Годенко Е.А., Измоденов В.В. «Сравнение Эйлерова и Лагранжева подходов для нахождения особенностей распределения межзвездной пыли в гелиосфере в рамках модели холодного газа» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 2, с. 138-150 (2023)

Межзвездные пылевые частицы проникают в гелиосферу, область пространства, занятую солнечным ветром, вследствие относительного движения Солнца и окружающей его межзвездной среды. Внутри гелиосферы на движение частиц действует главным образом электромагнитная сила, которая определяется гелиосферным магнитным полем. Под действием этой силы траектории пылевых частиц могут пересекаться и самопересекаться. В результате возникают области накопления межзвездной пыли, которые представляют большой интерес как с теоретической точки зрения, так и в контексте планирования будущих космических миссий. Целью данной работы является моделирование распределения межзвездной пыли, а также исследование особенностей ее распределения внутри гелиосферы. Для описания пылевой компоненты используется приближение холодной среды, а для нахождения распределения концентрации используются два подхода для описания среды – эйлеров и лагранжев. Для решения уравнения неразрывности в лагранжевых координатах используется полный лагранжев метод, или метод Осипцова. В результате найдены все особенности распределения пылевой компоненты, которые лежат на каустиках (огибающих семейств траекторий частиц пыли), а также регулярные (без сингулярности в концентрации) области повышенной концентрации. Показано, что области накопления пылевой компоненты находятся в окрестности гелиосферного токового слоя, на котором магнитное поле меняет свою полярность, а также в хвостовой части гелиосферы. Проведено сравнение эффективности метода Осипцова решения уравнения неразрывности в лагранжевых координатах с широко используемым в литературе методом Монте-Карло (эйлеров подход). Показано, что по сравнению с методом Осипцова метод Монте-Карло требует чрезвычайно высокого разрешения расчетной сетки для достижения сопоставимого уровня точности расчетов.

Гутник С.А., Сарычев В.А. «Исследование динамики системы двух связанных тел в плоскости круговой орбиты с применением методов компьютерной алгебры» Журнал вычислительной математики и математической физики, 63, № 1, с. 145-153 (2023)

Методы компьютерной алгебры применяются для определения равновесных ориентаций системы двух тел, соединенных сферическим шарниром, движущихся в центральном ньютоновом силовом поле по круговой орбите под действием гравитационного момента. Главное внимание уделяется изучению равновесных ориентаций связки двух тел в плоскости круговой орбиты. С применением символьного дифференцирования были получены дифференциальные уравнения движения в форме уравнений Лагранжа II рода. Предложен метод преобразования системы тригонометрических уравнений, определяющих равновесия, в систему алгебраических уравнений, которая, в свою очередь, путем вычисления результанта была сведена к одному алгебраическому уравнению 12 степени от одной неизвестной. Корни полученного алгебраического уравнения определяют равновесные ориентации связки двух тел в плоскости круговой орбиты. Проведена символьная факторизация полученного алгебраического уравнения на три полиномиальных множителя, каждый из которых задает определенный класс равновесных конфигураций. Классификация областей с равным числом положений равновесия выполнялась с использованием алгебраических методов построения дискриминантной гиперповерхности. Уравнения дискриминантной гиперповерхности, которая определяет границы областей с равным числом положений равновесия в пространстве параметров задачи, были получены с использованием символьных вычислений определителя матрицы результанта. Число положений равновесия системы двух тел в зависимости от параметров определялось путем численного анализа действительных корней полученных алгебраических уравнений.

Латош Б.Н. «Распад cкалярона в пертурбативной квантовой гравитации» Журнал экспериментальной и теоретической физики, 163, № 5, с. 628-640 (2023)

Модель квадратичной гравитации Старобинского описывает успешный инфляционный сценарий. Инфляция происходит из-за новой скалярной степени свободы, называемой скаляроном. После окончания инфляции скалярон распадается на материальные степени свободы и степени свободы темной материи и производит разогрев Вселенной. Мы изучаем новые каналы, по которым скалярон может передавать энергию в сектор материи. Эти каналы представляют собой аннигиляцию и распад через промежуточные состояния гравитонов. Результаты получены в рамках пертурбативной квантовой гравитации. В пределе тяжелого скалярона через аннигиляционный канал рождаются преимущественно скалярные частицы. При этом допускается распад в любые типы частиц. В пределе легкого скалярона канал распада сильно подавлен. Ожидается, что рождение бозонов по каналу аннигиляции будет преобладать на ранних стадиях разогрева, тогда как рождение фермионов будет доминировать на более поздних стадиях.

Морозов А.Н., Фомин И.В., Гладышев В.О., Кауц В.Л., Шарандин Е.А., Каютенко А.В. «Метод генерирования гравитационных волн посредством системы стоячих электромагнитных волн» Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Серия: Естественные науки, № 6, с. 90-105 (2022)

Рассмотрен метод генерирования гравитационных волн посредством системы стоячих электромагнитных волн на разностной частоте в электромагнитных резонаторах и их дальнейшей регистрации на основе различных типов детекторов. В качестве фактора амплификации амплитуды гравитационных волн, индуцированных предложенным способом, рассмотрена обратная зависимость их амплитуды от квадрата разностной частоты. Это является следствием уравнений Эйнштейна для изученной конфигурации электромагнитных полей в резонаторе. Сопоставлены характеристики гравитационных волн, связанных с электромагнитным полем внутри резонатора, и гравитационных волн в пустом пространстве. Исследована возможность проведения эксперимента по генерированию и детектированию гравитационных волн с контролируемыми параметрами источника и детектора (опыта Герца) на основе предложенного метода. Рассмотрены различные типы существующих и перспективных детекторов низкочастотных гравитационных волн и получена оценка характеристик источника, которые необходимы для успешного детектирования гравитационных волн, генерируемых посредством указанного метода. Эффективность предложенного подхода сопоставлена с другими методами генерирования гравитационных волн. Отмечена специфика рассмотренного метода генерирования гравитационных волн, связанная с возможностью получения в лабораторных условиях низкочастотных гравитационных волн с частотой, близкой к частоте гравитационных волн астрофизических источников, и амплитудой, существенно превышающей амплитуду высокочастотных гравитационных волн, которые можно генерировать на основе ранее предложенных методов

Воропаев С.А., Кривенко А.П. «Оценка температурных напряжений в литосфере ранней Луны» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 508, № 1, с. 53-58 (2023)

На ранних этапах развития Луны ее растущая литосфера испытала сложные изменяющиеся во времени температурные и гравитационные напряжения. Несмотря на последующее интенсивное ударное преобразование поверхности, в ходе гравиметрической съемки космической миссии GRAIL было обнаружено наличие реликтовых глубинных разломов. Анализ линейных гравитационных аномалий показывает расширение внешнего жесткого слоя планеты на определенном раннем этапе эволюции Луны из-за превышения температурных напряжений над гравитационным сжатием. Получение зависимости временного интервала расширения литосферы от ряда безразмерных параметров теплопроводности позволит уточнить существующие модели тепловой и геохимической эволюции ранней Луны.

Филатьев А.С., Голиков А.А. «Необходимые условия существования космических аппаратов на замкнутых ультранизких орбитах» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 508, № 1, с. 68-74 (2023)

Рассмотрена задача стабилизации космических аппаратов на ультранизких (для Земли 120–250 км) орбитах с помощью воздушного электрореактивного двигателя, использующего газы окружающей атмосферы в качестве рабочего тела. Выделяются качественные отличия воздушных электрореактивных двигателей от традиционных электроракетных двигателей и на основании фундаментальных законов механики и электродинамики обосновываются необходимые условия существования космических аппаратов с воздушным электрореактивным двигателем на замкнутых ультранизких орбитах.

