоснования баллистической структуры орбитального сегмента системы мониторинга космического пространства» Вестник Самарского университета. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроение, 18, № 3, с. 155-165 (2019)

Активное использование космического пространства породило проблему его засорения верхними ступенями ракет-носителей, закончившими срок активного существования космическими аппаратами (КА) (так называемым космическим мусором), что представляет угрозу для активных КА. Наиболее действенным на современном этапе способом защиты КА от объектов космического мусора является выбор соответствующих параметров орбит, исключающих возможность столкновения. Для этого необходимо обладать информацией о параметрах движения космических объектов (КО). Задача определения параметров движения КО решается с использованием системы контроля космического пространства (СККП). Отечественная СККП в настоящее время располагает только средствами наземного базирования, расположенными на территории РФ и стран ближнего зарубежья, что не позволяет оперативно определять параметры движения космических объектов (КО) над западным и южным полушариями. Особую актуальность задача контроля КО имеет в области космического пространства, соответствующей низким околоземным орбитам (до высоты 2000 км), где уже имели место столкновения между КА, породившие большое количество обломков, которые, в свою очередь, представляют новую угрозу для российских КА. Для парирования перспективных угроз отечественной орбитальной группировке, связанных с возможным образованием новых обломков в результате столкновений или самопроизвольных разделений (например, в результате взрыва) существующих КО, требуется оперативно определять параметры движения вновь возникающих КО. Задачу оперативного контроля параметров движения КО предлагается решать путём создания орбитального сегмента (ОС) системы мониторинга космического пространства (СМКП). Созданию указанного сегмента должна предшествовать разработка научно-методического аппарата обоснования баллистической структуры ОС СМКП. Предлагаемая методика основана на решении оптимизационной задачи, в которой в качестве целевой функции используется зависимость потребного числа космических аппаратов-измерителей от качественных показателей мониторинга космического пространства.

Белоконов И.В., Тимбай И.А., Николаев П.Н., Оразбаева У.М. «Анализ движения наноспутника SamSat-218Д по траекторным измерениям» Вестник Самарского университета. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроение, 18, № 4, с. 18-28 (2019)

Анализируется движение наноспутника SamSat-218Д по траекторным измерениям. Экспериментально подтверждены особенности поведения наноспутников на низких орбитах, обусловленные как влиянием атмосферы, так и присущими им массово-инерционными характеристиками: срок существования наноспутников на орбите меньше, а угловое ускорение, порождаемое аэродинамическим моментом, значительно выше, чем у спутников с большими размерами и массой. По известным траекторным измерениям и информации о средней плотности атмосферы в точках траекторных измерений оценено изменение баллистического коэффициента во времени. Баллистический коэффициент наноспутника SamSat-218Д, имеющего форму прямоугольного параллелепипеда, зависит от пространственного угла атаки и угла собственного вращения. Отношение максимального значения баллистического коэффициента к минимальному значению равно 4,75. Это позволило по характеру изменения баллистического коэффициента оценить характер возможного движения относительно центра масс наноспутника. Наиболее вероятным движением относительно центра масс наноспутника SamSat-218Д является переходный режим движения между различными положениями равновесия, обусловленный соизмеримыми аэродинамическим и гравитационным моментами и незначительными угловыми скоростями.

Голяков А.Д., Ричняк А.М., Калабин П.В. «Сравнительное оценивание точности методов автономной навигации малых космических аппаратов при групповом полёте» Вестник Самарского университета. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроение, 18, № 4, с. 29-40 (2019)

Представлены результаты сравнительного оценивания точности методов автономной навигации малых космических аппаратов, выполняющих групповой полёт. Для проведения исследований выбраны «зенитный» метод и метод навигации по орбитальным ориентирам, которые основаны на измерениях углового положения Земли и орбитального ориентира относительно навигационных звёзд. При исследованиях введены допущения о центральном гравитационном поле Земли, нормальном законе распределения погрешностей бортовых навигационных измерений с известными постоянными дисперсиями. Исследования выполнены с использованием теории аналитического оценивания точности методов автономной навигации космических аппаратов, с помощью которой удаётся получить ковариационную матрицу погрешностей искомого вектора навигационных параметров и оценить потенциальные (предельно достижимые) характеристики точности применяемых методов навигации. В качестве показателя точности метода навигации МКА выбран безразмерный коэффициент погрешностей навигации, который связан с элементами главной диагонали ковариационной матрицы, характеризует прецизионные свойства метода, носит интегральный характер, не зависит от объёма и погрешностей результатов навигационных измерений. Критерий целесообразности применения метода определения параметров движения центра масс космического аппарата основан на сравнении коэффициентов погрешностей навигации. Представленные результаты позволяют обоснованно подойти к выбору метода автономной навигации и состава бортового комплекса управления малых космических аппаратов, выполняющих групповой полёт.

Елисов Н.А., Ишков С.А., Храмов А.А. «Применение метода дифференциальной эволюции в задаче атмосферного поворота плоскости орбиты» Вестник Самарского университета. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроение, 18, № 4, с. 41-51 (2019)

Исследуется применение метода дифференциальной эволюции при оптимизации атмосферного поворота плоскости орбиты аэрокосмического аппарата с большим аэродинамическим качеством с использованием трёхканального управления. Движение аппарата относительно Земли описывается системой дифференциальных уравнений в траекторной системе координат. Программы управления по углу атаки и скоростному углу крена представляются в виде ряда Фурье, а управление по тяге – в виде релейного закона. Критерием оптимальности управления является максимум конечной массы аппарата. Проведена апробация результатов решения задач без ограничений на фазовые параметры, полученных с использованием алгоритма дифференциальной эволюции, путём сравнения с решениями, полученными методом принципа максимума Понтрягина. На основе метода дифференциальной эволюции получено решение оптимизационной задачи с учётом ограничения на температуру в точке торможения.

Хабибуллин Р.М. «Программа управления для некомпланарного гелиоцентрического перелёта к Венере космического аппарата с неидеально отражающим солнечным парусом» Вестник Самарского университета. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроение, 18, № 4, с. 117-128 (2019)

Рассматривается некомпланарный управляемый гелиоцентрический перелёт космического аппарата с неидеально отражающим солнечным парусом к Венере. Целью гелиоцентрического движения является попадание космического аппарата в сферу Хилла Венеры с нулевым гиперболическим избытком скорости. Для реализации перелёта разработан алгоритм применения законов локально-оптимального управления для наискорейшего изменения оскулирующих элементов. Управление ориентацией солнечного паруса осуществляется с помощью тонкоплёночных элементов управления, расположенных по периметру поверхности солнечного паруса. В результате моделирования движения определены траектория перелёта, программа управления и необходимые ширина и площадь тонкоплёночных элементов управления.

Шорников А.Ю. «Оптимальное управление движением космического аппарата в поле притяжения астероида Эрос 433» Вестник Самарского университета. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроение, 18, № 4, с. 148-156 (2019)

Рассматривается алгоритм оптимизации управляемого движения космического аппарата с двигателями малой тяги в поле притяжения астероида Эрос 433. Гравитационное поле астероида имеет сложную конфигурацию. Приведена математическая модель гравитационного потенциала данного тела и математическая модель движения космического аппарата с электроракетными двигателями малой тяги. Оптимальная по быстродействию программа управления ищется с помощью принципа максимума Понтрягина. Сформулированная краевая задача решается численно модифицированным методом Ньютона. Описанный алгоритм решения может быть использован для решения схожих задач динамики полёта с малой тягой при маневрировании вблизи объектов с гравитационными полями сложной конфигурации.

Лу Х., Ван Ч., Заболотнов Ю.М. «Оптимизация процесса изменения параметров орбит космических аппаратов с помощью вращающейся электродинамической тросовой системы» Вестник Самарского университета. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроение, 19, № 1, с. 64-77 (2020)

Рассматривается параметрическая оптимизация процесса изменения орбитальных параметров с помощью вращающейся электродинамической тросовой системы. Изменение большой полуоси и эксцентриситета принимаются как две основные задачи и соответственно предлагаются два закона управления. Ток регулируется в зависимости от мгновенного положения проводящего троса, что позволяет обеспечить расчётное направление силы Лоренца, возникающей при взаимодействии проводника с магнитным полем Земли. Предлагается комбинированная схема управления одновременного изменения большой полуоси и эксцентриситета орбиты. Параметры законов управления оптимизируются с помощью метода Nelder-Mead с использованием различных целевых функций и ограничений. Установлено, что при использовании критериев быстродействия и наименьшего импульса получаются решения, которые соответствуют граничным значениям подбираемых параметров. Поэтому в качестве компромисса предлагается использовать свёртку этих критериев, что обеспечивает заданное изменение орбитальных параметров центра масс системы.

Шипов М.Г., Стеклова А.А., Давыдов А.А. «Приведение космического аппарата в солнечную ориентацию по измерениям одноосного датчика угловой скорости и оптического солнечного датчика» Вестник Самарского университета. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроение, 19, № 1, с. 96-105 (2020)

Исследован алгоритм разворота космического аппарата из исходного произвольного углового положения с произвольной угловой скоростью в ориентированное на Солнце положение. Определён минимально необходимый приборный состав системы управления движением с целью обеспечения поддержания солнечной ориентации: солнечный датчик, одноосный измеритель угловой скорости, жидкостные ракетные двигатели малой тяги. Представлено решение задачи определения вектора угловой скорости космического аппарата по измерениям отклонения оптической оси солнечного датчика от направления на Солнце и одноосного измерителя угловой скорости. Определены условия, при которых формируется управляющее воздействие на ракетные двигатели с целью изменения величины вектора угловой скорости для попадания Солнца в поле зрения солнечного датчика или для стабилизации космического аппарата. Выполнено математическое моделирование системы управления угловым движением космического аппарата, начальный вектор состояния которого неизвестен. Результаты математического моделирования подтвердили эффективность в части сокращения затрат рабочего тела и быстродействия предложенного алгоритма. По сравнению с известными методами решения задачи гашения угловой скорости, например длительный процесс с использованием магнитной системы или быстрый штатный процесс с использованием трёхосного измерителя угловой скорости и ракетных двигателей, в работе получено такое же время процесса гашения угловых скоростей, как и в штатном процессе, однако при этом одновременно решена задача приведения космического аппарата в солнечную ориентацию.

Ананенко В.М., Голяков А.Д., Калабин П.В. «Метод предварительного решения задачи навигации космического робота по бортовым астрономическим измерениям с использованием фильтра Баттерворта» Вестник Самарского университета. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроение, 19, № 2, с. 7-18 (2020)

Представлен метод предварительного решения задачи навигации космического робота по результатам измерений, проводимых с помощью его бортовых оптико-электронных средств. В качестве исходных данных навигационной задачи выступают направляющие косинусы вектора ориентации космического робота в абсолютной геоцентрической экваториальной системе координат с привязкой ко времени в течение одного витка. Получены аналитические выражения для определения неизвестных параметров движения центра масс космического робота в виде кеплеровских элементов орбиты. Показано, что для определения прямого восхождения восходящего узла, наклонения и большой полуоси орбиты космического робота используется информация об ориентации его радиуса-вектора в различные моменты времени, а для определения аргумента перигея, момента прохождения перигея и эксцентриситета орбиты используется угловая орбитальная скорость космического робота, которая определяется по результатам оценивания скорости изменения ориентации его радиуса-вектора во времени. Представленные результаты могут быть использованы при разработке программного обеспечения систем навигации, позволяющих автономно определять параметры орбиты космического робота с помощью бортовых оптико-электронных датчиков при отсутствии априорной информации о параметрах опорной орбиты или сигналов от спутниковых радионавигационных систем.

