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.