Буров А.А., Никонов В.И. «Приближение поля притяжения тела, близкого к динамически симметричному, полем притяжения трех шаров» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 509, № 1, с. 45-49 (2023)

Рассматривается поле притяжения твердого тела, близкого к динамически симметричному. Исследуется вопрос о том, как приблизить такое поле притяжения полем притяжения трех однородных шаров так, чтобы для этих полей разложение гравитационного потенциала совпадало вплоть до членов пятого порядка малости. В качестве примера рассмотрено приближение тремя шарами астероида (433) Эрос.

Кохирова Г.И., Буриев А.М., Сафаров С.Н., Сатторзода А.А. «Динамика потенциально опасного астероида 2009 XO по наблюдениям в Гиссарской астрономической обсерватории» Известия Национальной академии наук Таджикистана. Отделение физико-математических, химических, геологических и технических наук (ранее: Известия Академии наук Республики Таджикистан. Отделение физико-математических, химических, геологических и технических наук), № 3, с. 68-77 (2022)

Представлены результаты астрометрической обработки оптических наблюдений потенциально опасного астероида (438908) 2009 XO, проведенных в период его сближения с Землей в мае 2020 г. в Гиссарской астрономической обсерватории Института астрофизики НАНТ. Определены координаты, видимая траектория и вычислена орбита астероида. Показано, что точность астрометрических измерений не превышает 0.06" и 0.09" по прямому восхождению и склонению объекта, соответственно. Новые результаты хорошо согласуются с имеющимися динамическими данными. Показано, что в период сближения с Землей орбита астероида оставалась стабильной, следовательно, это сближение не представляло реальной опасности для Земли.

Алимов О.А., Калашникова Т.М. «Воздействие сейсмической активности на неоднородности спорадического слоя E_S ионосферы» Известия Национальной академии наук Таджикистана. Отделение физико-математических, химических, геологических и технических наук (ранее: Известия Академии наук Республики Таджикистан. Отделение физико-математических, химических, геологических и технических наук), № 1, с. 26-29 (2023)

Изучается неисследованная ранее особенность зависимости между предельной частотой и частотой экранирования спорадического слоя Еs в сейсмоактивный и сейсмоспокойный периоды. Показано, что величина показателя трехмерного спектра атмосферной турбулентности в сейсмоактивный период в 1.5–2 раза больше по сравнению со сейсмоспокойным периодом.

Кудлак В.В., Масленников А.Л. «Формирование снимка звездного неба с применением фильтра Гаусса для моделирования оптических дефектов» Авиакосмическое приборостроение, № 12, с. 28-33 (2022)

Моделирование астронавигационных систем позволяет разрабатывать эффективные и надежные алгоритмы решения задачи ориентации и навигации космического аппарата. Моделирование работы астродатчика строится по алгоритму, при этом для приближения алгоритмической модели в реальности в данный процесс добавляются этапы, где реализуются оптические дефекты, которые могут проявиться при работе прибора. В работе приводится алгоритм моделирования работы астродатчика – формирования снимка звездного неба. Рассматриваются два дефекта «смаз» и оптическая аберрация, которые модулируются с использованием фильтра Гаусса. Результаты моделирования показывают принципиальную схожесть со снимками, получаемыми с приборов. Ключевые слова: моделирование, астродатчик, звездный каталог, фильтр Гаусса, оптический дефект. DOI: 10.25791/aviakosmos.12.2021.1255

Хачумов М.В., Шишкин О.Г., Хачумов В.М. «Мониторинг и контроль текущего состояния датчиков космического аппарата» Авиакосмическое приборостроение, № 2, с. 23-29 (2023)

Для обеспечения штатного функционирования космического аппарата в течение заложенного на этапе проектирования срока необходим постоянный контроль параметров бортовой аппаратуры. Аномалиями в работе космического аппарата считаются любые нарушения нормальной работы его подсистем, устройств и бортовой радиоэлектронной аппаратуры: отказы, сбои, выходы параметров процессов за пределы допусковых границ рабочего диапазона и т.д. Эти помехи приводят к искажению информационных и телеметрических сигналов и даже к повреждению бортовых устройств. В исследовании рассматривается задача мониторинга подсистем комического аппарата для выявления их текущего состояния. Целью является построение интеллектуальной технологии, обеспечивающей автоматический контроль потоков данных и информационную поддержку на основе автоматической проверки состояния и поведения подсистем космических аппаратов в реальном масштабе времени. Отдельные вопросы посвящены оптимизации распределения функций между бортовыми и наземными вычислительными комплексами, когнитивной визуализации состояния датчиков для лица принимающего решения. Ключевые слова: контроль, когнитивная визуализация, интеллектуальные технологии, мониторинг подсистем комического аппарата. DOI: 10.25791/aviakosmos.2.2023.1322

Данилюк Б.А. «Подход к формированию требований к оптическим системам орбитальных средств для обнаружения космического мусора» Авиакосмическое приборостроение, № 4, с. 50-56 (2023)

Предложен подход для формирования требований к оптическим системам орбитальной системы мониторинга, выполнение которых позволит своевременно обнаруживать космический мусор, основанный на выявлении отраженного солнечного света. Обобщен математический аппарат, позволяющий получить численные значения для оптических систем и приведен пример расчетов. Ключевые слова: космический мусор, оптическая система, космический аппарат, обнаружение, мониторинг. DOI: 10.25791/aviakosmos.4.2023.1335

Седельников А.В., Танеева А.С., Чугунков Е.В., Браткова М.Е., Рогова Т.И. «Оценка угловой скорости вращения малого космического аппарата "Аист-2Д" по данным измерений вектора индукции магнитного поля Земли» Авиакосмическое приборостроение, № 5, с. 14-20 (2023)

Проведена оценка угловой скорости вращательного движения малого космического аппарата дистанционного зондирования Земли «Аист-2Д» на основе измерений вектора индукции магнитного поля Земли на участках стабилизации и программного поворота. Использован классический алгоритм оценки угловой скорости, позволяющий определить два из трёх её компонента, перпендикулярных вектору индукции магнитного поля Земли, а также алгоритм оценки, с помощью которого возможно получить все три компонента. Результаты оценок сравниваются с прямыми измерениями угловой скорости. Ключевые слова: угловая скорость, магнитометр, малый космический аппарат, измерения. DOI: 10.25791/aviakosmos.5.2023.1337

Ключкин А.К., Мацкевич В.И., Слатова Е.В. «Предельные характеристики обнаружения космических объектов бортовым оптико-электронным средством» Авиакосмическое приборостроение, № 5, с. 21-28 (2023)

Работа посвящена рассмотрению вопросов совершенствования бортовых оптико-электронных средств в космических аппаратах-наблюдения, находящихся в эксплуатации нашей Родины. Проведено исследование способов повышения вероятности обнаружения космических объектов в космическом пространстве находящихся на различном удалении от космического аппарата-наблюдателя. Проблемная ситуация данной работы состоит в том, что для обеспечения высокой точности определения координат космических объектов в космическом пространстве необходимо обеспечить высокую точность определения координат центров отметок от космических объектов, которые проецируются на матричные приемники оптического излучения. Цель данной работы – выявление предельных характеристик обнаружения космических объектов бортовыми оптико-электронными средствами. Задача решается путем определения этих характеристик исходя из физических процессов, протекающих в бортовых оптико-электронных средствах. Ключевые слова: космические средства наблюдения, бортовое оптико-электронное устройство, сигналы точечных объектов. DOI: 10.25791/aviakosmos.5.2023.1338

Кветкин А.А., Колесов А.В. «Расчёт перелётов с высокоэллиптических орбит на геостационарную с использованием стационарного плазменного двигателя» Вестник Самарского университета. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроение, 21, № 4, с. 25-32 (2022)

Представлены решения задачи выбора перелётов космического аппарата с высокоэллиптических орбит на геостационарную орбиту с использованием стационарного плазменного двигателя и задачи оптимального изменения большой полуоси, эксцентриситета и наклонения, минимизирующего невязки по этим элементам с применением локально-оптимального закона управления, обеспечивающего совместное изменение этих параметров. Приведён алгоритм определения весовых коэффициентов, обеспечивающий одновременность выполнения граничных условий по большой полуоси, эксцентриситету и наклонению. Представлены результаты численного моделирования по результатам оптимизации перелётов спутника связи с высокоэллиптической орбиты на геостационарную. По результатам проведения численного моделирования построены графики зависимости параметров орбиты от времени. По результатам полученных данных делается вывод о возможности применения схемы совместного изменения параметров орбиты.

