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.