Кириллов А.С. «Исследование свечения полос Лаймана–Бирджа–Хопфилда в атмосферах Земли и Титана» Космические исследования, 60, № 1, с. 3-10 (2022)

Проведены расчеты объемных и интегральных интенсивностей свечения полос Лаймана–Бирджа–Хопфилда (LBH) молекулярного азота 146.4, 138.4, 135.4 и 132.5 нм в верхней атмосфере Титана при высыпании электронов с энергиями 30–1000 эВ из магнитосферы Сатурна с учетом кинетических процессов для синглетных электронно-возбужденных состояний молекул N₂. Расчеты показали, что отношения рассчитанных интегральных интенсивностей свечения полос Лаймана–Бирджа–Хопфилда к интенсивности свечения полосы 337 нм второй положительной системы (2PG) для всего интервала рассмотренных энергий магнитосферных электронов принимают постоянные значения. Полученные результаты хорошо согласуются с расчетами, выполненными для авроральных электронов, высыпающихся в полярную ионосферу Земли.

Левашов Н.Н., Попов В.Ю., Малова Х.В., Зеленый Л.М. «Моделирование турбулентности с перемежаемостью в космической плазме» Космические исследования, 60, № 1, с. 11-16 (2022)

Для описания процессов ускорения и переноса заряженных частиц в турбулентной магнитосферной и солнечной плазме предложена двумерная модель турбулентного электромагнитного поля с контролируемым уровнем перемежаемости. В модели электромагнитное поле имеет две составляющие: турбулентное электромагнитное поле, полученное в виде суперпозиции плоских волн, и электромагнитное поле, создаваемое колеблющимися магнитоплазменными структурами – плазмоидами. В рамках модели исследована роль перемежаемости в процессах ускорения заряженных частиц. Показано, что чем больше параметр, характеризующий уровень перемежаемости, тем больших значений энергии способны достигнуть заряженные частицы. Обсуждается использование модели для описания наблюдений высокоэнергичных потоков частиц в магнитосфере Земли и в солнечном ветре.

Беспалов П.А., Савина О.Н., Жаравина П.Д. «Особенности возбуждения хоров посредством BPA механизма в магнитосферных волноводах уплотнения и разрежения с рефракционным отражением» Космические исследования, 60, № 1, с. 17-25 (2022)

Рассмотрены особенности реализации пучкового механизма усиления импульсов (Beam-Pulse-Amplifier BPA) свистовых волн в магнитосферных волноводах уплотнения и разрежения с рефракционным отражением. Вытянутые вдоль магнитного поля волноводы с шириной порядка 100–300 км часто имеют место после магнитных возмущений в утренней и дневной магнитосфере за плазмопаузой, где при тех же условиях происходит возбуждение хоровых излучений. Проанализированы дисперсионные характеристики свистовых излучений в плоскослоистом волноводе в условиях выполнения WKB приближения и рефракционного отражения от “стенок”. Для волноводов уплотнения (разрежения) показано, что у первых десяти мод на частотах ниже (выше) половины электронной гирочастоты могут быть выполнены условия возбуждения дискретных спектральных элементов с углами волновой нормали к магнитному полю менее 20°. Величина усиления шумовых импульсов с указанными углами волновой нормали всего на 20% меньше, чем в однородной плазме под оптимальным углом около 39°. Предложенная модель объясняет возможность возбуждения посредством BPA механизма хоровых излучений со сравнительно небольшими углами волновой нормали. Установлено, что интенсивности волн и типичные углы волновой нормали могут существенно отличаться в нижней и верхней полосах возбуждения хоров.

Малахов А.В., Митрофанов И.Г., Литвак М.Л., Санин А.Б., Головин Д.В., Дьячкова М.В., Никифоров С.Ю., Аникин А.А., Лисов Д.И., Лукьянов Н.В., Мокроусов М.И., Швецов В.Н., Тимошенко Г.Н. «Физические калибровки нейтронного телескопа френд, установленного на борту марсианского спутника TGO» Космические исследования, 60, № 1, с. 26-42 (2022)

Представлены результаты наземной калибровки нейтронного телескопа ФРЕНД на борту космического аппарата TGO российско-европейского проекта ЭкзоМарс. Основная задача космического эксперимента ФРЕНД – измерение содержания водорода в приповерхностном слое Марса на глубину до 1 м. На основе данных измерений строятся карты массовой доли воды в грунте с высоким пространственным разрешением. В ходе наземных физических калибровок были получены оценки эффективных площадей и измерены функции угловой чувствительности для каждого из пяти детекторов прибора ФРЕНД. Показано, что измерительные характеристики прибора ФРЕНД соответствуют заявленным научным задачам и позволяют обнаруживать и исследовать локальные области с повышенным содержанием воды/водяного льда на поверхности Марса с высоким пространственным разрешением 60–200 км.

