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.