Рожков М.А. «Влияние оптических характеристик многослойного солнечного паруса на его гелиоцентрическое движение» Вестник Самарского университета. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроение, 21, № 4, с. 52-65 (2022)

Работа посвящена определению влияния оптических характеристик тонкого многослойного солнечного паруса на его орбитальное движение. Исследуется влияние коэффициентов отражения, рассеивания и поглощения. Эти коэффициенты рассчитываются на базе математической модели оптических характеристик многослойной эпитаксиальной тонкой плёнки – солнечного паруса. В работе учитывается изменение оптических свойств паруса под влиянием изменения температуры и деградации поверхности. Моделирование изменения оптических характеристик проводится на примере перелёта от Земли к Меркурию с использованием локально-оптимальных законов управления. С использованием метода матриц переноса и с учётом распределения спектрального излучения Солнца получены значения оптических характеристики двух конструкций паруса: с отражающей лицевой поверхностью из алюминия и из серебра.

Никонова Е.А. «Равногранный тетраэдр и система точечных масс, равномоментная твердому телу» Вестник Санкт-Петербургского университета. Серия 1: Математика. Механика. Астрономия, 10, № 1, с. 155-164 (2023)

Рассматривается задача о равномоментности произвольного твердого тела и системы материальных точек равных масс. Показывается, что система четырех одинаковых масс, располагающихся в вершинах равногранного тетраэдра, равномоментна твердому телу. Строится система материальных точек равных масс, располагающихся в вершинах равногранного тетраэдра, равномоментная ядру кометы 67P Чурюмова–Герасименко.

Титов В.Б. «Поверхность нулевой скорости в общей задаче трех тел» Вестник Санкт-Петербургского университета. Серия 1: Математика. Механика. Астрономия, 10, № 1, с. 165-175 (2023)

Поверхности нулевой скорости общей плоской задачи трех тел строятся в пространстве форм, фактор-пространстве конфигурационного пространства задачи по переносам и поворотам. Такое пространство представляет собой пространство конгруэнтных треугольников, а сфера в этом пространстве – подобные треугольники. Интеграл энергии в пространстве форм дает уравнение поверхности нулевой скорости. Эти поверхности можно получить также исходя из неравенства Сундмана. Такие поверхности отделяют области возможного движения от областей, где движение невозможно. Без потери общности можно считать, что постоянная энергия равна 1/2 и искомые поверхности зависят только от величины углового момента задачи J. В зависимости от этой величины можно выделить пять топологически разных типов поверхностей. При малых J поверхность состоит из двух отдельных поверхностей, внутренней и внешней, движение возможно только между ними. При увеличении J внутренняя поверхность увеличивается, внешняя уменьшается, поверхности сначала при каком-то значении J имеют общую точку, при дальнейшем увеличении J их топологический тип изменяется и, в конце концов, поверхность нулевой скорости распадается на три непересекающихся поверхности, движение возможно только внутри них. Для каждого из пяти типов приведены примеры соответствующих поверхностей, построены их сечения в плоскости xy и в плоскости xz и сами поверхности, изучаются их свойства.

Киреев С.Н. «О влиянии рефракции на оценку угла места цели в бортовой РЛС» Журнал радиоэлектроники, № 12, с. 5 (2022)

Рассматривается влияние рефракции при наблюдении надводной или наземной цели в бортовой РЛС. При этом необходимо учитывать угол фотограмметрической атмосферной рефракции, поведение которого не рассмотрено в литературе по радиолокации. При большой высоте полета РЛС он в несколько раз меньше угла истинной атмосферной рефракции, который актуален для наземных РЛС. Выполнен расчет и сравнение углов рефракции. Рассмотрена упрощенная модель учета рефракции с заменой радиуса Земли на эквивалентный радиус. Оценены допустимые условия ее применения в бортовой РЛС. Представлены таблицы значений угла фотограмметрической рефракции, позволяющие выполнить коррекцию пеленга цели в бортовой РЛС.

Косов А.С., Рожков В.С., Рожков Л.С., Скулачев Д.П. «Цифровые каналы приема/передачи данных космических аппаратов» Журнал радиоэлектроники, № 2, с. 8 (2023)

Рассматриваются варианты построения каналов приема/передачи данных космических аппаратов (КА) с использованием цифровых технологий (software define radio, SDR). Предложены конкретные варианты построения различных блоков SDR. Реализованы и проверены каналы приема/передачи данных на базе коммерческих изделий. Выполнена экспериментальная проверка характеристик каналов связи.

Косов А.С., Рожков В.С., Рожков Л.С., Скулачев Д.П. «Цифровые каналы приема/передачи данных космических аппаратов» Журнал радиоэлектроники, № 3, с. 8 (2023)

Рассматриваются варианты построения каналов приема/передачи данных космических аппаратов (КА) с использованием цифровых технологий (software define radio, SDR). Предложены конкретные варианты построения различных блоков SDR. Реализованы и проверены каналы приема/передачи данных на базе коммерческих изделий. Выполнена экспериментальная проверка характеристик каналов связи.

Юшкова О.В. «О расчете радиояркостной температуры грунта Луны» Журнал радиоэлектроники, № 4, с. 1 (2023)

СВЧ радиометры оказались полезными инструментами в изучении теплового режима атмосферы и подстилающей поверхности Земли, поэтому были рекомендованы для включения в состав научной радиоаппаратуры предназначенной для исследования других тел Солнечной системы, в частности Луны. Степенью понимания физических основ процесса исследования и адекватности его теоретического описания может служить совпадение результатов измерений и численного моделирования радиояркостной температуры. В работе обсуждается механизм расчета этой величины, выведена рекуррентная формула удобная для расчета радиояркостной температуры от верхнего покрова Луны. Предполагается, что грунт является плоскослоистым; распределения по глубине физической температуры и комплексной диэлектрической проницаемости для данной задачи известны из априорной информации.

Куликовский К.В., Стерлядкин В.В. «Радиофизические особенности радиолокационных отражений от ясного неба в миллиметровом диапазоне длин волн» Журнал радиоэлектроники, № 5, с. 3 (2023)

Исследованы особенности доплеровских спектров радиолокационных сигналов миллиметрового диапазона длин волн, рассеянных атмосферными неоднородностями в условиях ясного неба. Описана методика проведения измерений когерентным ветровым профайлером. Приведены результаты измерений радиолокационной отражаемости Z в условиях летней конвекции, которые не удается интерпретировать традиционной теорией Брегговского рассеяния на неоднородностях обусловленных локально однородной изотропной турбулентностью. Экспериментальные значения нередко на два порядка превышают максимальные теоретические оценки. Анализ тонкой структуры доплеровских спектров, полученных в летних условиях, указывает на их большую ширину, многопичковость, пространственную изменчивость. Данные особенности авторы связывают с формированием термиков, в структуре которых наблюдаются близко расположенные восходящие и нисходящие потоки. Высокий уровень радиолокационной отражаемости также подтверждает конвективную версию формирования сигналов, при которой большое различие влажности в близко расположенных восходящих и нисходящих слоях на границе термика приводит к формированию вихрей с большими градиентами показателя преломления.

