Иванова А.Р., Калегаев В.В. «Динамика ночных границ аврорального овала во время магнитной бури 27–29.V.2017» Космические исследования, 60, № 5, с. 357-367 (2022)

По данным низкоорбитального спутника Метеор M2 исследована динамика границ аврорального овала на ночной стороне в период магнитной бури, наблюдавшейся с 27.V по 29.V.2017. Исследовалась зависимость положения границ во время различных фаз бури от состояния магнитосферы и межпланетной среды. Экспериментально полученные данные о границах области высыпаний авроральных электронов сопоставлялись с данными, рассчитанными по статистической модели, разработанной независимо от данного исследования и определяющей положение овала в зависимости от величины AL-индекса. Получено, что во время начальной фазы бури главным фактором, повлиявшим на дальнейшую динамику овала, стал мощный продолжительный импульс давления солнечного ветра, который в сочетании с устойчивым южным межпланетным магнитном полем (ММП) привел к сжатию магнитосферы, уменьшению площади полярной шапки и расширению экваториальной границы овала. В период главной фазы и фазы восстановления бури давление солнечного ветра вернулось на добуревой уровень, и динамика границ овала была связана с суббуревой активностью и изменениями Bz-компоненты ММП: поворот ММП к югу на главной фазе привел к смещению овала на более низкие широты, а постепенное уменьшение по модулю южной компоненты обусловило сдвиг овала к полюсу на фазе восстановления. Показано, что полярная граница овала непосредственно реагирует на изменения в солнечном ветре, в то время как в динамике экваториальной границы присутствуют черты, связанные с геомагнитной активностью, с развитием магнитосферных токовых систем, опосредованно контролируемых параметрами межпланетной среды, в частности, интенсивностью крупномасштабной конвекции.

Дашкевич Ж.В., Иванов В.Е. «Анализ источников эмиссии 630.0 нм в полярных сияниях» Космические исследования, 60, № 5, с. 368-376 (2022)

Рассмотрена роль всех известных потенциальных источников возбуждения ¹D терма атомарного кислорода в полярных сияниях и величина их относительных вкладов в интенсивность излучения эмиссии 630.0 нм в интервале высот 100–300 км. Основное внимание уделено роли слабых источников возбуждения ¹D терма, таких как: столкновительные взаимодействия между компонентами атмосферных газов N(²D)+O, N(²D)+O₂, N(²P)+O₂, N⁺+O₂, прямой электронный удар О₂+е^* и радиационный переход O(¹S)≳O(¹D)+hν_557.7. Показано, что, несмотря на небольшие парциальные вклады этих источников в интенсивность излучения эмиссии 630.0 нм их суммарный вклад может быть достаточно весомым. Суммарная эффективность данных источников варьируется в диапазоне от 66 до 6% при увеличении высоты от 100 до 300 км и является значимой на высотах ниже 200 км. Показано, что влияние процесса дезактивации O⁺₂+NO приводит к тому, что в области высот ∼110–150 км совокупность реакций столкновительных взаимодействий компонент ионосферной плазмы N(²D)+O, N(²D)+O₂, N(²P)+O₂ и N⁺+O₂ становится вторым по эффективности источником, вносящим вклад в интенсивность излучения эмиссии 630.0 нм.

Охлопков В.П. «Анализ фаз квазидвухлетних вариаций потоков космических лучей, параметров солнечной активности и межпланетной среды» Космические исследования, 60, № 5, с. 377-383 (2022)

Исследованы фазы квазидвухлетних вариаций (КДВ) в потоках космических лучей, параметрах солнечной активности и межпланетной среды. Проведен спектральный анализ КДВ перечисленных данных. Для используемых данных выявлены спектральные составляющие с максимальной амплитудой (синусоидальная составляющая с периодом около 1.7 года (около 20.5 месяцев)). Проведено сравнение фаз КДВ c фазами этих синусоид в те временные интервалы, где КДВ однозначно выявлены достоверно. Показано, что по всем данным фазы квазидвухлетних вариаций сохраняются в течение многих десятилетий с незначительными отклонениями. Это свидетельствует о долготной стабильности областей на Солнце, ответственных за квазидвухлетнюю вариацию.

Жуков Б.И., Лихачев В.Н., Сихарулидзе Ю.Г. «Алгоритм безопасной посадки космического аппарата при спуске с окололунной орбиты» Космические исследования, 60, № 5, с. 384-395 (2022)

Рассматривается задача безопасной посадки космического аппарата, имеющего комбинированную двигательную установку, с окололунной орбиты в заданное место на поверхности Луны. Безопасность посадки обеспечивается выполнением ограничений на параметры движения в момент прилунения, а также возможностью горизонтального перемещения аппарата относительно поверхности Луны для коррекции места посадки с учетом величины уклона, отсутствия крупных камней и глубоких ям. В алгоритме управления спуском используется решение модельной задачи “свободное падение-торможение”. Для коррекции места прилунения применяется алгоритм пропорционального наведения. Осуществляется адаптация к фактической величине кажущегося ускорения. Статистическими испытаниями показана работоспособность алгоритма, получена оценка точности приведения и расхода топлива с учетом всех ограничений на работу двигательной установки при выполнении условий безопасного прилунения.