Попов И.П. «К расчетам параметров пассивных гравитационных маневров межпланетных космических аппаратов» Труды Московского авиационного института, № 118, http://trudymai.ru/published.php?ID=158210 (2021)

DOI: 10.34759/trd-2021-118-01 Цель исследования – аналитическое описание участка баллистической траектории, соответствующего нормальному падению космического аппарата на поверхность безатмосферной планеты. При этом движение нормально падающего тела характеризуется возрастающим ускорением свободного падения. Задача о скорости, времени и ускорении нормального падения тела на поверхность планеты при отсутствии атмосферы сводится к решению дифференциального уравнения второго порядка, которое решается стандартным методом. Особенностью решения является формальное использование табличного интеграла на промежуточном этапе. В работе получено временное уравнение движения нормально падающего на поверхность планеты тела при отсутствии атмосферы, а также временные уравнения его скорости и ускорения. Полученные результаты могут быть полезны при расчетах пассивного гравитационного маневра при межпланетных полетах и расчетах отвесного падения небольших небесных тел и отработанных элементов конструкций космических аппаратов.

Дмитриев А.О., Москатиньев И.В., Нестерин И.М., Сысоев В.К. «Анализ вариантов навигационных систем для Луны» Труды Московского авиационного института, № 118, http://trudymai.ru/published.php?ID=158243 (2021)

DOI: 10.34759/trd-2021-118-09 Проведение детального исследования Луны и дальнейшего ее освоения должно опираться на высокоточную систему позиционирования объектов, находящихся на ее поверхности и в окололунном пространстве. В настоящее время многие космические агентства и исследовательские центры проводят разработки навигационных систем для Луны. Предполагаемые проекты находятся на разных стадиях от концепций до проведения экспериментальных работ. Поэтому актуально провести детальный анализ данных проектов, что является целью данной статьи.

Анфиногентов С.А., Кальтман Т.И., Ступишин А.Г., Накаряков В.М., Лукичева М.А. «Диагностика плазменных струй в короне Солнца» Солнечно-земная физика, 7, № 2, с. 3-11 (2021)

Рассматривается диагностика плазменных струй в короне Солнца по данным современных космических и наземных телескопов, наблюдающих Солнце в крайнем ультрафиолетовом (КУФ) и микроволновом диапазонах. Обсуждаются наблюдательные параметры КУФ- и радиоизлучения в событиях, связанных с плазменными струями, в зависимости от механизма образования, условий излучения и эволюции струй. Показаны возможности изучения солнечной короны, предоставляемые исследованием плазменных струй по наблюдениям одновременно в различных диапазонах. Для ряда струй измерены их первичные параметры и приведены предварительные результаты статистической обработки полученных данных. Подробно рассмотрены микроволновые наблюдения нескольких отдельных событий, выполненные с помощью наземных инструментов РАТАН-600, СРГ и радиогелиографа Нобеяма. Показаны диагностические возможности указанных инструментов при исследовании корональных струй. Для анализа трехмерной структуры коронального магнитного поля использованы данные SDO/HMI, по которым выполнена реконструкция поля в нижней короне. Полученная информация сопоставляется с результатами диагностики магнитного поля в основании короны по данным РАТАН-600. Целью разрабатываемых методов является определение физических механизмов, ответственных за генерацию, коллимацию и динамику плазменных струй в атмосфере Солнца

«To the 75-th Anniversary of O. O. Kostenko» Радиофизика и радиоастрономия (Украина), 26, № 2, с. 189-190 (2021)

27 мая 2021 года исполнилось 75 лет Алексею Алексеевичу Костенко, старшему научному сотруднику, кандидату физико-математических наук, заместителю главного редактора научного журнала "Радиофизика и радиоастрономия".

Мингалев О.В., Сецко П.В., Мельник М.Н., Мингалев И.В., Малова Х.В., Мерзлый А.М. «Силовой баланс в токовых слоях в бесстолкновительной плазме» Солнечно-земная физика, 7, № 2, с. 12-23 (2021)

Выводится дивергентная форма уравнения силового баланса для бесстолкновительной плазмы в приближении квазинейтральности, при котором исключены электрическое поле и плотность тока. Для стационарного пространственно одномерного токового слоя с постоянной нормальной компонентой магнитного поля и замагниченными электронами впервые получена форма этого уравнения в виде закона сохранения. Уравнение в такой форме необходимо для правильной постановки граничных условий при моделировании несимметричных токовых слоев, а также для контроля стационарности получаемого в моделях численного решения. Кроме того, рассматривается выполнение этого уравнения для двух типов стационарных конфигураций тонкого токового слоя, которые получены при помощи численной модели. Выведенное уравнение позволяет разрабатывать модели несимметричных токовых слоев, в частности, токовых слоев на флангах магнитопаузы в хвосте магнитосферы.

Кичигин Г.Н. «Об ускорении частиц в постоянном магнитном поле и перпендикулярном ему электрическом поле, нарастающем во времени» Солнечно-земная физика, 7, № 2, с. 24-29 (2021)

Рассматривается задача ускорения частиц в постоянном однородном магнитном поле В и перпендикулярном ему однородном медленно растущем электрическом поле E. В предположении линейного нарастания электрического поля до максимальной величины Em=В найдены приближенные аналитические соотношения, определяющие зависимость скорости частицы от времени ускорения. Показано, что частицы за все время нарастания электрического поля ускоряются до некоторой конечной энергии, величина которой определяется темпом нарастания электрического поля. Установлено, что чем он меньше, тем больше предельная энергия. В случае Em/В

Демьянов В.В., Ясюкевич Ю.В. «Космическая погода: факторы риска для глобальных навигационных спутниковых систем» Солнечно-земная физика, 7, № 2, с. 30-52 (2021)

Устойчивость и качество работы глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС) второго поколения (GPS, Galileo, BeiDou/Compass, ГЛОНАСС) и их функциональных дополнений зависят от воздействия экстремальных факторов космической погоды (КП). Представлены сведения о воздействии геомагнитных бурь, ионосферных неоднородностей и мощных всплесков радиоизлучения Солнца на сегмент пользователей ГНСС. Эти сведения подкреплены обзором результатов наблюдений последствий воздействия КП на функционирование ГНСС в 2000–2020 гг. Рассматриваются относительная плотность сбоев измерений радионавигационных параметров и снижение точности позиционирования пользователей ГНСС в режиме двухчастотных измерений и в режиме дифференциальной навигации (Real Time Kinematic, RTK), в том числе при решении задач высокоточного позиционирования (Precise Point Positioning, PPP). Рассмотрена частота появления опасных факторов КП и возможности прогнозирования последствий их воздействия на сегмент пользователей ГНСС. В качестве основных выводов обзора можно выделить следующие: 1) при воздействии экстремальных факторов космической погоды погрешность позиционирования пользователей ГНСС в различных режимах навигационно-временных определений может увеличиваться более чем в 10 раз в сравнении с фоновыми условиями; 2) за последнее десятилетие проведена модернизация космического и наземного сегмента ГНСС, позволившая существенно повысить помехоустойчивость системы в условиях воздействия мощных вспышек радиоизлучения Солнца; 3) существует принципиальная возможность дальнейшего увеличения устойчивости и повышения точности измерения радионавигационных параметров в условиях влияния факторов КП за счет внедрения алгоритмов адаптивной настройки измерителей; 4) в настоящее время остаются нерешенными проблемы контроля целостности системы и доступности требуемых навигационных характеристик с учетом воздействия экстремальных факторов КП.

Воробьев А.В., Пилипенко В.А. «Подход к восстановлению геомагнитных данных на базе концепции цифровых двойников» Солнечно-земная физика, 7, № 2, с. 53-62 (2021)

Ни одна наземная магнитная станция или обсерватория не гарантирует качество получаемой и передаваемой информации. Пропуски данных, выбросы и аномальные значения являются распространенной проблемой, касающейся практически любой сети наземных магнитометров и затрудняющей эффективную обработку и анализ экспериментальных данных. Обеспечение мониторинга надежности и повышение качества работы аппаратнопрограммных модулей, входящих в состав магнитных станций, возможно за счет разработки их виртуальных моделей, или так называемых цифровых двойников. В настоящей работе на примере сети высокоширотных магнитометров IMAGE рассматривается один из возможных подходов к созданию моделей такого рода. Обосновано использование цифровых двойников магнитных станций для минимизации ряда проблем и ограничений, связанных с наличием выбросов и пропущенных значений во временных рядах геомагнитных данных, а также для обеспечения возможности ретроспективного прогноза параметров геомагнитного поля со среднеквадратической ошибкой в авроральной зоне до 11.5 нТл. Интеграция цифровых двойников в процессы сбора и регистрации геомагнитных данных реализует возможность автоматической идентификации и замещения отсутствующих и аномальных значений, таким образом повышая за счет эффекта резервирования отказоустойчивость магнитной станции как объекта-источника данных. На примере цифрового двойника станции «Kilpisjarvi» (Финляндия) показано, что предлагаемый подход реализует восстановление 99.55 % годовой информации, при этом 86.73 % – с ошибкой, не превышающей 12 нТл.

Пенских Ю.В., Лунюшкин С.Б., Капустин В.Э. «Геомагнитный метод автоматической диагностики границ авроральных овалов в двух полушариях Земли» Солнечно-земная физика, 7, № 2, с. 63-76 (2021)

Разработанный авторами наземный автоматический метод определения границ аврорального овала (АО) _{Лунюшкин, Пенских, 2019} модифицирован и расширен на Южное полушарие. Входные данные метода: крупномасштабные распределения эквивалентной токовой функции и плотности продольных токов, рассчитываемые в полярных ионосферах двух полушарий в приближении однородной проводимости на основе техники инверсии магнитограмм (ТИМ) и базы геомагнитных данных мировой сети станций проекта SuperMAG. Программа, реализующая метод, обрабатывает большие объемы временных рядов входных данных и выдает координаты основных границ АО обоих полушарий: границы обращения ионосферной конвекции, полярные и экваториальные границы АО, линии максимумов плотности продольных токов и авроральных электроструй. Автоматический метод сокращает время обработки заданного объема данных на 2–3 порядка (до минут и часов) по сравнению с ручным методом, требующим недель и месяцев работы оператора, при этом оба метода сопоставимы по точности. Геомагнитный автоматический метод апробирован для диагностики границ АО в ходе изолированной суббури 27.08.2001, для которой подтверждена ожидаемая синхронная динамика полярных шапок в двух полушариях. Показано, что найденные границы АО качественно соответствуют одновременным снимкам овала полярных сияний со спутника IMAGE, а также результатам моделей OVATION и APM; граница обращения ионосферной конвекции, определенная геомагнитным методом в двух полушариях, согласуется с картами электрического потенциала ионосферы по модели SuperDARN-RG96.

Яковлева О.Е., Кушнаренко Г.П., Кузнецова Г.М. «Поведение электронной концентрации в ионосфере над Норильском в период спада солнечной активности» Солнечно-земная физика, 7, № 2, с. 77-80 (2021)

Представлены результаты аппроксимации массива значений электронной концентрации Ne, полученных с помощью дигизонда в годы спада солнечной активности (2003–2006 гг.) на высокоширотной ст. Норильск (69.40° N, 88.10° E). Расчеты выполнены по авторской полуэмпирической модели с использованием новых коэффициентов, рассчитанных конкретно для ст. Норильск. Получены высотные изменения годовых вариаций дневной Ne на высотах слоя F1 ионосферы (120–200 км). Аппроксимация экспериментальных данных вполне удовлетворительно описывает Ne на указанных высотах. Тем не менее наблюдаются периоды, когда существуют достаточно отчетливые отклонения модельных величин от эксперимента. Присутствие в эти периоды значительных геомагнитных возмущений, возможно, является одной из причин таких отклонений.