Ефремов В.В., Попова О.П., Глазачев Д.О., Маргонис А., Оберст Ю., Карташова А.П. «Абляция мелких метеорных тел: сравнение модели сплошного и пористого тела» Вестник Томского государственного университета. Математика и механика, № 81, с. 110-122 (2023)

Модель абляции для мелких метеороидов используется для оценки физических параметров метеоров в разных предположениях. Метеороид рассматривается в двух модификациях: сплошное и пористое тело. Использован автоматизированный метод оценки параметров по кривым блеска. Обсуждаются ограничения и особенности модели.

Мелкумян А.А., Белов А.В., Абунина М.А., Шлык Н.С., Абунин А.А., Оленева В.А., Янке В.Г. «Развитие Форбуш-понижений, связанных с корональными выбросами из активных областей и регионов вне активных областей» Геомагнетизм и аэрономия, 63, № 1, с. 43-57 (2023)

По материалам созданной в ИЗМИРАН базы данных Форбуш-эффектов и межпланетных возмущений исследовалось развитие Форбуш-понижений, связанных с корональными выбросами из активных областей, сопровождающимися солнечными вспышками, и волоконными выбросами вне активных областей. Сравнивалось развитие Форбуш-понижений двух типов в течение солнечных циклов 23–24, максимумов этих циклов и минимума между ними. С применением статистических методов, исследовались распределения интервалов времени от начала Форбуш-понижения до регистрации: минимальной плотности космических лучей, максимального часового понижения плотности, максимальной анизотропии космических лучей, максимума скорости солнечного ветра, максимума напряженности межпланетного магнитного поля, минимума Dst-индекса. Разница между развитием Форбуш-понижений двух типов сравнивалась, когда межпланетное возмущение содержит или не содержит магнитное облако у Земли. Результаты показали, что вспышечные события развиваются быстрее, чем волоконные, даже при близких значениях параметров солнечного ветра. Разница в развитии Форбуш-понижений двух типов заметнее в случае присутствия магнитного облака у орбиты Земли. Наибольшая разность между временны? ми параметрами в двух типах событий наблюдается для времени регистрации максимальной напряженности межпланетного магнитного поля. Фаза спада Форбуш-понижений двух типов одинакова в максимуме цикла 23 и длиннее для волоконных событий в максимуме цикла 24 и минимуме 23–24. С учетом всех временных параметров, разница между развитием Форбуш-понижений двух типов заметнее в максимуме цикла 23 и в минимуме 23–24, чем в максимуме цикла 24.

Ефимов А.И., Смирнов В.М., Чашей И.В., Набатов А.С. «Коротирующие возмущения солнечного ветра в данных радиопросвечивания и локальных измерений» Геомагнетизм и аэрономия, 63, № 1, с. 58-62 (2023)

Приведены результаты двух серий экспериментов радиопросвечивания околосолнечной плазмы сигналами космических аппаратов Mars Express и Venus Express в 2006 г. и Mars Express в 2008 г. Данные радиопросвечивания сравниваются с измерениями концентрации протонов вблизи орбиты Земли на спутнике Wind. Проведенный анализ показывает, что общий характер временнoй динамики возмущений, наблюдавшихся в двух сериях измерений, носит качественно сходный характер. Последовательность усилений флуктуаций частоты и концентрации протонов позволяет сделать вывод, что наблюдавшиеся возмущения связаны с коротирующими областями взаимодействия разноскоростных потоков солнечного ветра.

Перминов В.И., Перцев Н.Н., Далин П.А., Семенов В.А., Суходоев В.А., Медведева И.В., Железнов Ю.А. «Отклик собственного излучения области мезопаузы на короткопериодические изменения солнечной активности» Геомагнетизм и аэрономия, 63, № 1, с. 63-72 (2023)

Исследовано влияние 27-суточной солнечной осцилляции на температуру и интенсивность излучения области мезопаузы по одночасовым полуночным наблюдениям полос О₂А(0-1) и ОН(6-2) на Звенигородской научной станции в период 2000–2021 гг. Установлено, что отклик на изменение солнечной активности наблюдается во всех характеристиках атмосферного излучения как по годовым, так и по сезонным данным. В зимний период они статистически значимы для всех характеристик атмосферного излучения, а летом только для интенсивности О₂А(0-1). В летний период положительный отклик для излучения молекулярного кислорода ниже зимнего значения приблизительно в 2 раза. Обнаружено, что вариации в характеристиках атмосферного излучения находятся близко к противофазе с 27-суточной солнечной осцилляцией. При этом температура излучающего гидроксила в зимний период испытывает колебания со сдвигом на треть периода относительно максимума солнечной вариации.

Богданов М.Б., Червяков М.Ю., Кошель А.А. «Возможное влияние космических лучей на планетарное альбедо Земли» Геомагнетизм и аэрономия, 63, № 1, с. 73-79 (2023)

По результатам измерений потока коротковолновой отраженной солнечной радиации, проведенных с борта ИСЗ “Метеор–М” № 2 в 2014–2019 гг., получены среднемесячные значения планетарного альбедо на верхней границе атмосферы Земли и значения средних альбедо полушарий. Глобально осредненное альбедо демонстрирует увеличение со временем, подтверждаемое наличием статистически значимого линейного тренда. Показано, что этот тренд не связан с изменением средней приповерхностной температуры планеты. Возможно, что повышение альбедо объясняется увеличением облачности, вызванным ростом потока галактических космических лучей на спаде цикла солнечной активности.

Ильин Г.Н., Быков В.Ю., Петерова Н.Г., Топчило Н.А. «Наблюдение солнечного затмения 10.06.2021 г. на радиометре водяного пара ИПА РАН» Геомагнетизм и аэрономия, 63, № 1, с. 104-111 (2023)

Приведены результаты наблюдений солнечного затмения 10.06.2021 г., выполненных в обсерватории “Светлое” (60.53° N, 29.78° E, Ленинградская обл.) впервые совместно с помощью радиометра водяного пара и радиотелескопов РТ-13 и РТ-32. Затменные кривые, полученные на рабочих частотах радиометра 20.7 и 31.4 ГГц, сопоставлены с изменением площади открытой части Солнца и показали их хорошее согласие (совпадение с точностью до 2% в период отсутствия облаков). В предположении о равномерном распределении радиояркости по диску Солнца выполнена оценка его яркостной температуры, составившая на этих частотах 9060±380 и 8050±300 К соответственно. Сделан вывод, что и в эпоху глубокого минимума солнечной активности яркость солнечного диска в микроволновом диапазоне остается неизменной (не зависимой от номера цикла).

Филиппов Б.П. «Проявление магнитных жгутов в структуре солнечных протуберанцев» Геомагнетизм и аэрономия, 63, № 2, с. 174-180 (2023)

Вид спокойных солнечных протуберанцев чаще всего напоминает широкий занавес или изгородь из вертикального частокола. Трудно вообразить, что такая структура может быть связана или даже образована магнитным жгутом, пучком закрученных в цилиндрическую спираль силовых линий, который иногда наглядно проявляется в волокнах активных областей. Однако при сравнительно небольшой активизации протуберанцев, когда составляющая их плазма начинает двигаться вдоль силовых линий поля, структура магнитного жгута может быть различима. Показан пример спокойного протуберанца, в котором наблюдается вращательное движение вдоль спиральных траекторий, обрисовывающих жгут. Вращение хорошо видно на временнoй диаграмме, составленной из узких полосок изображений протуберанца вдоль траектории движения.