Плохих А.П., Важенин Н.А., Попов Г.А., Шилов С.О. «Спектральные характеристики собственного излучения электрических ракетных двигателей с замкнутым дрейфом электронов в радиодиапазоне для различных рабочих тел» Космические исследования, 60, № 5, с. 396-403 (2022)

Рассматриваются методика и результаты экспериментального исследования спектральных характеристик собственного излучения лабораторных моделей электрических ракетных двигателей с замкнутым дрейфом электронов на примерах двигателя с анодным слоем (ДАС) и стационарного плазменного двигателя (СПД) для мощностей разряда 600, 800 и 1000 Вт, вертикальной и горизонтальной поляризаций приема и различных используемых рабочих тел (криптон и ксенон). Проведенные исследования позволили выявить ряд особенностей радиоизлучения двигателей с замкнутым дрейфом электронов в спектральной области. Так, в частности, установлено, что ДАС имеет широкополосный спектр, зафиксированный в полосе частот от 1 до 4 ГГц. На исследуемых режимах доминирует вертикальная поляризация, при этом уровень радиоизлучения ДАС на криптоне на 5–10 дБ выше, чем на ксеноне. В свою очередь СПД имеет широкополосный спектр, зафиксированный в полосе частот от 1 до 3 ГГц. На исследованных режимах незначительно доминирует горизонтальная поляризация. Максимальное превышение уровня излучения при работе на криптоне по сравнению с ксеноном для СПД составляет порядка 10 дБ в диапазоне частот от 1 до 2 ГГц для горизонтальной поляризации. Полученные результаты позволяют решать задачи количественной оценки влияния излучения двигателей с замкнутым дрейфом электронов на помехоустойчивость систем космической связи.

Александров А.Ю., Тихонов А.А. «Электродинамическое управление с распределенным запаздыванием для стабилизации исз на экваториальной орбите» Космические исследования, 60, № 5, с. 404-412 (2022)

Рассматривается ИСЗ с электродинамической системой стабилизации. Для решения задачи о трехосной стабилизации ИСЗ в произвольном положении в орбитальной системе координат ставится вопрос о возможности создания системы электродинамического управления угловым движением ИСЗ по типу PID-регулятора, отличающегося от классического PID-регулятора тем, что восстанавливающая компонента управляющего момента содержит распределенное запаздывание. Доказана теорема об асимптотической устойчивости стабилизируемого положения равновесия ИСЗ, подтверждающая возможность создания указанной системы электродинамического управления. Эффективность предложенной системы управления и целесообразность ее применения для сглаживания переходных процессов подтверждается численным моделированием.

Заболотнов Ю.М., Назарова А.А., Ван Чанцин, Ли Айдзюнь «Д инамика формирования тросовой группировки космических аппаратов в виде треугольного "созвездия"» Космические исследования, 60, № 5, с. 413-425 (2022)

Рассматривается метод формирования тросовой группировки из четырех космических аппаратов в виде треугольного лучевого “созвездия”. Группировка состоит из центрального космического аппарата, с которого происходит выпуск тросов, и трех малых космических аппаратов (спутников). После формирования группировка представляет собой треугольное лучевое симметричное “созвездие” космических аппаратов, стабилизированное вращением с некоторой заданной угловой скоростью. При формировании группировки предлагается использовать комбинированный способ управления, который заключается в совместном применении двигателей малой тяги, расположенных на спутниках, и устройств выпуска тросов, обеспечивающих плавное их торможение на заключительном этапе формирования системы после выключения двигателей. Для выбора законов управления при формировании системы разрабатывается и используется математическая модель плоского движения системы, построенная с помощью уравнений Лагранжа. Для проверки реализуемости предлагаемых законов управления используется более полная пространственная математическая модель движения системы, учитывающая движение космического аппарата и спутников относительно своих центров масс, растяжимость и односторонность механических связей (тросов), возмущения при разделении космических аппаратов, неточность знания начальной угловой скорости вращения системы до разделения и т.д

Мокроусов М.И., Митрофанов И.Г., Аникин А.А., Головин Д.В., Карпушкина Н.Е., Козырев А.С., Литвак М.Л., Малахов А.В., Пеков А.Н., Санин А.Б., Третьяков В.И. «Второй этап космического эксперимента "БТН Нейтрон" на борту российского сегмента Международной космической станции: аппаратура БТН-М2» Космические исследования, 60, № 5, с. 426-436 (2022)

Как показали последние исследования на борту различных космических аппаратов, единственной нерешенной технической проблемой пилотируемых межпланетных полетов на данный момент является высокий радиационной фон межпланетного пространства, который, как например в случае пилотируемой миссии на Марс, может оказаться критически опасным для экипажа. Работы по данной тематике ведутся во всех космических агентствах, одним из таких космических экспериментов является аппаратура “БТН-Нейтрон” на борту Российского сегмента Международной космической станции. Основным результатом работы явилось создание аппаратуры БТН-М2 для создания эффективной радиационной защиты на борту перспективных пилотируемых космических аппаратов, создания инженерной модели радиационного фона как внутри, так и снаружи МКС, и для регистрация гамма-лучей и нейтронов во время солнечных вспышек и космических гамма-всплесков.