Кушнаренко Г.П., Яковлева О.Е., Кузнецова Г.М. «Признаки аномального поведения ионосферы в 2003–2014 гг. на высотах слоя F1 над Иркутском» Солнечно-земная физика, 7, № 2, с. 81-87 (2021)

Обнаружено аномальное повышение электронной концентрации Ne в зимние месяцы над Иркутском в отдельные годы периода 2003–2014 гг. Эффект проявился при сравнении экспериментальных значений, полученных с помощью Иркутского дигизонда, с модельными расчетами на высотах слоя F1 (120–200 км). Были найдены две аномальные временные зоны. Первая включает в себя 2003– 2006 гг. и прилегает к периоду минимума солнечной активности. В этой зоне 2003 г. – год максимального проявления зимнего повышения Ne по всему периоду исследований. Вторая аномальная зона – 2012, 2013, 2014 гг. – включает в себя год максимума солнечной активности. Мы исследовали возможные причины, влияющие на изменение Ne зимой на высотах слоя F1 во все рассматриваемые годы. Обнаружено, что основным фактором, вызывающим зимние аномальные повышения Ne, являются значительные геомагнитные возмущения в отмеченные временные зоны.

Холшевников К.В., Титов В.Б. «Поверхность минимальной скорости в ограниченной круговой задаче трех тел» Вестник Санкт-Петербургского университета. Серия 1: Математика. Механика. Астрономия, 7, № 4, с. 734-742 (2020)

В рамках ограниченной круговой задачи трех тел введено понятие поверхности минимальной скорости S, являющейся модификацией поверхности нулевой скорости (поверхности Хилла). Поверхность Хилла обязана своим существованием интегралу Якоби. Поверхность минимальной скорости, кроме интеграла Якоби, требует сохранения секторной скорости тела нулевой массы в проекции на плоскость движения главных тел. Иными словами, должен существовать еще один из трех интегралов площадей. Показано, что этот интеграл существует для динамической системы, полученной после однократного осреднения первоначальной системы по долготе главных тел. Исследованы свойства S. Приведем наиболее существенное. Множество возможных движений тела нулевой массы, ограниченное поверхностью S, компактно. В качестве примера рассмотрены поверхности S для четырех малых спутников Плутона в рамках осредненной задачи Плутон–Харон–малый спутник. Во всех четырех случаях S представляет топологический тор малого сечения с окружностью в плоскости движения главных тел в качестве осевой линии. Ключевые слова: ограниченная круговая задача трех тел, поверхность нулевой скорости, область допустимых движений

Тиссен В.М., Малкин З.М. «Тренды и вариации в неравномерностях вращения Земли» Вестник Санкт-Петербургского университета. Серия 1: Математика. Механика. Астрономия, 8, № 1, с. 167-178 (2021)

Приведены результаты моделирования разнообразных вариаций Всемирного времени (UT1). Для построения моделей вариаций использовались значения UT1 с 1901 по 2020 г., публикуемые Международной службой вращения Земли и опорных систем координат (МСВЗ–IERS). С помощью разработанной методики из многообразного спектра неравномерностей вращения Земли выделены главные вариации, модели которых представлены в виде суперпозиции ограниченного числа гармонических компонент. Полученные в данной работе результаты важны для повышения точности прогнозов Всемирного времени. Ключевые слова: вращение Земли, Всемирное время, вариации, моделирование, прогнозирование

Холшевников К.В. «Справедлива ли теорема Якоби в однократно осредненной ограниченной круговой задаче трех тел?» Вестник Санкт-Петербургского университета. Серия 1: Математика. Механика. Астрономия, 8, № 1, с. 179-184 (2021)

К. Якоби установлено, что в общей задаче N (и, в частности, трех) тел для устойчивости по Лагранжу какого-либо решения необходима отрицательность полной энергии системы. Для ограниченной задачи трех тел это утверждение тривиально, поскольку тело нулевой массы вносит нулевой вклад в энергию системы. Если рассматривать лишь уравнения, описывающие движение точки нулевой массы, то исчезает интеграл энергии. Однако если осреднить уравнения по долготам главных тел, интеграл энергии снова появляется. Справедлива ли в этом случае теорема Якоби? Оказалось, что нет. Для сколь угодно больших значений полной энергии существуют ограниченные периодические орбиты. В то же время отрицательности энергии оказалось достаточно для ограниченности орбиты в конфигурационном пространстве. Ключевые слова: ограниченная круговая задача трех тел, теорема Якоби об устойчивости, осреднение

Холшевников К.В., Миланов Д.В., Щепалова А.С. «Пространство кеплеровых орбит и семейство его фактор-пространств» Вестник Санкт-Петербургского университета. Серия 1: Математика. Механика. Астрономия, 8, № 2, с. 359-369 (2021)

Функции расстояния на множестве кеплеровских орбит играют важную роль в решении задач поиска родительских тел метеороидных потоков. Специальным видом таких функций являются расстояния в фактор-пространствах орбит. Ранее были построены три метрики такого типа, позволяющие не принимать во внимание долготу узла, или аргумент перицентра, или и то, и другое. Здесь мы вводим еще одно, четвертое фактор-пространство, в котором отождествляются орбиты с произвольными долготами узлов и аргументами перицентров при условии, что их сумма (долгота перицентра) фиксирована. Определена функция σ₆, играющая роль расстояния между указанными классами орбит. Приведен алгоритм ее вычисления по данным элементам орбит и ссылка на программную реализацию этого алгоритма на языке C++. К сожалению, функция q не является полноценной метрикой. Мы доказали, что она удовлетворяет первым двум аксиомам метрического пространства, но третья – аксиома треугольника – нарушается, по крайней мере для больших эксцентриситетов. Однако в двух важных частных случаях (одна из орбит круговая, долготы перицентров всех трех орбит совпадают) аксиома треугольника верна. Не исключено, что она верна для всех эллиптических орбит, но это требует дальнейшего исследования. Ключевые слова: кеплерова орбита, метрика, фактор-пространство метрического пространства, расстояние между орбитами

Цветков А.С. «Достижения космической астрометрии» Вестник Российской академии наук (РАН), 91, № 2, с. 142-156 (2021)

Астрометрия – основа астрономических наблюдений и измерений координат и времени. Главная её задача – реализация системы отсчёта – той самой, о которой говорится в первом законе Ньютона. Ещё с античных времён астрономы создавали для этой цели звёздные каталоги. Работа над ними привела к открытию прецессии и нутации земной оси, собственных движений и параллаксов звёзд, орбитального движения двойных звезд. На наблюдениях в радио- и оптическом диапазоне очень далёких объектов – квазаров – базируется современная система отсчёта International Celestial Reference Frame (ICRF). Именно к ним привязывается система GPS или ГЛОНАСС в навигаторе. XXI век с его вычислительными возможностями привёл к созданию звёздных каталогов невиданной мощности, содержащих свыше миллиарда объектов. Но основной прорыв, даже революцию в астрометрии совершили космические наблюдения. Уже два космических аппарата создали звёздные каталоги фантастической точности, что позволяет прикоснуться к решению таких задач, постановка которых ещё несколько лет назад была немыслима. Обзору успехов астрометрии за последние два тысячелетия, массовым звёздным каталогам и космическим астрометрическим проектам посвящена эта статья. Ключевые слова: астрометрия, радиоастрометрия, каталоги Hipparcos, NOMAD, UCAC4, PPMXL, XPM, космическая миссия GAIA.

Юдицкая А.С., Ткачев С.С. «Сравнительный анализ методов моделирования гравитационного потенциала тел сложной формы» Математическое моделирование, 33, № 5, с. 78-90 (2021)

Корректное моделирование гравитационного поля малых небесных тел является актуальной проблемой при решении задач сближения, посадки и исследования этих объектов. Существует ряд различных методов описания гравитационного поля, каждый из которых имеет свои достоинства и недостатки. В работе рассмотрены и приведены результаты сравнительного анализа трех наиболее известных методов представления гравитационного потенциала: модели многогранников, модели масконов, разложения по сферическим гармоникам. Построена и реализована методика сравнения точности и вычислительной сложности указанных методов для астероида, форма которого полагается известной, а масса равномерно распределена по объему. Анализ показал, что метод разложения по сферическим гармоникам вычислительно более выгоден при расчете гравитационного потенциала на большом количестве пробных точек, но является наименее точным из трех представленных в работе методов. Метод масконов на небольшом количестве пробных точек затрачивает наименьшее время и имеет более высокую точность. Метод многогранника является наиболее вычислительно затратным, но он является самым точным и его можно использовать в качестве эталонного для вычисления гравитационного потенциала однородного тела.

Сазонов Вас.В. «Математическое моделирование работы солнечных батарей космического аппарата» Математическое моделирование, 33, № 8, с. 87-107 (2021)

Рассматривается подход к математическому моделированию работы солнечных батарей орбитального космического аппарата, учитывающий возможное затенение поверхности солнечных батарей элементами конструкции внешней поверхности космического аппарата. В работе разбираются две модели функционирования солнечной батареи: первая – на основе решения диодного уравнения, вторая – учитывающая только площадь освещенной части солнечной батареи и угол падения солнечных лучей на ее плоскость. Отыскание освещенных участков солнечных батарей производится с использованием интерактивной геометрической модели внешней поверхности космического аппарата методом трассировки лучей. Проведено сравнение двух предложенных моделей, приводятся примеры, в которых каждая из моделей является предпочтительной. Сила тока, вырабатываемого солнечной батареей, вычисленная при помощи предложенной математической модели, сравнивается с данными, полученными при обработке телеметрической информации, полученной с борта Служебного модуля «Звезда» Международной космической станции.

Исакова П.Б., Павлюченков Я.Н., Калиничева Е.С., Шематович В.И. «Сравнительный анализ задачи об истечении атмосфер экзопланет» Астрономический журнал, 98, № 6, с. 443-452 (2021)

Задача о моделировании истечений атмосфер планет важна для понимания эволюции экзопланетных систем и интерпретации их наблюдений. Современные теоретические модели атмосфер экзопланет становятся все более детальными и многокомпонентными, что затрудняет вхождение в эту область новых исследователей. В статье впервые представлены результаты тестирования газодинамического метода, входящего в состав разработанной ранее авторами аэрономической модели. Проведенные тесты свидетельствуют о корректности метода, что подтверждает возможность его использования. Для моделирования планетного ветра предложена новая гидродинамическая модель с феноменологической функцией нагрева УФ-излучением звезды. Общая картина течения в представленной модели хорошо согласуется с результатами, полученными в более детальных аэрономических моделях. Предложенная модель может быть использована для методических целей и для тестирования газодинамических модулей самосогласованных химико-динамических моделей планетного ветра. DOI: 10.31857/S0004629921060037

Шарина М.Е., Маричева М.И. «Свойства звездных населений восьми галактических шаровых скоплений с низкой центральной поверхностной яркостью» Астрономический журнал, 98, № 6, с. 545-47 (2021)

Представлены результаты анализа спектров суммарного излучения восьми шаровых скоплений Галактики с относительно низкой светимостью и звездной плотностью: Palomar 1, Palomar 2, Palomar 10, Palomar 13, Palomar 14, NGC 6426, NGC 6535 и NGC 6749. Измерены абсорбционные спектральные индексы в Ликской системе в их спектрах, а также спектрах ярких скоплений: NGC 7006, NGC 6229, NGC 6779, NGC 6205, NGC 6341 и NGC 2419. Определены возраст, металличность и приблизительное содержание элементов α-процесса для восьми объектов исследования. Материалом работы послужили архивные наблюдательные данные 1.93-м телескопа обсерватории Верхнего Прованса. Для семи из восьми объектов найдены галактические аналоги с близкими значениями Ликских индексов в пределах ошибок их определения. Совпадение значений Ликских индексов означает сходство возраста и химического состава. Имеющиеся литературные данные подтверждают наши выводы о сходстве свойств звездных населений скоплений. Оказалось, что объекты исследования, как правило, принадлежат тем же подсистемам Галактики, что и их аналоги, согласно литературным данным о пространственном положении и движении объектов. Не найдено шаровых скоплений с полным набором Ликских индексов, сходным с таковым у Palomar 1, что свидетельствует в пользу литературных выводов о его возможном внегалактическом происхождении. Наша фотометрия звезд на снимках из архива VLT и данные Gaia DR3 позволили оценить металличность, возраст, избыток цвета и расстояние для Palomar 10. Проанализированы данные Gaia DR3 для NGC 6426. DOI: 10.31857/S0004629921060062