Фомичев В.В., Чернов Г.П. «Тонкая структура солнечных радиовсплесков IV типа, связанных со стационарными и движущимися источниками» Геомагнетизм и аэрономия, 63, № 2, с. 181-189 (2023)

Рассмотрены различные виды тонкой структуры в континуальном излучении радиовсплесков IV типа применительно к разным типам источников излучения, стационарным и движущимся. В случае стационарных источников происхождение тонкой структуры связано как с процессами в отдельных магнитных петлях (квазипериодическое ускорение, магнитогидродинамические волны), так и с крупномасштабными процессами, связанными с распространением магнитогидродинамических возмущений, формированием петельных аркад и синхронными с ними процессами дискретного ускорения частиц, обуславливающих пульсирующий характер радиоизлучения. Для случая движущегося источника механизм генерации в значительной степени зависит от магнитной структуры источника (расширяющаяся магнитная арка или изолированное плазменное облако). В этом случае важна также связь с корональными выбросами массы и ударными волнами. Секундные пульсации объясняются магнитогидродинамическими колебаниями источника в виде магнитной петли или облака. Отсутствие прочей тонкой структуры в континууме движущихся всплесков IV типа может быть связано с критическим углом конуса потерь для возбуждения вистлеров.

Крашенинников И.В., Чумаков С.О. «Прогнозирование функциональной зависимости числа солнечных пятен в цикле солнечной активности на основе ИНС Элмана» Геомагнетизм и аэрономия, 63, № 2, с. 247-256 (2023)

Анализируется возможность прогнозирования функции временной зависимости числа солнечных пятен (SSN) в цикле солнечной активности на основе применения платформы искусственной нейронной сети Элмана к историческому ряду данных наблюдений. Предложен метод нормализации исходных данных для предварительного обучения алгоритма ИНС, в котором строится последовательность виртуальных идеализированных циклов, используя масштабируемые коэффициенты по длительности и значения максимумов в солнечных циклах. Корректность метода анализируется в численном эксперименте, основанном на моделировании временного ряда солнечных пятен. Оценены интервалы изменения адаптируемых параметров в работе ИНС и предложен математический критерий для выбора решения. Характерным свойством построенной функциональной зависимости в цикле числа солнечных пятен является значительная асимметрия ее восходящей и спадающей ветвей. Представлен прогноз временного хода на текущий 25-й цикл солнечной активности и обсуждается его корректность в сравнении с другими результатами прогнозирования и имеющимися данными обсерваторских наблюдений.

Ефимов А.И., Смирнов В.М., Чашей И.В., Набатов А.С. «Крупномасштабные возмущения солнечного ветра по данным радиопросвечивания с космического аппарата Mars Express и локальных измерений на космическом аппарате Wind» Геомагнетизм и аэрономия, 63, № 3, с. 275-283 (2023)

Представлены результаты экспериментов радиопросвечивания околосолнечной плазмы сигналами спутника Марса Mars Express. В области гелиоцентрических расстояний прицельной точки лучевой линии 8–13 солнечных радиусов измерялись флуктуации частоты просвечивающих радиосигналов. В ходе проведения экспериментов как на восточном, так и на западном лимбах зафиксированы резкие усиления дисперсии флуктуаций частоты. В измерениях вблизи орбиты Земли на космическом аппарате Wind в смежные периоды с запаздыванием на 5–17 сут регистрировались увеличения концентрации протонов и напряженности магнитного поля, которые в 7–15 раз превышают фоновые значения. Сравнение между данными, относящимися к внутреннему и околоземному солнечному ветру, позволяет сделать вывод, что наблюдавшиеся возмущения связаны с одной и той же вращающейся с Солнцем областью солнечной короны.

Птицына Н.Г., Демина И.М. «В лияние цикла Глейсберга на вариации периода 11-летнего цикла солнечной активности в 1700–2021 гг.» Геомагнетизм и аэрономия, 63, № 3, с. 284-297 (2023)

При помощи вейвлет-анализа проведено исследование спектрального состава числа солнечных пятен SN в течение 1700–2021 гг. Кроме доминирующей 11-летней составляющей, в спектре прослеживаются две мощные составляющие цикла Глейсберга: до 1880 г. ветвь с периодом ∼60 лет, с 1850 г. ∼115 лет. Найдено, что ряды длины и амплитуды солнечного цикла в целом находятся в обратной зависимости (коэффициент корреляции k=–0.5–0.63). Лаг между рядами, при котором достигается максимум антикорреляции, зависит от времени. В XVIII–начале XIX века лаг равен одному циклу, в XIX в. – двум циклам, а начиная с 1950 г. и до нашего времени лаг уменьшается до 2 лет. Выделены квазипериодические структуры, которые характерны для длительных периодов пониженной солнечной активности. Такая спектральная особенность в ∼1800 г. (минимум Дальтона) вызвана влиянием 60-летней ветви, а формирующаяся с начала XXI в. – более слабым влиянием околостолетней. Поэтому следует ожидать, что ближайшие солнечные циклы будут более высокими и менее длинными, чем в период минимума Дальтона. Показано, что вариации длины солнечного цикла за последние 321 год могут быть описаны в рамках модели, представляющей собой 11-летнее колебание, которое подвергается частотной модуляции ветвями цикла Глейсберга (60 и 115 лет) с изменяющимся во времени влиянием модулятора.

Бадин В.И. «Ветви резонансного ультранизкочастотного поглощения в магнитосфере Земли» Геомагнетизм и аэрономия, 63, № 3, с. 298-305 (2023)

Анализируются доплеровские наблюдения авроральной электроструи норвежским радаром STARE в течение одного солнечного оборота, предшествовавшего сильной магнитной буре. При этом наименьшая частота резонансного ультранизкочастотного поглощения определяется как частота ступенчатого падения спектральной плотности мощности наблюдаемого сигнала. В свою очередь, ч-астота ступенчатого падения спектральной плотности мощности определяется посредством решения минимальной вариационной задачи, которая наилучшим образом (метод наименьших квадратов) вписывает ступенчатую модель средней спектральной мощности в профиль спектральной плотности мощности реальных наблюдений. Последовательное сжатие спектрального окна, в котором решается вариационная задача, позволяет построить диаграммы решений минимальной задачи на плоскости частота – мощность резонансного поглощения. С помощью таких диаграмм выделены высокочастотная и низкочастотная ветви резонансного ультранизкочастотного поглощения. Обнаружено, что в слабовозмущенных условиях изменчивость резонансного ультранизкочастотного поглощения обусловлена, в первую очередь, вариациями мощности поглощения в обеих ветвях.

Белов А.В., Шлык Н.С., Абунина М.А., Абунин А.А., Оленева В.А., Янке В.Г., Мелкумян А.А. «Выделение солнечно-суточной анизотропии космических лучей локальным и глобальным методами» Геомагнетизм и аэрономия, 63, № 3, с. 306-320 (2023)

По данным нейтронного монитора ст. Москва с помощью гармонического анализа получены характеристики солнечно-суточной анизотропии космических лучей в спокойные дни за длительный период с 1965 по 2020 гг. Установлено, что средний суточный ход вариаций космических лучей нейтронных мониторов ст. Москва практически полностью описывается двумя гармониками солнечно-суточной анизотропии и не содержит признаков других влияний. Сравнение со среднесуточными характеристиками экваториальной составляющей векторной анизотропии космических лучей, полученными по данным мировой сети нейтронных мониторов с помощью метода глобальной съемки, показало хорошее согласие результатов двух методик. Из сравнения локальных и глобальных результатов получены оценки приемных коэффициентов первой гармоники анизотропии космических лучей для нейтронного монитора ст. Москва и предложен новый экспериментальный метод расчета приемных коэффициентов отдельных детекторов. Обсуждены и обоснованы ограничения локальной методики, а также возможности продолжения и расширения данного исследования.