Игнатов А.И. «Оценка низкочастотных микроускорений на борту искусственного спутника Земли в режиме солнечной ориентации» Космические исследования, 60, № 1, с. 43-56 (2022)

Исследованы низкочастотные микроускорения на борту искусственного спутника Земли, предназначенного для микрогравитационных исследований на низкой, почти круговой орбите. Спутник имеет форму цилиндра с двумя панелями солнечных батарей, расположенными в одной плоскости симметрично относительно продольной оси цилиндра. Относительно своего центра масс спутник движется в режиме солнечной ориентации: нормаль к плоскости солнечных батарей направлена на Солнце, угловая скорость вокруг этой нормали мала, продольная ось совершает малые колебания относительно плоскости орбиты. Режим реализуется с помощью системы четырех управляющих двигателей-маховиков. Предложен вариант этого режима с ограничением накопления суммарного кинетического момента системы двигателей-маховиков за счет управления углом поворота спутника вокруг нормали к плоскости солнечных батарей. Рассмотрено движение спутника относительно центра масс в режиме комбинации гравитационной и солнечной ориентации.

Широбоков М.Г., Трофимов С.П. «Нейроадаптивное поддержание формации спутников на низких околоземных орбитах» Космические исследования, 60, № 1, с. 57-72 (2022)

Работа посвящена разработке и исследованию нейроадаптивного управления формацией из двух спутников на низкой околоземной орбите. Цель управления – поддержание проективной круговой орбиты, при этом считается, что один из аппаратов неуправляемый и его баллистический коэффициент не известен, а другой аппарат – управляемый, при этом есть возможность управлять как его ориентацией (а значит, величиной миделева сечения), так и орбитальным движением с помощью двигателя большой тяги. Искусственные нейронные сети используются для аппроксимации построенных функций управления, а адаптивность системы управления выражается в адаптации управления к неизвестному баллистическому коэффициенту неуправляемого аппарата. В работе детально описывается реализация, архитектура и процесс обучения нейронных сетей, а также способ оценки их качества. Дается описание процедуры адаптации к неизвестному параметру неуправляемого аппарата в режиме реального времени. Показано, что адаптация возможна в течение приемлемого времени. Также приводятся результаты адаптации к двум параметрам модели – баллистическому коэффициенту неуправляемого аппарата и плотности атмосферы. Моделирование производится в рамках возмущенной задачи двух тел с учетом силы атмосферного сопротивления и влияния от второй зональной гармоники геопотенциала.

Давыдов А.А. «Расчет направления тормозного импульса для приведения возвращаемой ступени в заданный район» Космические исследования, 60, № 1, с. 73-79 (2022)

Рассматривается задача расчета направления тормозного импульса для приведения многоразовой возвращаемой первой ступени ракеты-носителя в заданный район приземления. Предложена математическая модель и способ решения задачи, учитывающие ряд особенностей движения возвращаемой ступени в атмосфере Земли, а также специфику задания некоторых проектных параметров. Приведены примеры численных расчетов.

Беляев М.Ю., Боровихин П.А., Ветошкин А.М., Караваев Д.Ю., Рассказов И.В. «Наведение научной аппаратуры международной космической станции на исследуемые объекты» Космические исследования, 60, № 1, с. 80-89 (2022)

Представлена технология наведения научной аппаратуры на исследуемые объекты с помощью подвижной платформы, доставленной на борт Российского сегмента МКС. Обсуждается задача оптимизации наведения научной аппаратуры с применением нескольких платформ наведения, которые будут доставлены на МКС, предлагаются пути ее решения на основе аналогии с задачей нескольких коммивояжеров.

«Поправка» Космические исследования, 60, № 1, с. 90 (2022)

DOI: 10.31857/S0023420622010113