Калашников И.Ю., Додин А.В., Ильичев И.В., Крауз В.И., Чечеткин В.М. «О причинах коллимированного распространения астрофизических и лабораторных джетов» Астрономический журнал, 98, № 6, с. 476-486 (2021)

Использование Z-пинчевых установок позволяет проводить хорошо управляемые и диагностируемые лабораторные эксперименты по исследованию лабораторных джетов, имеющих скейлинговые параметры, близкие к параметрам джетов молодых звезд. Это дает возможность наблюдать процессы, недоступные для астрономических наблюдений. Такие эксперименты проводятся на установке ПФ-3 (плазменный фокус, НИЦ “Курчатовский институт”), в которой испущенный плазменный выброс распространяется по пролетной камере сквозь окружающую среду на расстояние одного метра. В работе представлены результаты экспериментов с гелием, в которых наблюдался последовательный выход двух выбросов. Анализ этих результатов позволяет предположить, что после прохождения первого сверхзвукового выброса за ним образуется область с низкой концентрацией, так называемый вакуумный след, благодаря которому последующий выброс практически не испытывает сопротивления окружающей среды и распространяется коллимированно. Представленное в работе численное моделирование распространения двух выбросов подтверждает эту точку зрения. Используя масштабирующие законы и соответствующее численное моделирование астрофизических выбросов, показано, что этот эффект может также иметь значение и для джетов молодых звезд. DOI: 10.31857/S0004629921060049

Буслаева А.И., Кирсанова М.С., Пунанова А.Ф. «Этинил вокруг областей HII S255 и S257» Астрономический журнал, 98, № 6, с. 487-496 (2021)

Представлены результаты наблюдений линий излучения этинила (C₂H) в направлениях на области HII S255 и S257 и молекулярное облако между ними. Получены радиальные профили яркости линий, лучевой концентрации и обилия молекул C₂H. Показано, что в направлениях на области HII радиальный профиль обилия этинила имеет практически плоскую форму, но падает в направлении молекулярного облака, примерно в пять раз. Вместе с тем обнаружено, что обилие этинила максимально в направлении на точечные источники в молекулярном облаке – звезды с эмиссионными линиями или рентгеновским излучением. Профили линий согласуются с предположением о наличии у обеих областей HII передней и задней нейтральных стенок, которые движутся друг относительно друга. DOI: 10.31857/S000462992106002

Бобылев В.В., Байкова А.Т. «Новая оценка наилучшего значения расстояния от Солнца до центра Галактики» Астрономический журнал, 98, № 6, с. 497-505 (2021)

С использованием данных из литературы составлен список индивидуальных оценок расстояния от Солнца до галактического центра R₀, которые сделаны после 2017 г. разными методами. Эти значения пока не использовались для вычисления наилучшего среднего значения R₀. По выборке, содержащей 21 оценку, на основе стандартного подхода мы нашли среднее взвешенное значение R₀=8.14 кпк с дисперсией σ=0.16 кпк, а с применением медианной статистики получили оценку R₀=8.15±0.11 кпк. Для практического использования можно рекомендовать значение R₀=8.1±0.1 кпк. Ключевые слова: расстояние от Солнца до центра Галактики, структура Галактики DOI: 10.31857/S000462992107001X

Язев С.А., Исаева Е.С., Ишмухаметова Ю.В. «Активные области на солнце с повышенной вспышечной активностью в 24 цикле» Астрономический журнал, 98, № 6, с. 506-517 (2021)

Проанализированы активные области (АО) на Солнце, отличающиеся высокими значениями вспышечного индекса и в то же время развивавшиеся вне комплексов активности (КА). Таких объектов в 24 цикле выделено 13. Показано, что эти АО относятся к разряду сравнительно долгоживущих крупных групп пятен, отличающихся повышенной скоростью роста площади. Эти АО входят в состав комплексов АО, соединяются с другими АО системами высоких корональных систем, включая трансэкваториальные. Часть таких АО ассоциируется авторами с короткоживущими (менее 3 кэррингтоновских оборотов) комплексами активности, часть является компонентами комплексов активных областей. Все 13 рассмотренные АО находились рядом с корональными дырами. Ключевые слова: солнечные вспышки, 24 цикл, вспышечноактивные области DOI: 10.31857/S0004629921070069

Золотарев Р.В., Шустов Б.М. «О динамической эволюции населения астероидов, сближающихся с Землей» Астрономический журнал, 98, № 6, с. 518-527 (2021)

Рассмотрены аспекты динамической эволюции населения астероидов, сближающихся с Землей (АСЗ): изменение со временем темпа убыли АСЗ, включая зависимость темпа от начальных параметров орбиты АСЗ, эффективность различных каналов убыли АСЗ и диффузия орбит АСЗ. Исследование проводилось как для реальных астероидов, так и для искусственно сгенерированного населения. Для исследования отобраны 3024 реальных астероида размером более 1 км с перигелийным расстоянием q<1.6 а.е., из них 833 АСЗ (q<1.3 а.е.), т.е. практически все крупные АСЗ. Для отдельных задач население АСЗ также моделировалось с помощью программы NEOPOP (ЕSА). Орбиты интегрировались на 10 млн. лет с помощью численного комплекса REBOUND. Учтено гравитационное поле Солнца и планет, а также возможность столкновений. Показано, что общая численность населения АСЗ убывает с медианным временем t_NEA≃5.5 млн. лет, что уточняет оценки других авторов. Главной особенностью данной работы является то, что в ней впервые исследована зависимость t_NEA от начальных значений параметров орбиты: большой полуоси a и эксцентриситета e. Показано, что эта зависимость весьма сильная: t_NEA для подмножества астероидов с большими a и e в десятки раз меньше, чем у подмножества с малыми a и e. Полученные качественные оценки зависимости t_NEA (a,e) важны для количественного анализа адекватности различных моделей механизмов пополнения населения АСЗ. Изучены детали диффузии (перемешивания параметров) орбит астероидов в плоскости “a–e” в процессе эволюции. 10% АСЗ за время интегрирования было выброшено из Солнечной системы, 1.5% выпало на планеты (в том числе на Землю 0.2%) и на Солнце (17%), 12.5% вышло из зоны АСЗ. Ключевые слова: астероиды, АСЗ, диффузия орбит DOI: 10.31857/S0004629921070070

«ПОПРАВКА» Астрономический журнал, 98, № 6, с. 528-528 (2021)

DOI: 10.31857/S000462992133001X

Бикмаев И.Ф., Иртуганов Э.Н., Николаева Е.А., Сахибуллин Н.А., Гумеров Р.И., Склянов А.С., Глушков М.В., Хамитов И.М., Борисов В.Д., Буренин Р.А., Зазнобин И.А., Кривонос Р.А., Ляпин А.Р., Медведев П.С., Мещеряков А.В., Сазонов С.Ю., Сюняев Р.А., Хорунжев Г.А., Гильфанов М.Р. «Спектроскопическое определение красных смещений выборки далеких квазаров обсерватории СРГ по наблюдениям на РТТ-150. II» Письма в Астрономический журнал: Астрономия и космическая физика, 47, № 5, с. 311-324 (2021)

Цветков Д.Ю., Павлюк Н.Н., Возякова О.В., Шатский Н.И., Татарников А.М., Никифорова А.А., Бакланов П.В., Блинников С.И., Ушакова М.Г., Ларионова Е.Г., Борман Г.А. «Сверхновая типа II-P SN 2018aoq в NGC 4151: кривые блеска, модели и расстояние» Письма в Астрономический журнал: Астрономия и космическая физика, 47, № 5, с. 325-341 (2021)

Дёминова Н.Р., Шиманский В.В., Борисов Н.В., Габдеев М.М. «Определение характеристик Lan 30 по оптическим наблюдениям» Письма в Астрономический журнал: Астрономия и космическая физика, 47, № 5, с. 342-351 (2021)

Эйсмонт Н.А., Назиров Р.Р., Федяев К.С., Зубко В.А., Беляев А.А., Засова Л.В., Горинов Д.А., Симонов А.В. «Резонансные орбиты в задаче расширения достижимых областей посадки на поверхности Венеры» Письма в Астрономический журнал: Астрономия и космическая физика, 47, № 5, с. 352-367 (2021)

Pal A.K., Abouelmagd E.I. «Dynamical Substitutes and Energy Surfaces in the Bicircular Sun-Earth-Moon System» Письма в Астрономический журнал: Астрономия и космическая физика, 47, № 5, с. 368-368 (2021)

Добровославский А.В., Красильников П.С. «Об эволюции орбит в фотогравитационной круговой задаче трех тел. Внутренняя задача» Письма в Астрономический журнал: Астрономия и космическая физика, 47, № 5, с. 369-380 (2021)

Громов А.О., Никифоров И.И. «Построение штеккелевской модели Галактики: решение проблемы реалистичности вертикального распределения плотности» Письма в Астрономический журнал: Астрономия и космическая физика, 47, № 6, с. 383-402 (2021)

Авакян А.Л., Липунова Г.В., Маланчев К.Л., Шакура Н.И. «Изменение орбитального периода двойной системы из-за вспышки аккреционного диска с ветром» Письма в Астрономический журнал: Астрономия и космическая физика, 47, № 6, с. 403-415 (2021)

Горбан А.С., Мольков С.В., Цыганков С.С., Лутовинов А.А. «Исследование рентгеновского пульсара XTE J1946+274 по данным обсерватории NuSTAR» Письма в Астрономический журнал: Астрономия и космическая физика, 47, № 6, с. 416-427 (2021)

Poro A., Davoudi F., Alicavus F., Khakpash S., Esmer E.M., Basturk O., Lashgari E., Rahimi J., Aladag Y., Aksaker N., Boudesh A., Ghanbarzadehchaleshtori M., Akyuz A., Modarres S., Sojoudizadeh A., Tekes M., Solmaz A. «The First Light Curve Solutions and Period Study of BQ Ari» Письма в Астрономический журнал: Астрономия и космическая физика, 47, № 6, с. 428-428 (2021)

Фадеев Ю.А. «Эффекты металличности при переключении моды колебаний цефеид» Письма в Астрономический журнал: Астрономия и космическая физика, 47, № 6, с. 429-437 (2021)

Бердников Л.Н. «Поиск эволюционных изменений периода классической цефеиды CE Pup» Письма в Астрономический журнал: Астрономия и космическая физика, 47, № 6, с. 438-447 (2021)

Бердников Л.Н., Белинский А.А., Пастухова Е.Н., Бурлак М.А., Иконникова Н.П., Мишин Е.О., Шатский Н.И. «Поиск эволюционных изменений периодов бимодальной цефеиды AS Cas» Письма в Астрономический журнал: Астрономия и космическая физика, 47, № 6, с. 448-458 (2021)

Буренин Р.А., Бикмаев И.Ф., Гильфанов М.Р., Гроховская А.А., Додонов С.Н., Еселевич М.В., Зазнобин И.А., Иртуганов Э.Н., Лыскова Н.С., Медведев П.С., Мещеряков А.В., Моисеев А.В., Сазонов С.Ю., Старобинский А.А., Сюняев Р.А., Уклеин Р.И., Хабибуллин И.И., Хамитов И.М., Чуразов Е.М. «Наблюдение скопления галактик очень большой массы на z = 0.76 в обзоре всего неба СРГ/eРОЗИТА» Письма в Астрономический журнал: Астрономия и космическая физика, 47, № 7, с. 461-471 (2021)