Гуляева Т.Л. «Возмущения в магнитосфере и ионосфере в отсутствие пятен на Солнце» Геомагнетизм и аэрономия, 63, № 3, с. 340-348 (2023)

Выполнен анализ геомагнитной и ионосферной активности за 541 возмущенный день (Kp>3.0) без пятен на Солнце с 1995 по 2021 гг. Представлены оценки вариаций глобальных ионосферных индексов WU (положительные возмущения полного электронного содержания), WL (отрицательные возмущения), их разности WE и планетарного индекса Wp. Исходный W-индекс принимает значения от –4 до +4 с шагом 1, характеризующие меру отклонения текущего значения полного электронного содержания от спокойной медианы, а глобальные индексы WU, WL, WE, Wp выведены на основе глобальных карт GIM-TEC Лаборатории реактивного движения, JPL. Исследование сезонной зависимости показало два уровня ионосферной возмущенности: менее возмущенная ионосфера в течение 1996–1998 гг. и 2018–2021 гг. и более значительные возмущения в течение 2004–2010 гг. и 2016–2017 гг. Для ионосферной изменчивости сезонные вариации различаются для двух рядов данных. В первом наборе данных впервые выявлены сезонные вариации скорости солнечного ветра Vsw на околоземной орбите с максимумами в равноденствие, аналогичные вариациям Kp-индекса. Второй ряд более возмущенной ионосферы относится ко времени перехода от эпохи высокой СА к более низкой СА, характеризующейся полной перестройкой физических условий на Солнце.

Шибаев И.Г. «Оценка средних значений чисел Вольфа циклов минимума дальтона по характеристикам достоверных циклов ряда» Геомагнетизм и аэрономия, 63, № 3, с. 403-408 (2023)

Исходным материалом для ряда чисел Вольфа служат как архивные записи разрозненных наблюдений, так и регулярные наблюдения в обсерваториях. Многие исследователи опираются на ряд чисел Вольфа, включающий восстановленные данные архивных записей, хотя свойства и характеристики восстановленной и достоверной частей ряда существенно отличаются. Также противоречивы параметры и самой восстановленной части. Естественно, что согласование свойств восстановленного и достоверного рядов сгладит противоречия и расширит массив более надежных показаний. C учетом связи между характеристиками достоверных циклов представлены варианты групповой коррекции средних значений циклов I–IX. Так как при сопоставлении протяженных фрагментов локальные невязки данных играют меньшую роль, то опираясь на интегральные оценки этих фрагментов (без детализации условий их формирования), мы получили более взвешенные интервальные оценки. Параметры интервалов (групп циклов) достоверного ряда служат основой коррекции.

Андреева О.А., Малащук В.М. «Вращение долгоживущей корональной дыры в 24-м цикле солнечной активности» Геомагнетизм и аэрономия, 63, № 4, с. 496-502 (2023)

Обсуждаются результаты статистического исследования характеристик вращения долгоживущей гигантской корональной дыры. Исследование основано на данных наблюдений, полученных прибором Atmospheric Imaging Assembly в линии Fe XII 19.3 нм на борту космического аппарата Solar Dynamics Observatory в период с июня 2015 г. по март 2017 г. – 24 кэррингтоновских оборота. Рассмотрены отдельно четыре этапа развития корональной дыры: формирование, две фазы развитой корональной дыры и завершающая фаза. Установлено, что средняя скорость вращения на широте 40° близка к стандартной скорости в начале (12.75°/сут) и в первой фазе максимального развития (13°/сут); меньше – во второй фазе максимального развития (11.7°/сут) и в конце ее существования (12.5°/сут). Небольшое увеличение скорости на завершающем этапе связано с перестройкой корональной дыры. Согласно современным теориям, вращение солнечной короны отражает вращение подфотосферных слоев. Более высокие слои короны отражают вращение более глубоких слоев Солнца. Результаты, полученные в нашей работе, показывают, что скорость вращения гигантской корональной дыры, в максимальной фазе ее развития, больше скорости вращения диска Солнца. Возможно, это свидетельствует о том, что корональные дыры могут быть связаны с глубокими солнечными слоями через конфигурацию глобального магнитного поля и что источник образования корональных дыр находится более глубоко, чем источник фонового поля.

Белов А.В., Белова Е.А., Шлык Н.С., Абунина М.А., Абунин А.А. «Геоэффективность спорадических явлений в 24-м солнечном цикле» Геомагнетизм и аэрономия, 63, № 4, с. 534-544 (2023)

Обсуждены особенности 24-го цикла солнечной активности, проявившиеся в вариациях космических лучей, характеристиках солнечных вспышек, протонных событий, корональных выбросов массы, а также уровне геомагнитной активности. Показано, что по числу солнечных пятен и других проявлений солнечной активности 24-й цикл оказался самым скромным за последние 100 лет наблюдений. Описано значительное снижение геоэффективности различных солнечных событий, проявившееся в меньшем количестве и величинах, зарегистрированных на Земле Форбуш-эффектов, возрастаний потоков протонов и электронов разных энергий и геомагнитных бурь.

Буров А.А., Никонов В.И. «О приближении двумя шарами твердого тела, близкого к динамически симметричному» Журнал вычислительной математики и математической физики, 62, № 12, с. 2105-2111 (2022)

Рассматривается твердое тело, близкое к динамически симметричному. Исследуется вопрос о том, как приблизить это тело системой из двух однородных шаров, чтобы для исходного тела и его приближения совпали бы компоненты тензора Эйлера–Пуансо вплоть до третьего порядка, а моменты инерции тела были бы хорошо приближены моментами инерции системы из двух шаров. В качестве примера рассмотрены астероиды (1620) Географ и (25143) Итокава.

Баранов В.Б. «Газодинамические модели взаимодействия кометных атмосфер с солнечным ветром» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 1, с. 12-30 (2023)

Рассматриваются газодинамические модели взаимодействия солнечного ветра с кометными атмосферами. Интерес к созданию таких моделей резко возрос после начала исследований комет при помощи космических аппаратов, запускаемых на близкие расстояния от их поверхностей. Приборы, установленные на этих аппаратах, давали возможность экспериментального исследования параметров истечения газа с поверхностей комет при их приближении к Солнцу и его взаимодействие с потоком плазмы солнечного ветра, что невозможно было делать при помощи спектро-фотометрии. Начало таких исследований было положено почти мгновенным сближением нескольких космических аппаратов с кометой Галлея в марте 1986 г. Только через 28 лет аппарат Розетта (Rosetta), запущенный Европейским космическим агентством (ESA), по сложной траектории сблизился с кометой Чурюмова–Герасименко и, маневрируя вблизи этой кометы в течение более двух лет, проводил, в частности, исследования по взаимодействию ее атмосферы с солнечным ветром.

Корольков С.Д., Измоденов В.В. «Взаимодействие сверхзвукового звездного ветра с набегающим потоком межзвездной среды: влияние азимутального магнитного поля звезды» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 1, с. 31-40 (2023)

Рассматривается задача о взаимодействии гиперзвукового звездного ветра с окружающей межзвездной средой. Среды считаются полностью ионизованными и описываются в рамках идеальной магнитогидродинамики. Новизна работы заключается в учете магнитного поля звезды. При определенных параметрах течения магнитное поле качественным образом изменяет форму астропаузы – тангенциального разрыва, отделяющего звездный ветер от межзвездной среды. Вместо классической параболоидальной формы астропауза приобретает трубчатую (или цилиндрическую) форму. Показано, что трубчатая форма имеет место для медленно движущихся звезд или, в системе координат звезды, для набегающих потоков с числом Маха (M_∞) меньше критического. При достижении критического числа Маха (M_∞*) потоком происходит бифуркация режима течения и форма астропаузы изменяется с трубчатой на классическую. Для звезд с сильным магнитным полем бифуркация происходит при больших числах Маха, чем для звезд со слабым магнитным полем. Также показано, что при M_∞=1 происходит еще одна качественная перестройка течения, при которой форма астропаузы не меняется, но образуются головная ударная волна и диск Маха.