Байкова А.Т., Смирнов А.А., Бобылев В.В. «Исследование влияния эволюционирующего потенциала галактики на орбитальные свойства 152 шаровых скоплений с данными из каталога Gaia EDR3» Письма в Астрономический журнал: Астрономия и космическая физика, 47, № 7, с. 472-492 (2021)

Колбин А.И., Борисов Н.В., Москвитин А.С., Аитов В.Н., Котов С.С. «MLS120126:042313+212951 – новая затменная катаклизмическая переменная в пробеле периодов» Письма в Астрономический журнал: Астрономия и космическая физика, 47, № 7, с. 493-504 (2021)

Иконникова Н.П., Шенаврин В.И., Комиссарова Г.В., Бурлак М.А., Шапошников И.А., Белинский А.А., Есипов В.Ф., Татарников А.М., Додин А.В., Желтоухов С.Г. «Многоцветная фотометрия и особенности спектра кандидата в post-AGB объекты AU Лисички (IRAS 20160+2734)» Письма в Астрономический журнал: Астрономия и космическая физика, 47, № 7, с. 505-524 (2021)

Решетняк М.Ю. «Параметрическая тепловая модель эволюции Земли» Письма в Астрономический журнал: Астрономия и космическая физика, 47, № 7, с. 525-534 (2021)

Гусев С.Н., Журавлев С.В., Попов А.В. «Определение пространственной разрешающей способности на радиолокационных изображениях при дистанционном зондировании Земли» Известия высших учебных заведений России. Радиоэлектроника, 24, № 3, с. 72-80 (2021)

Анализ современного состояния и перспектив совершенствования средств радиолокационного наблюдения космического базирования позволяет определить задачи, которые могут решаться этими средствами в глобальной аэрокосмической информационной системе, обеспечивающей мониторинг воздушного и космического пространства, а также земной поверхности. Получаемая информация может использоваться для анализа результатов хозяйственной деятельности, экологического состояния окружающей среды, поиска полезных ископаемых, мониторинга чрезвычайных ситуаций, обнаружения и распознавания заданных объектов на море и суше, а также для обеспечения национальной безопасности. В связи с этим часто возникает необходимость использовать методы предварительной аналитической оценки разрешающей возможности для вновь разрабатываемых высокодетальных бортовых радиолокационных комплексов, предназначенных для установки на космических аппаратах, с учетом их основных технических характеристик, параметров движения космического аппарата и влияния состояния атмосферы. Для априорного определения значений пространственной разрешающей способности требуется разработать методику расчета значений соответствующих показателей, которые должны удовлетворять требуемому качеству получаемых радиоголограмм после их синтезирования. Цель работы. Создание математических зависимостей и логических правил, позволяющих производить специальные расчеты для априорного оценивания пространственной разрешающей способности радиолокационных изображений, планируемых к получению с помощью бортовой аппаратуры радиолокационного комплекса. Материалы и методы. Использованы аналитические методы определения оценки погрешности разрешающей способности бортовых радиолокационных комплексов с синтезированной апертурой в боковом (азимутальном) направлении и по дальности, а также теория обработки радиолокационных сигналов. Результаты. Практические эксперименты по оценке разрешающей способности, проведенные на действующем радиолокационном комплексе, с целью сравнения с данными, полученными аналитическим путем, подтвердили правильность расчетов на основе предложенной методики. С помощью разработанной методики определены порядок и содержание расчета погрешности оценки разрешающей способности в азимутальном направлении и по дальности. Заключение. Представленная методика позволяет целенаправленно конструировать новые или проводить сравнительный анализ существующих радиолокационных комплексов, в зависимости от требований по разрешающей способности.

Хаврошкин О.Б., Цыплаков В.В. «Пирамида Хуфу (Хеопса) – ядерно-физическая приемо-передающая система» Инженерная физика, № 3, с. 20-31 (2021)

Пирамиды плато Гизэ, особенно пирамида Хуфу (Хеопса), дают многочисленный набор проблем и загадок для современного физика-исследователя. Так, сейсмический образ пирамид и прилегающих территорий содержит такой объём разнообразной информации, включая астрофизическую, что для его первичной обработки и интерпретации потребуется длительная работа группы специалистов. Поэтому предлагаемое исследование ограничено только оптоэлектрическими и ядерными процессами пирамиды Хуфу, которые в основном связаны с конструктивными особенностями в вершине пирамиды и уровнем радиоактивного излучения гранита, обеспечивающего эти особенности. Принципиальное совпадение схемы этих особенностей со схемой нейтринного телескопа, созданного в последние годы, и перспективного для астрофизических исследований, открывает для исследователя новое пространство для изучения пирамиды и «притягивает» новые тайны. Ключевые слова: пирамида Хуфу, оптические и электромагнитные явления, вершина пирамиды, камера из гранитных плит, радиоактивность гранита, нейтринный телескоп. DOI: 10.25791/infizik.3.2021.1193

Гладков С.О. «К вопросу о Большом Взрыве» Инженерная физика, № 5, с. 10-16 (2021)

Предложено гипотетическое обоснование появления точек Большого Взрыва, и приведены общие оценки, основанные на принципах масштабной теории. Вычислена масса последней n-частицы («n-мезон») в иерархической лестнице по времени жизни физически возможных микрочастиц и показано, что ее плотность составляет примерно 10⁹⁵ г/см³, а линейный размер 10–34 см. Предположено, что БВ происходит в результате аннигиляции n-частицы со своей античастицей. Отмечено, что вначале Мироздания существовала только плазма из массивных «n-мезонов» и их античастиц, масса которых составляет примерно 10^–6 г, а после БВ они играют роль «темной материи», которую чрезвычайно трудно обнаружить именно благодаря их малости. Исходя из представления об уменьшении внутреннего масштаба кварка с помощью инвариантной теории возмущений показано, что мы можем дойти до критического размера, являющегося предельным с точки зрения внутреннего строения элементарных частиц в иерархической по линейному размеру цепочке: электрон, кварк и т.д. Ключевые слова: точка Большого Взрыва, n-частица, античастица, время жизни, предельная масса, плотность частицы, релятивистская теория возмущений. DOI: 10.25791/infizik.5.2021.1203

Хаврошкин О.Б., Цыплаков В.В. «Газопылевые потоки и атмосферы объектов Солнечной системы» Инженерная физика, № 6, с. 19-36 (2021)

Газопылевые потоки существуют независимо от других, близких по своей космогонической сути объектов и процессов; обычно состояние их среды – заряженная плазма; возможно существование плазменных кристаллов. Определенное число сейсмических событий на Луне порождено газопылевыми потоками, эти события феноменологически отличны от лунотрясений и классических импактов. Анализ взаимодействия двух систем – метеороидных и газопылевых потоков Солнечной системы и солнечной активности на основе сопоставления их общих периодичностей указывает как на первопричину существования длиннопериодной части спектра активности воздействия на атмосферу Солнца, модулированных на орбитальных и собственных периодах вращения Юпитера, Сатурна и других планет, потоков вещества (метеороиды, пыль, газ). Ключевые слова: межпланетные пылевые частицы, Луна – детектор, периодичности газопылевых потоков, вспышечные процессы на Солнце, периодичности солнечной активности, газопылевые потоки, споры жизни и космические вирусы, кометы и метеороиды, биологическая опасность. DOI: 10.25791/infizik.6.2021.1212

Танака Сатоши, Хаврошкин О.Б., Цыплаков В.В. «Юпитер и лунные сейсмограммы» Инженерная физика, № 8, с. 34-43 (2021)

Юпитер настолько интересен, что часто применение многих методов исследования реализуются параллельно во времени, а результаты одновременно используют в нескольких моделях. Столь необычайная планета всегда способна на проявления, когда эффективны совершенно новые поисковые методы и представления. Так, существующие данные по исследованиям лунной сейсмичности, как и прежде в случае газопылевых потоков или определения внутреннего строения Луны, успешно продемонстрировали до сих пор не учтённую роль Юпитера. Потоки от Юпитера по амплитуде и постоянному существованию четко выделяются на лунных сейсмограммах и несут информацию, представляющую интерес о атмосфере магнитосфере планеты, а также о взаимодействии с некоторыми спутникам. Обнаруженное взаимодействие также может быть использовано при изучении экзопланет, поскольку многие из них подобны Юпитеру или превосходят его по размерам. На Земле также ведутся исследования космической пыли, собираемой преимущественно в горах. До сих пор конкретный источник происхождения определялся редко. Теперь в рамках новой информации о Юпитере проблема меняется. В перспективе применение высотных баллонов космической техники. Ключевые слова: Юпитер, Луна, газопылевой поток. периодичности. DOI: 10.25791/infizik.8.2021.1222

Телегин А.М. «Модель выходного сигнала с измерительной сетки датчика микрометеороидов» Инженерная физика, № 9, с. 27-33 (2021)

Рассмотрена модель наведенного сигнала с измерительной сетки датчика микрометеороидов и частиц космического мусора. Приведено расчетное соотношение, которое показывает влияние расстояния между сетками, параметров заряженных микрочастиц на форму выходного сигнала с измерительной сетки. Приведена оценка погрешности измерения отношения заряда микрочастицы к ее массе при различных напряжениях, подаваемых на измерительную сетку. Ключевые слова: микрометеороиды, электрод, устройство, Рамо–Шокли. DOI: 10.25791/infizik.9.2021.1227

Чернов С.В. «Построение теней черных дыр. аналитическая теория» Журнал экспериментальной и теоретической физики, 159, № 6, с. 1018-1027 (2021)

DOI: 10.31857/S0044451021060031

Neronov A., Gatelet Y. «Гамма-лучи и нейтрино от протон-протонных взаимодействий в гамма-вспышках» Журнал экспериментальной и теоретической физики, 160, № 3, с. 366-371 (2021)

DOI: 10.31857/S0044451021090030

Zelinskiy A.S., Yakovlev G.A. «Dependence of cosmic ray component in background of atmosphere surface from solar magnetic activity» Вестник Камчатской региональной ассоциации "Учебно-научный центр" (КРАУНЦ). Серия: Физико-математические науки», 34, № 1, с. 114-121 (2021)

Using Geant4 toolkit the changes of the flux density and of the dose rates of the secondary cosmic radiation at the heights up to 50 m from the land surface (at a depth of atmosphere about 1030 g/cm²) and depending on solar magnetic activity were estimated. For changes of Wolf’s number (sunspots) in the range of 0–200 the flux density of reflected from air and the soil g- and b- particles changes from 5.7 to 7 and 0.10–0.13 m^–2s^–1 respectively, for energy from 0 keV to several units of GeV in the ground atmosphere on one meter from the earth. These estimates are much lower than those estimates, for radiation created by the soil and atmospheric radionuclides, which had been received earlier. In comparison with a contribution of radionuclides of the soil of flux density of secondary cosmic radiation about 0.01% and 0.1%, for gamma and beta radiation respectively. The received assessment of the dose rate transferred by secondary cosmic radiation about 0.7% from rate of the formed by soil’s radionuclides. In addition, an assessment of change in characteristics of secondary cosmic radiation depending on the level of solar magnetic activity presented in work. It is found that change of radiometric and dosimetric characteristics of secondary cosmic radiation depending on solar magnetic activity can be over 40%. It well repeats the changes of a dose found during a transcontinental flight. We found that the optimal average energy of spectrum of primary protons is 2.7 GeV. We can apply this feature to standards to find the most intensive periods of a secondary space gamma radiation and to use them in the experimental data, without involving the use of the Geant4. We have not found any significant contribution of secondary cosmic radiation reflected from the earth’s surface. This allows us to refuse from taking into account the soil layer in the model.

Михайлов Е.А. «Спектральное разложение решения задачи о генерации магнитных полей галактик в планарном приближении» Вестник Московского университета. Серия 3: Физика. Астрономия, № 5, с. 39-44 (2020)

В настоящий момент одной из наиболее распространенных моделей генерации магнитных полей галактик является планарное приближение в теории динамо. Оно позволяет свести задачу об эволюции магнитного поля к решению системы из двух уравнений для компонент, лежащих в плоскости диска. Как правило, исследование подобных задач осуществляется численно. Вместе с тем, в ряде случаев данная система уравнений допускает возможность аналитического решения, которое позволяет ответить на ряд важных принципиальных вопросов. В настоящей работе представлено спектральное разложение решения соответствующей задачи, определены критические значения динамо-чисел для различных мод решения.

Спиридонов А.А., Кезик А.Г., Саечников В.А., Черный В.Е., Ушаков Д.В. «Определение орбиты неизвестного сверхмалого космического аппарата на основе модели кругового возмущенного движения и измерений доплеровского сдвига частоты» Вестник Московского университета. Серия 3: Физика. Астрономия, № 5, с. 97-103 (2020)

В работе исследовано определение орбиты неизвестного сверхмалого космического аппарата на основе доплеровских измерений частоты телеметрического сигнала на нескольких орбитах с ограниченным числом данных на одном пролете. Прием и обработка радиосигналов телеметрии осуществлялась наземной станцией Белорусского государственного университета в диапазоне радиолюбительских частот 435–445 МГц с интервалом 6 мин по два – три пакета за один пролет с промежутками времени между приемами телеметрии на соседних витках в диапазоне от 94 до 102 мин. В модели возмущенного кругового движения проведена обработка радиосигналов малого спутника и определены параметры его орбиты. На основе вероятностной оценки угла места и доплеровского сдвига частоты неизвестного сверхмалого космического аппарата по 10 и 20 измерениям определен набор орбитальных параметров (T, i, u, ω) для расчетного времени приема сигналов телеметрии. Для антенных систем спрогнозирована динамика изменения угла места, азимута и доплеровского сдвига частоты радиосигналов телеметрии для следующих пролетов сверхмалого космического аппарата. На основе полученных параметров университетская наземная станция успешно приняла и декодировала пакеты телеметрии неизвестного сверхмалого космического аппарата. С помощью базы данных орбитальных параметров NORAD идентифицирован китайский наноспутник формата Cubesat (6U) LUOJIA-1 01 (номер 43485 в системе NORAD). Абсолютные погрешности прогноза высоты и азимута не превышали 3o, а абсолютная погрешность определения доплеровского сдвига частоты не превышала 250 Гц, что достаточно для успешного приема телеметрических радиосигналов и их декодирования.

Зотов М.Ю., Соколинский Д.Б. «Первое применение нейронных сетей для анализа данных орбитального детектора "ТУС"» Вестник Московского университета. Серия 3: Физика. Астрономия, № 6, с. 117-124 (2020)

Представлены результаты использования простых нейронных сетей для распознавания в данных первого в мире орбитального детектора космических лучей предельно высоких энергий «ТУС» событий, вызванных попаданием заряженных частиц в фотоприёмник. Для поиска событий этого типа были использованы персептроны с различным числом скрытых слоёв и свёрточные нейронные сети. Мы подробно описываем методику исследования и встретившиеся трудности, а также способы их решения. Результаты исследования демонстрируют эффективность и широкие перспективы использования методов машинного обучения для анализа и классификации данных экспериментов такого типа. Настоящая работа будет продолжена для изучения всех данных детектора «ТУС», а также данных работающего в настоящее время на Российском сегменте МКС приборе «УФ-Атмосфера».

Богомолов В.В., Богомолов А.В., Дементьев Ю.Н., Еремеев В.Е., Жарких Р.Н., Июдин А.Ф., Максимов И.А., Оседло В.И., Прохоров М.И., Свертилов С.И. «Научно-образовательный космический эксперимент на спутниках СириусСат-1, 2» Вестник Московского университета. Серия 3: Физика. Астрономия, № 6, с. 125-134 (2020)

Представлены результаты научно-образовательного эксперимента, осуществленного в России на космических аппаратах СириусСат-1,2, выполненных в формате «кубсат 1U+». Работа над созданием этих спутников была начата в июле 2017 г. в ходе проектной смены образовательного центра «Сириус» (г. Сочи) с участием школьников. Техническую поддержку проекта в части полезной нагрузки, научных задач и подготовки данных осуществляет НИИЯФ МГУ, в части платформы спутника и наземного комплекса – частная российская космическая компания «Спутникс». Запуск двух аппаратов СириусСат-1,2 был произведен 15 авгyста 2018 г. космонавтами с МКС. Полезной нагрузкой СириусСат служит детектор на основе нескольких оптически соединенных сцинтилляторов, осуществляющий регистрацию заряженных частиц и γ-квантов в диапазоне энерговыделений 0.3–3 МэВ. Режим измерений предусматривает как ежесекундный мониторинг, так и подробный режим с фиксацией энергии каждой частицы или кванта, а также соответствующего момента времени с микросекундной точностью. С каждого спутника ежедневно поступает ∼100 кб научных данных, размещенных в открытом доступе на сервере космической погоды НИИЯФ МГУ. В полете проводится исследование вариаций потоков высыпающихся и квазизахваченных электронов внешнего радиационного пояса Земли и на границе Южно-Атлантической Аномалии, изучение динамики потоков частиц и гамма-квантов в зависимости от геомагнитных условий. Дополнительные возможности дает анализ прохождения областей захваченных и высыпающихся частиц двумя близко летящими спутниками.

Богомолов В.В., Богомолов А.В., Дементьев Ю.Н., Еремеев В.Е., Зайко Ю.К., Калегаев В.В., Климов П.А., Оседло В.И., Панасюк М.И., Петров В.Л., Перетятько О.Ю., Подзолко М.В., Свертилов С.И. «Первый опыт мониторинга космической радиации в мультиспутниковом эксперименте Московского университета в рамках проекта «Универсат-СОКРАТ»» Вестник Московского университета. Серия 3: Физика. Астрономия, № 6, с. 135-141 (2020)

Программа Московского университета «Универсат-СОКРАТ» направлена на использование малых спутников для мониторинга космических угроз, таких, как радиация в околоземном пространстве, электромагнитные транзиенты, потенциально опасные тела естественного и искусственного происхождения. Реализация первого этапа программа была начата 5 июля 2019 г. в результате успешного запуска с космодрома «Восточный» трех наноспутников типа кубсат. На этих спутниках установлена аппаратура для мониторинга космической радиации, а также прототипы приборов для наблюдений транзиентных явлений в атмосфере Земли. В частности, на двух спутниках установлены сцинтилляционные фосвич-детекторы, регистрирующие заряженные частицы и гамма-кванты в диапазоне энерговыделений 0.1–2.0 МэВ. Геометрический фактор этих приборов ≈50 cм²·ср. Один из кубсатов также содержит оптический фотометр, состоящий из четырех кремниевых фотоумножителей, чьи входные окна закрыты разными световыми фильтрами. Спутники выведены на солнечно-синхронную орбиты с высотой ≈550 км. Это создает благоприятные условия мониторинга космической радиации в различных областях околоземного пространства, включая зоны захваченной радиации, районы высыпаний и т.п. Такая орбита также позволяет осуществлять наблюдения вспышечных явлений, как в приэкваториальной атмосфере, так и на высоких широтах. Обсуждаются первые итоги летных испытаний.

Шостэк Р. «Вывод всех линейных преобразований, удовлетворяющих эксперименту Майкельсона–Морли, и обсуждение основ релятивизма» Вестник Московского университета. Серия 3: Физика. Астрономия, № 6, с. 142-161 (2020)

Представлено формальное доказательство того, что математика, на которойосновывается Специальная Теория Относительности (СТО), в настоящее время неверно истолкована. Доказательство опирается на анализ значения параметра e(v). Понимание значения этого параметра возможно благодаря анализу общей формы преобразования, для которого преобразование Лоренца является лишь частным случаем. Если e(v)≠0, тогда часы в инерциальных системах отсчета рассинхронизированы. Величины, например, однонаправленной скорости при использовании таких часов не дают реальных значений. В статье показано, что существует бесконечное множество различных преобразований, в которых однонаправленная скорость света всегда равна c. Преобразование Лоренца является лишь одной из этого бесконечного множества преобразований. В статье выведен целый класс линейных преобразований времени и положения. Преобразования выведены в предположении, что для наблюдателя любой инерциальной системы отсчета выполняются выводы экспериментов Майкельсона–Морли и Кеннеди–Торндайка, а именно, что средняя скорость света в вакууме, распространяющегося в прямом и обратном направлении, является постоянной. Было предположено также, что существует хотя бы одна инерциальная система отсчета, в которой скорость света в вакууме в любом направлении имеет то же значение c, и для наблюдателей этой выделенной системы отсчета (универсальной системы отсчета) пространство изотропно. Выведенные преобразования позволяют построить множестворазличных кинематик, согласующихся с экспериментами Майкельсона–Морли и Кеннеди–Торндайка. Выведенный в статье класс преобразований представляет собой обобщение преобразования, выведенного в работе Szostek K., Szostek R. https://doi.org/10.1016/j.rinp.2017.12.053, основанного на допущении ненулевых значений параметра e(v). Идея такого обобщения пришла от человека, который передал мне этот расширенный класс преобразований для анализа и публикации.

Сажин М.В., Сафонова М.В., Семенцов В.Н. «Применение рельсотрона Арцимовича для возвращения с Луны» Вестник Московского университета. Серия 3: Физика. Астрономия, № 3, с. 50-53 (2021)

Рассматриваются нетрадиционные метода доставки полезных грузов с Луны на Землю. Обсуждается две схемы – при помощи космического лифта и разгонного устройства – рельсотрона Арцимовича. Оценивается энергия, необходимая для вывода полезного груза на низкую лунную орбиту, а также в точку либрации L₁ системы Земля–Луна. Делается вывод о том, что рельсотрон является более выгодным методом, чем космический лифт, а также традиционная реактивная техника.

Архангельский А.И., Гальпер А.М., Архангельская И.В., Бакалдин А.В., Гусаков Ю.В., Далькаров О.Д., Егоров А.Е., Леонов А.А., Паппе Н.Ю., Рунцо М.Ф., Стожков Ю.И., Сучков С.И., Топчиев Н.П., Хеймиц М.Д., Чернышева И.В., Юркин Ю.Т. «Система отбора событий гамма-телескопа ГАММА-400» Известия РАН. Серия физическая, 85, № 8, с. 1160-1164 (2021)

Комплекс научной аппаратуры с высоким угловым и энергетическим разрешением ГАММА-400 разрабатывается в соответствии с Федеральными космическими программами России на 2009–2015 и 2016–2025 годы и предназначен для получения данных для определения природы “темной материи” во Вселенной, развития теории процессов в активных астрофизических объектах, происхождения высокоэнергичных космических лучей и физики элементарных частиц. Приведены особенности реализации, основные технические характеристики, а также текущее состояние разработки системы отбора событий гамма-телескопа комплекса.

Климов П.А., Сигаева К.Ф., Шаракин С.А. «Метод полетной калибровки орбитального телескопа космических лучей ТУС» Известия РАН. Серия физическая, 85, № 8, с. 1165-1168 (2021)

Предложен и реализован метод полетной калибровки фотоприемника ТУС, основанный на анализе флуктуаций стационарного сигнала. Метод проверен на лабораторном макете. Получены новые оценки коэффициентов усиления большинства каналов ТУС и проанализированы произошедшие изменения.