Разумный Ю.Н., Баранов А.А., Агравал Б., Дула А.М., Крайзель Й., Купреев С.А., Спенсер Д.Б., Разумный В.Ю., Ясака Т. «Концепция орбитального обслуживания для разработки космической системы следующего поколения и ее ключевые технологии» Вестник Российского университета дружбы народов (РУДН). Серия: Инженерные исследования, 23, № 4, с. 269-282 (2022)

За последние годы многие компании и национальные агентства в разных странах были вовлечены в разработку различных технических аспектов орбитального обслуживания. Описан опыт орбитального обслуживания в США и России. Рассматривается проблема орбитального обслуживания в целом. Показано, что орбитальное обслуживание относится к развитию космической инфраструктуры следующего поколения и решение проблемы орбитального обслуживания в значительной степени предопределяет характеристики космических систем следующего поколения. Для реализации орбитального обслуживания выделяются два одинаково важных направления: 1) обеспечение работоспособности спутников; 2) создание систем непосредственного обслуживания. Реализация каждого направления включает в себя широкий спектр разработок. В первом случае нужно учитывать возможность стыковки с обслуживаемым спутником, гарантированный доступ к компонентам спутника, блочно-модульную структуру обслуживаемого спутника, стандартизацию аппаратного обеспечения и разъемов и т.д. Реализация второго направления варьируется от разработки методов обслуживания и систем обслуживания до спутниковых орбит и оптимизации группировки. Представлены существующие и перспективные ключевые технологии для исправного обслуживающего спутника. Показано, что экономическая выгода орбитального обслуживания должна тщательно обосновываться с глобальной точки зрения с учетом особенностей будущей космической инфраструктуры. Обслуживание позволяет продлить срок службы спутников, снизив таким образом стоимость жизненного цикла, более того – создавать совершенно новые системы и миссии. Эти эффекты могут быть достигнуты не только посредством дозаправки или ремонта спутников, но и за счет коррекции их орбит. Предлагаемое орбитальное обслуживание создает перспективу создания коммерческой сети обслуживания и удаления мусора, сформированной на той же технологической базе, что, однако, представляет собой отдельные технологические проблемы, которые тесно связаны с орбитальным обслуживанием.

Константинов М.С., Тант А.М. «Проектирование низкоэнергетических лунных перелетов, траектория которых проходит в окрестности точек либрации системы Земля–Луна. Часть 1. Теория и метод» Вестник Российского университета дружбы народов (РУДН). Серия: Инженерные исследования, 24, № 1, с. 7-16 (2023)

Предложен метод проектирования низкоэнергетических перелетов к Луне с выведением космического аппарата на низкую окололунную орбиту. Анализ траектории низкоэнергетического лунного перелета основывается на решении краевой задачи для системы дифференциальных уравнений ограниченной задачи четырех тел. Траектория низкоэнергетического перелета проходит через область пространства, где гравитационное притяжение Земли, Луны и Солнца очень близки. Поэтому траектория оказывается крайне чувствительной к начальным условиям движения космического аппарата и возникает проблема при решении краевой задачи. Дополнительная трудность проектирования траектории низкоэнергетического лунного перелета связана с многоэкстремальностью рассматриваемой оптимизационной проблемы. В исследовании выдвигается предположение, что перелетная траектория проходит в окрестности точки либрации L1 или L2 системы Земля–Луна и вводятся некоторые ограничения на вектор скорости космического аппарата в момент прохождения им окрестности точки либрации. Данное предположение с использованием перебора в пространстве двух основных параметров схемы перелета позволяет найти начальное приближение для траектории низкоэнергетического перелета.

Орлов Д.А., Купреев С.А., Самусенко О.Е., Мельников В.М., Буркова И.В. «Методический подход к решению проблемы автономного парирования нештатных ситуаций при управлении космическим аппаратом» Вестник Российского университета дружбы народов (РУДН). Серия: Инженерные исследования, 24, № 1, с. 17-29 (2023)

В рамках основных тенденции развития мировой космической деятельности, состоящей из расширения состава околоземных орбитальных группировок космических аппаратов, активизациит исследования планет и тел Солнечной системы, повышении требований к качеству и надежности осуществления космических экспедиций, на первый план выдвигается проблема развития и усовершенствования методики оптимального управления, системного анализа, поддержки принятия решений в целях проектирования высокоэффективных систем управления космических аппаратов. К этим исследованиям относится формирование методических подходов к изучению оптимального управления аппаратами при их движении в атмосферах планет, автономному управлению космическим аппаратом в условиях неопределенности полетных ситуаций и др. Проблемным вопросом проектирования экспедиций дальнего космоса является организация эффективного управления космическим аппаратом при значительной его удаленности от наземных станций. При этом безальтернативное условие успешного осуществления программ полета – это разработка и применение автономных систем управления космического аппарата, основанных на использовании высокоэффективных технологий сбора и обработки измерительной информации, что предопределяет необходимость совершенствования методов и алгоритмов автономного принятия решений по управлению космическим аппаратом. Разработан новый методический подход к структурному построению автономных систем управления космического аппарата, основанный на созданных технологиях идентификации полетных ситуаций: обработка проводимых измерений; формирование логических решающих правил; прогнозирование траекторий полета и работоспособности бортовой аппаратуры. Приведена формальная постановка задачи автономного принятия решений по управлению космическим аппаратом.

Танеев С.Н. «Ускорение солнечных космических лучей ударной волной в нижней короне Солнца 7 мая 1978 г.» Журнал экспериментальной и теоретической физики, 163, № 4, с. 503-513 (2023)

На основе теории диффузионного ускорения заряженных частиц проведены теоретические исследования численными методами спектров протонов, произведенных ударной волной, образованной корональным выбросом массы (КВМ), в нижней короне Солнца с известными параметрами солнечной плазмы для события солнечных космических лучей (СКЛ), зарегистрированного вблизи орбиты Земли 7 мая 1978 г. (ground level enhancement 31, GLE31). Для анализа события использовались данные регистрации потоков протонов прибором CPME, установленным на космическом аппарате IMP-8, и мировой сети наземных нейтронных мониторов, совмещенных с измерениями частиц телескопами на спутниках IMP-7 и IMP-8. В расчетах для удовлетворительного воспроизведения измеренного на орбите Земли спектра протонов скорость КВМ была принята постоянной и равной 600 км/с. Процесс ускорения СКЛ ударной волной протекал до 1,4R_⊙ солнечных радиусов в течении 256 c.

Серенкова А.Ю., Соколов Д.Д., Юшков Е.В. «Нелинейный параметрический резонанс в простейшей модели солнечного динамо» Журнал экспериментальной и теоретической физики, 163, № 4, с. 514-523 (2023)

Исследуются свойства нелинейного параметрического резонанса на примере работы маломодовой динамо-модели Паркера. Данная модель представляет собой систему из четырех обыкновенных дифференциальных уравнений и в простейшем приближении описывает процессы генерации и осцилляции крупномасштабных магнитных полей в звездных системах. В отсутствие нелинейных эффектов рассматриваемая задача, по аналогии с системой гармонических колебаний, допускает асимптотическое выделение кратных резонансных частот. Однако несмотря на то, что на первый взгляд на этих частотах разумно ожидать усиления амплитуды и в нелинейном случае, продемонстрировано, что при наличии нелинейных слагаемых поведение системы существенно более сложное. В частности, на резонансных или малых частотах может наблюдаться подавление генерации, в то время как усиление происходит в непосредственной близости от резонанса или на достаточно больших частотах. Обсуждаются причины такого поведения, а также возможность влияния параметрического резонанса на установление планетарных динамо-циклов.