Кнуренко С.П., Петров И.С. «Исследование характеристик космических лучей предельных энергий радиометодом на частоте 30–35 МГц на Якутской установке» Известия РАН. Серия физическая, 85, № 8, с. 1169-1172 (2021)

Приводятся результаты исследования ливней предельных энергий E≥1018 эВ, с помощью радиоантенн в диапазоне частот 30–35 МГц на Якутской установке. Описываются методы определения основных характеристик космических лучей: энергии широкого атмосферного ливня, глубины максимума X_max, углов прихода по измерениям радиоизлучения. Для ливней с энергией E≥1019 эВ было найдено их расположение на карте неба в галактических координатах с целью поиска источников космических лучей предельных энергий.

Гарипов Г.К. «Некоторые особенности широких атмосферных ливней при регистрации запаздывающих частиц и мюонов, зарегистрированных на установке ШАЛ МГУ» Известия РАН. Серия физическая, 85, № 8, с. 1173-1176 (2021)

На установке ШАЛ МГУ изучались временные распределения частиц в широких атмосферных ливнях, в которых образуется от 10⁴ до 10⁸ частиц. В 3.5% событий были зарегистрированы запаздывающие частицы, а в 60% событий – мюоны. Обсуждается, что запаздывающие частицы образуются выше, чем мюоны и электроны. Число частиц в широких атмосферных ливнях, в которых наблюдаются запаздывающие частицы, больше, чем в ливнях с мюонами.

Крякунова О.Н., Белов А.В., Абунин А.А., Николаевский Н.Ф., Абунина М.А., Байдельдинов У.С., Султангазинов С.К., Сейфуллина Б.Б., Цепакина И.Л. «Поведение высокоэнергичных магнитосферных электронов в 22–24 циклах солнечной активности» Известия РАН. Серия физическая, 85, № 8, с. 1177-1179 (2021)

Рассмотрено поведение высокоэнергичных магнитосферных электронов с энергией >2 МэВ на геостационарной орбите в 22–24 циклах солнечной активности. Показано, что наибольшее количество электронных возрастаний происходит на фазе спада солнечной активности, когда наблюдается большее количество геоэффективных корональных дыр. Обнаружено, что в целом по данным 2003–2015 гг. наблюдается соответствие поведения количества электронных возрастаний и площади геоэффективных корональных дыр.

Струминский А.Б., Григорьева И.Ю., Логачев Ю.И., Садовский А.М. «Солнечные электроны и протоны во вспышках с выраженной импульсной фазой» Известия РАН. Серия физическая, 85, № 8, с. 1180-1184 (2021)

Рассмотрены вспышки с ярко выраженной импульсной фазой, а именно X9.7 (S18W63) 06.11.1997, X6.9 (N17W69) 09.08.2011 и X1.1 (S13W59) 06.07.2012, сопровождавшиеся быстрыми корональными выбросами, потоками релятивистских электронов и протонов >100 МэВ в межпланетном пространстве с подобными временными профилями. Интенсивности электронов и протонов не коррелировали с ускорениями и скоростями корональных выбросов, максимальными потоками нетеплового солнечного излучения. По-видимому, частицы ускорялись стохастически во многих элементарных актах, длительностью меньше самой вспышки, и захватывались вблизи ударного фронта. Потоки частиц определялись условиями их выхода в межпланетное пространство на постэруптивной фазе.

Базилевская Г.А., Дайбог Е.И., Логачев Ю.И., Власова Н.А., Гинзбург Е.А., Ишков В.Н., Лазутин Л.Л., Нгуен М.Д., Сурова Г.М., Яковчук О.С. «Некоторые особенности солнечных протонных событий и длительных гамма-вспышек в 24 цикле солнечной активности» Известия РАН. Серия физическая, 85, № 8, с. 1185-1188 (2021)

Проведено сравнение характеристик солнечных космических лучей на базе Каталога солнечных протонных событий 24-го цикла солнечной активности и солнечных событий с длительным высокоэнергичным гамма-излучением по данным измерений на гамма-телескопе Ферми. Высокоэнергичные γ-кванты являются в основном продуктом распада π_о, которые возникают при взаимодействии на Солнце протонов высокой энергии. Источники гамма-вспышек, не сопровождавшихся солнечными протонами, находились в восточной полусфере Солнца, и связанные с ними выбросы корональной массы двигались не в сторону Земли. Солнечные протоны от таких источников, как правило, не регистрируются земным наблюдателем.

Очелков Ю.П. «Определение момента инжекции протонов в солнечных протонных событиях по их временному ходу» Известия РАН. Серия физическая, 85, № 8, с. 1189-1193 (2021)

Предложен способ определения времени инжекции протонов с энергиями 10–100 МэВ в солнечных протонных событиях, обладающих свойством масштабного подобия. В таких событиях можно определить момент инжекции по временному ходу. На примере ряда событий показано, что инжекция протонов в них происходит при распространении коронального выброса масс в момент времени, когда он достигает расстояния один – полтора радиуса Солнца.

Кравцова М.В., Сдобнов В.Е. «Наземное возрастание интенсивности космических лучей на фазе спада 24 солнечного цикла: спектры и анизотропия» Известия РАН. Серия физическая, 85, № 8, с. 1194-1197 (2021)

По данным наземных и спутниковых наблюдений интенсивности космических лучей на мировой сети станций методом спектрографической глобальной съемки исследованы вариации жесткостного спектра и анизотропия в период наземного возрастания интенсивности космических лучей 10 сентября 2017 г. Показано, что ускорение протонов в период этого события наблюдалось до жесткости ∼5–7 ГВ.

Маурчев Е.А., Балабин Ю.В., Германенко А.В., Гвоздевский Б.Б. «Расчет прохождения солнечных космических лучей через атмосферу Земли для события GLE № 69» Известия РАН. Серия физическая, 85, № 8, с. 1190-1200 (2021)

Представлен частный случай моделирования прохождения космических лучей через атмосферу Земли для события возрастания приземного фона, произошедшего 20 января 2005 г. Показаны высотные профили ионизации, полученные при расчетах прохождения солнечных протонов с энергетическими спектрами, соответствующими быстрой и медленной компоненте.

Подгорный А.И., Подгорный И.М., Борисенко А.В., Вашенюк Э.В., Балабин Ю.В., Мешалкина Н.С., Гвоздевский Б.Б. «Изучение механизма ускорения космических лучей во время солнечных вспышек электрическим полем в токовом слое солнечной короны» Известия РАН. Серия физическая, 85, № 8, с. 1201-1204 (2021)

И.М. Подгорным предложена электродинамическая модель солнечной вспышки, объясняющая ее основные наблюдательные проявления. Ускорение солнечных космических лучей происходит вдоль особой линии магнитного поля токового слоя электрическим полем →E=–→V→×→B/c. Поля находятся магнитогидродинамическим моделированием над активной областью, в реальном масштабе времени, которое может быть осуществлено только при помощи параллельных вычислений.

Веретененко С.В. «Эффекты солнечных протонных событий января 2005 года в вариациях интенсивности стратосферного полярного вихря» Известия РАН. Серия физическая, 85, № 9, с. 1336-1339 (2021)

Исследованы изменения циркуляции высокоширотной стратосферы в связи с солнечными протонными событиями января 2005 г. В ходе событий обнаружено резкое увеличение интенсивности стратосферного полярного вихря. Возможным фактором интенсификации вихря являются изменения скорости ионизации, вызывающие изменения химического состава и, соответственно, температурного режима полярной стратосферы.

Дайбог Е.И., Логачев Ю.И. «Спектр юпитерианских электронов в минимуме солнечной активности 2007–2008 гг.» Известия РАН. Серия физическая, 85, № 9, с. 1340-1343 (2021)

Спектры электронов МэВ-ных энергий по данным SOHO/EPHIN в период минимума солнечной активности 2007–2008 гг. представлены комбинацией двух степенных законов с γ≈1.5–1.6 при энергиях выше 0.7 МэВ, что говорит об их юпитерианском происхождении, и γ≥3.5 при меньших энергиях, что вместе с короткими (2–3 дня) всплесками электронов (АСЕ/EPAM) и протонов (SOHO/LION) с энергиями порядка сотен кэВ говорит об ускорении низко-энергичных частиц в межпланетной среде.

Михайлов В.В., Воронов С.А.от имени коллаборации РАМЕLА «Спектры электронов и позитронов с энергией выше 50 МэВ по данным эксперимента ПАМЕЛА» Известия РАН. Серия физическая, 85, № 9, с. 1344-1346 (2021)

Магнитный спектрометр ПАМЕЛА был запущен на борту спутника Ресурс-ДК1 на околоземную квазиполярную эллиптическую орбиту с высотой 350–600 км и наклонением 70° для изучения потоков частиц и античастиц первичного космического излучения в широком диапазоне энергий от ∼50 MэВ до сотен ГэВ. В настоящей работе представлены результаты измерений дифференциальных энергетических спектров электронов и позитронов в 2006–2016 гг.

Белов А.В., Гущина Р.Т., Шлык Н.С., Янке В.Г. «Сравнение долговременных изменений потока космических лучей по данным сети наземных детекторов, PAMELA и AMS-02» Известия РАН. Серия физическая, 85, № 9, с. 1347-1350 (2021)

Представлены результаты сравнения долговременных изменений потока космических лучей, полученных по данным сети наземных детекторов, с прямыми измерениями потоков на магнитных спектрометрах PAMELA, AMS-02 и в стратосферных зондированиях.

Янке В.Г., Белов А.В., Гущина Р.Т., Ерошенко Е.А., Оленева В.А., Трефилова Л.А., Кобелев П.Г. «Экспериментальный спектр вариаций космических лучей на орбите Земли по данным AMS-02» Известия РАН. Серия физическая, 85, № 9, с. 1351-1354 (2021)

По данным прямых измерений магнитного спектрометра AMS-02 экспериментально найден спектр вариаций космических лучей для диапазона жесткостей наиболее чувствительного к наземным нейтронным мониторам.

Янке В.Г., Белов А.В., Гущина Р.Т. «О долговременной модуляции космических лучей в 23–24 циклах солнечной активности» Известия РАН. Серия физическая, 85, № 9, с. 1355-1358 (2021)

Значительный тренд магнитного поля Солнца, начало которого отмечается с конца 22-го цикла солнечной активности, продолжает наблюдаться до настоящего времени. Основные характеристики солнечного магнитного поля и связанного с ним гелиосферного поля имеют определяющее значение для модуляции космических лучей. В долгопериодных вариациях космических лучей в 23–24 циклах отображается ослабление солнечного магнитного поля. Сравнение этих вариаций с вариациями в предыдущих циклах (21–22), позволяет выявить особенности модуляции в последних двух циклах: в настоящее время она самая слабая за все время работы нейтронных мониторов.

Стожков Ю.И., Махмутов В.С., Базилевская Г.А., Свиржевский Н.С., Свиржевская А.К., Филиппов М.В. «Модуляционные эффекты в космических лучах в период аномально низкой солнечной активности» Известия РАН. Серия физическая, 85, № 9, с. 1359-1361 (2021)

Обсуждается долговременная вариация галактических космических лучей в положительных и отрицательных фазах 22-летнего солнечного магнитного цикла, в том числе в период аномально низкой солнечной активности 2008–2020 гг. В отрицательные фазы имеет место пересоединение магнитных силовых линий солнечного и галактического магнитных полей. В положительные фазы существует магнитный барьер между этими полями, который необходимо учитывать при описании модуляции галактических космических лучей.

Кобелев П.Г., Трефилова Л.А., Зиракашвили В.Н., Белов А.В., Гущина Р.Т., Янке В.Г. «Гелиосферная модуляция космических лучей в эпоху нейтронного мониторинга» Известия РАН. Серия физическая, 85, № 9, с. 1362-1364 (2021)

Выполнена реконструкция гелиосферного потенциала модуляции галактических космических лучей для эры нейтронного мониторинга. В основе лежит использование современной модели межзвездного спектра галактических космических лучей и спектра вариаций плотности космических лучей. Спектр вариаций космических лучей получен в результате обработки глобально-спектрографическим методом данных непрерывного мониторинга детекторами мировой сети и откалиброван по данным прямых измерений спектра частиц на магнитном спектрометре PAMELA в базовый 2009 г.

Шутенко В.В., Барбашина Н.С., Дмитриева А.Н., Яковлева Е.И. «Вариации мюонов космических лучей в 2007–2019 гг.» Известия РАН. Серия физическая, 85, № 9, с. 1365-1368 (2021)

Представлен анализ суточных вариаций мюонов космических лучей, измеренных с помощью мюонного годоскопа УРАГАН с 2007 по 2019 гг. Приведены характеристики среднегодовых суточных отклонений скорости счета в различных диапазонах зенитных углов. Приведено сопоставление с суточными вариациями скорости счета нейтронов по данным десяти нейтронных мониторов.

Калинин М.С., Базилевская Г.А., Крайнев М.Б., Свиржевская А.К., Свиржевский Н.С. «Структура гелиосферного магнитного поля и модуляция галактических космических лучей» Известия РАН. Серия физическая, 85, № 10, с. 1506-1508 (2021)

Рассмотрено влияние трехкомпонентности гелиосферного магнитного поля на модуляцию галактических космических лучей. Радиальная и долготная компоненты модели связаны известным соотношением Паркера, а широтная компонента пропорциональна радиальной и возникает при отклонении зависимости радиальной компоненты от закона обратных квадратов. Модель апробирована в задаче модуляции галактических протонов.

Крайнев М.Б., Калинин М.С., Аслам М., Нгобени М.Д., Потгитер М.С. «О солнечных минимумах 20/21–24/25 и зависимости максимальной интенсивности галактических космических лучей от гелиосферных факторов» Известия РАН. Серия физическая, 85, № 10, с. 1509-1512 (2021)

Рассмотрены фазы минимума цикла солнечной активности по пятнам на Солнце, в гелиосфере и в интенсивности галактических космических лучей (ГКЛ). Определены моменты максимальной интенсивности ГКЛ в минимумах последних пяти циклах (включая текущий), соответствующие основные гелиосферные факторы и связи между ними. Рассчитана и проанализирована зависимость спектра протонов ГКЛ около Земли от гелиосферных факторов на их линейном тренде в минимумах 21/22, 22/23, 23/24 (1987, 1997, 2009 гг.) с акцентом на поведении энергии кроссовера для последовательных минимумов.

Белов А.В., Абунина М.А., Ерошенко Е.А., Абунин А.А., Папаиоанноу А., Мавромичалаки Х. «Модуляционная эффективность корональных выбросов с различной структурой магнитного поля» Известия РАН. Серия физическая, 85, № 10, с. 1513-1516 (2021)

С использованием данных установки “Нейтрон” с мая 2015 г. по февраль 2019 г. исследовано влияние метеопараметров на концентрацию тепловых нейтронов. Получены суточные и сезонные вариации скорости счета нейтронов, связанные с изменениями температуры. Оценено влияние высоты снежного покрова на скорость счета нейтронов за четыре зимних периода. Показано, что метеопараметры оказывают существенное влияние на концентрацию нейтронов в приземной области, суммарный вклад от давления, температуры и высоты снежного покрова может составлять более 30%.

Голубь А.П., Попель С.И. «Нестационарные процессы при формировании пылевой плазмы у поверхности Фобоса» Письма в ЖЭТФ, 113, № 7, с. 440-445 (2021)

Обсуждается формирование пылевой плазмы за счет фотоэлектрических и электростатических процессов в приповерхностном слое над освещенной частью спутника Марса – Фобоса. На основе физико- математической модели для самосогласованного описания концентраций фотоэлектронов и пылевых частиц над поверхностью освещенной части Фобоса определены параметры, характеризующие траектории движения пылевых частиц. Показано, что затухание колебаний пылевой частицы над поверхностью спутника Марса связано с вариациями ее заряда, что согласуется с представлениями об аномальной диссипации, природа которой вытекает из процессов, связанных с вариацией зарядов пылевых частиц. Продемонстрировано, что для большинства пылевых частиц, поднимающихся над поверхностью Фобоса из-за фотоэлектрических и электростатических процессов, время затухания их колебаний оказывается большим продолжительности светлого времени суток, т.е. нестационарность плазменно-пылевой системы над освещенной частью поверхности Фобоса проявляется практически в течение всей продолжительности дня на нем. Определены максимальные значения высоты подьема пылевых частиц и зарядового числа, которые могут быть достигнуты пылевыми частицами разных размеров, а также приведена оценка типичных концентраций пылевых частиц и фотоэлектронов над Фобосом. Для получения более определенных данных о параметрах плазменно-пылевой системы в окрестности Фобоса необходима более детальная информация о свойствах его грунта, которая, как ожидается, будет получена в будущих космических миссиях.

Zaslavskii O.B. «Super-Penrose process for nonextremal black holes» Письма в ЖЭТФ, 113, № 9, с. 789-790 (2021)

DOI: https://doi.org/10.31857/S123456782112003X

Бисикало Д.В., Шематович В.И., Кайгородов П.В., Жилкин А.Г. «Газовые оболочки экзопланет–горячих юпитеров» Успехи физических наук, 191, № 8, с. 785-845 (2021)

Рассматриваются физические характеристики и динамика газовых оболочек горячих юпитеров (ГЮ) – газовых гигантов, масса которых сопоставима с массой Юпитера, а большая полуось орбиты меньше 0,1 а.е. С момента открытия первого ГЮ прошло уже почти четверть века, однако до сих пор многие вопросы об их происхождении и свойствах остаются открытыми. Научный интерес к ГЮ имеет две основные причины. Первая – это отсутствие подобных планет в нашей Солнечной системе, что бросает открытый вызов всем космогоническим теориям. Вторая – характеристики атмосфер экзопланет в настоящее время могут быть получены главным образом для транзитных ГЮ путём исследования их абсорбционных спектров. Планеты этого типа легко наблюдаемы по сравнению с другими, поскольку они имеют большой размер, а их транзиты могут наблюдаться при значительно больших углах наклона орбитальной плоскости. Сравнительно недавно были получены данные о наличии по крайней мере у некоторых ГЮ протяжённых газовых оболочек, простирающихся далеко за пределы их полостей Роша. В статье основное внимание уделено результатам теоретических исследований и численного моделирования динамики оболочек ГЮ. Также обсуждаются вопросы экспериментальной проверки полученных результатов и предсказаний с использованием планируемых российских космических телескопов “Спектр-УФ” (международное название WSO-UV) и “Миллиметрон”.

Чаругин В.М. «Первичные чёрные дыры, диффузное гамма-излучение вселенной и возможная природа тёмной материи» Вестник Московского государственного областного университета. Серия: Физика–Математика, № 4, с. 66-72 (2020)

Теория эволюции ранней Вселенной предсказывает образование чёрных дыр различной массы. В зависимости от физических процессов могут образоваться чёрные дыры с массами вплоть до 10²⁷ г. Из-за эффекта Хокинга квантового испарения чёрных дыр до нашего времени дожили чёрные дыры с массами свыше 10¹⁵ г. Целью данной работы является расчёт интенсивности гамма-излучения от этих первичных чёрных дыр, объяснение спектра диффузного гамма-излучения Вселенной от них в диапазоне 10–100 МэВ и оценка их вклада в тёмную материю Вселенной. Процедура и методы. Для расчётов интенсивности излучения ансамбля чёрных дыр используется приближение в виде δ-функции для излучения абсолютно чёрного тела.. Показано, что экстраполяция полученного распределения масс до значений 5·10²¹ г позволяет объяснить наблюдаемую массу тёмной материи во Вселенной. При этом концентрация этих чёрных дыр с массами, сравнимыми с массами астероидов, такова, что их число в Солнечной системе может измеряться сотнями.

Карапетян А.В., Чаплыгина М.П. «Бифуркационный анализ системы трех связанных тел в однородном гравитационном поле» Вестник Московского университета. Серия 1: Математика. Механика, № 6, с. 40-47 (2020)

Обсуждается задача о движении трех связанных твердых тел в однородном поле сил тяжести (обобщение задачи о движении гироскопа в кардановом подвесе). Найдены все стационарные движения системы, условия их устойчивости и ветвления. Результаты представлены в виде бифуркационных диаграмм.

Заусаев А.Ф., Романюк М.А., Заусаев А.А. «Математическое моделирование движения астероидов, принадлежащих к группам Аполлона и Атона» Вестник Самарского государственного технического университета. Серия: Физико-математические науки, 24, № 4, с. 692-717 (2020)

Проведена оценка точности решений дифференциальных уравнений движения с учетом релятивистских эффектов, полученных на основе нового принципа взаимодействия, на примере исследований эволюции орбит пяти астероидов. Проведено численное интегрирование уравнений движения астероидов с начальными данными, отнесенными к различным моментам времени. На основании сопоставления полученных результатов исследования выявлены определенные закономерности. На интервалах времени при отсутствии сближений астероида с Землей менее 0.1 а.е. можно с одинаковой эффективностью применять приведенные в работе дифференциальные уравнения. Потеря точности численного интегрирования находится в прямой зависимости от величины сближения астероида с Землей. Вследствие того, что в правых частях уравнений движения присутствуют разности координат астероида и планеты, при достаточной их близости относительная точность координат астероида и планеты во много раз превосходит относительную точность их разности. Для исследуемых астероидов при сближении их с Землей относительная погрешность разности координат астероида и Земли примерно от 227 до 44900 раз превышает предельную относительную погрешность самих координат астероида. Прогнозирование движение Апофиса после его тесного сближения с Землей на основе решения уравнений движения современными методами приводит к большим ошибкам, уменьшение которых возможно только путем улучшения начальных данных элементов орбит астероида. О возможности тесного сближения Апофиса с Землей на интервале времени с 14 апреля 2029 г. по 1 января 2100 г. можно утверждать лишь с определенной степенью вероятности. Результаты проведенных исследований можно обобщить на все астероиды групп Аполлона и Атона.

«To the 75-th Anniversary of Yu. M. Yampolskiy» Радиофизика и радиоастрономия (Украина), 26, № 3, с. 278-280 (2021)

26 августа исполняется 75 лет со дня рождения известного ученого в области радиофизических исследований геокосмоса главного научного сотрудника Радиоастрономического института НАН Украина, члена-корреспондента НАН Украины, Заслуженного деятеля науки и техники Украины, лауреата Государственной премии Украины в области науки и техники, профессор, доктора физико-математических наук Ю.М. Ямпольского.

Маров М.Я. «Лидер в космических исследованиях – не по положению, а по призванию. К 110-летию со дня рождения академика М.В. Келдыша» Вестник Российской академии наук (РАН), 91, № 2, с. 174-189 (2021)

Академик М.В. Келдыш (1911–1978) стоял у истоков создания советской космической программы, и его вклад в изучение и освоение космоса поистине неоценим. С именем Мстислава Всеволодовича связаны исторические достижения отечественной науки и техники в первые десятилетия космической эры. В статье показана ведущая роль М.В. Келдыша в организации и проведении научных и прикладных исследований в космической области, создании крупных научных и конструкторских коллективов, координации работ по осуществлению проектов, имеющих важное государственное значение. Ключевые слова: лидер, космос, ракеты, ИСЗ, космические аппараты, космические исследования, Луна, планеты.

Стец А.А. «Аппроксимация затухающих колебаний крупногабаритных космических конструкций» Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Серия: Естественные науки, № 3, с. 64-76 (2021)

DOI: 10.18698/1812-3368-2021-3-64-76. Ключевые слова: аппроксимация колебаний, диссипация, динамические параметры, ускорения, долговременные орбитальные станции