Мейерович Б.Э. «Черная дыра и темная материя в синхронной системе координат» Журнал экспериментальной и теоретической физики, 163, № 5, с. 660-669 (2023)

Статическое состояние черной дыры во взаимодействии с темной материей рассмотрено в синхронной системе координат. Также как и в координатах Шварцшильда, в синхронных координатах существует регулярное статическое сферически симметричное решение системы уравнений Эйнштейна и Клейна–Гордона, описывающее состояние материи, предельно сжатой собственным гравитационным полем. Также нет ограничения на массу. Также существуют два гравитационных радиуса, с граничными условиями на которых, решения не являются единственными. В отличие от координат Шварцшильда, в синхронных координатах определитель метрического тензора и компонента g¹¹(r) не обращаются в нуль на гравитационных радиусах. В синхронных координатах, в отличие от координат Шварцшильда, в сферическом слое между гравитационными радиусами сигнатура метрического тензора не нарушена. В синхронных координатах уравнения Эйнштейна и Клейна–Гордона сводятся к системе второго (а не четвертого) порядка. Решения получены аналитически, так что численных расчетов не потребовалось. Определен гравитационный дефект массы в модели λ·π⁴. Полная масса материи оказывается втрое больше массы Шварцшильда, определяемой удаленным наблюдателем при сопоставлении с гравитацией Ньютона.

Dolgikh K., Korochkin A., Rubtsov G., Semikoz D., Tkachev I. «Caustic-like Structures in UHECR Flux after Propagation in Turbulent Intergalactic Magnetic Fields» Журнал экспериментальной и теоретической физики, 163, № 6, с. 792-795 (2023)

Устинов М.А., Пешков Р.А., Третьяков П.А., Малых Д.А. «Современные способы борьбы с космическим мусором» Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Аэрокосмическая техника, № 71, с. 210-219 (2022)

Изложены современные способы увода малых космических аппаратов с низкой околоземной орбиты с целью определения наиболее универсального метода решения проблемы засорения космического пространства завершившими свое функционирование малыми аппаратами или их обломками. Приведена статистика запусков малых спутников за последние несколько лет, описаны достоинства и недостатки способов их увода с оценкой времени для выполнения задачи очищения космического пространства на низкой околоземной орбите Земли. Также рассмотрены принципы действия механизмов увода малых космических аппаратов и выделен наиболее универсальный способ, который отличается удовлетворительными энергетическими, массовыми характеристиками, простой конструкцией и минимальными размерами. Результаты работы представлены в виде таблиц, в которых для решения задачи увода малых космических аппаратов с низкой околоземной орбиты Земли рассчитаны параметры тяги и суммарного удельного импульса в зависимости от вида предлагаемого универсального метода. Сделаны выводы о существующих методах и лабораторных образцах и испытаниях, которые в дальнейшем планируют развиваться в направлении очищения космического пространства от закончивших свою миссию малых спутников и их обломков. Ключевые слова: малые космические аппараты, космический мусор, импульсные двигатели, коррекция, кубсат, низкая околоземная орбита, орбита захоронения, увод, твердое топливо, двигательная установка.

Желтоухов С.Г., Татарников А.М. «Об эффективности наблюдений в среднем инфракрасном диапазоне длин волн на 2.5-метровом телескопе КГО МГУ с коммерческими ИК-камерами» Вестник Московского университета. Серия 3: Физика. Астрономия, 77, № 6, с. 57-65 (2022)

Рассмотрены основные факторы, влияющие на успешность проведения наблюдений в ИК диапазоне (центральные длины волн фотометрических полос 3.75 и 4.8 мкм) на универсальном оптическом телескопе. Получены оценки уровня яркости фона неба для Кавказской горной обсерватории МГУ (КГО): 1.3·10⁶ фотонов/(с·пиксел) в полосе 3.75 мкм и 3.4·10⁶ фотонов/(с·пиксел) в полосе 4.8 мкм; и инструментального фона для 2.5-м телескопа КГО при температуре 0°С: 3.2·10⁶ фотонов/(с·пиксел) в полосе 3.75 мкм и 4.3·10⁶ фотонов/(с·пиксел) в полосе 4.8 мкм. Показано, что при таком уровне фонового сигнала при использовании существующих в настоящее время коммерческих камер спектрального диапазона 3–5 мкм возможности связки телескоп+камера при наблюдениях слабых объектов будут по-прежнему ограничены тепловым фоном. Для разных условий наблюдений получены оценки предельных звездных величин объектов, доступных наблюдениям в полосах 3.75 и 4.8 мкм. Для случая средних условий наблюдения (температура аппаратуры 0°С и размер звездных изображений 1") предел составляет ∼10.6^m и ∼8.4^m, соответственно.

Татарников А.М., Татарников А.А. «Цветовые уравнения трансформации между фотометрическими системами 2MASS и камеры ASTRONIRCAM 2.5-метрового телескопа КГО ГАИШ МГУ» Вестник Московского университета. Серия 3: Физика. Астрономия, 78, № 1, с. 2320801_-1- 2320801_-6 (2023)

Рассмотрен метод определения коэффициентов уравнений связи между разными фотометрическими системами, основанный на фотометрировании всех звезд поля, регистрируемых при наблюдениях первичных стандартов одной из фотометрических систем. С использованием этого метода получены уравнения связи между фотометрической системой камеры ASTRONIRCAM 2.5-метрового телескопа КГО ГАИШ МГУ и системой каталога обзора всего неба 2MASS

Будникова П.А., Емельянов Н.В., Сафонов Б.С. «Уточнение модели движения спутника Линус астероида (22) Каллиопа» Вестник Московского университета. Серия 3: Физика. Астрономия, 78, № 2, с. 2320802 _-1- 2320802 _-10 (2023)

Выполнен анализ динамики спутника Линус астероида (22) Каллиопа. Получены и публикуются новые результаты. Проведены новые наблюдения спутника на Кавказской Горной обсерватории ГАИШ в период с октября 2021 по март 2022 года. Полученные астрометрические результаты представлены в статье. На основе обновленного состава наблюдений заново определены параметры орбиты спутника. Показано повышение точности эфемерид при добавлении новых наблюдений. Сделана новая попытка определения прецессии орбиты спутника, вызванной сжатием быстро вращающегося астероида. Целью было определение динамического сжатия центрального тела. Весь интервал наблюдений разделен на группы по времени. Из наблюдений каждой группы найдено положение оси орбиты спутника. Изменение положения оси дает искомую прецессию. Исследования на нескольких примерах показывают, что положение оси из таких групп наблюдений определяется весьма ненадежно. Причина заключается в сильной корреляции между определяемыми параметрами при ограниченной точности наблюдений. Намечены пути изучения прецессии путем совместного определения динамических параметров на основе всех имеющихся наблюдений.

Савелова А.А., Бусарев В.В., Щербина М.П. «Оценка состава вещества астероидов по спектрам отражения с использованием метеоритных аналогов» Вестник Московского университета. Серия 3: Физика. Астрономия, 78, № 3, с. 2330801_-1-2330801_-7 (2023)

Представлена разработанная в среде MATLAB программа для оценки состава вещества астероидов на основе моделирования их спектров отражения с использованием данных об их метеоритных аналогах. Обсуждаются результаты моделирования и оценки состава вещества для 10 астероидов (1 Цереры, 4 Весты, 51 Немаузы, 65 Кибелы, 102 Мириам, 250 Беттины, 266 Алины, 379 Гуенны, 704 Интерамнии, 1474 Бейры). Для ряда астероидов (1 Церера, 4 Веста, 51 Немауза, 250 Беттина, 704 Интерамния) получено хорошее согласие между модельными спектрами отражения и наблюдаемыми.

Морозова Т.И., Кузнецов И.А. «Фотозарядка пыли в условиях протопланетных дисков» Вестник Московского университета. Серия 3: Физика. Астрономия, 78, № 3, с. 2330802_-1- 2330802_-4 (2023)

Рассмотрен процесс ионизации–рекомбинации газа и зарядки частиц пыли под действием рентгеновского излучения в условиях космической плазмы. Найдены условия когда в результате воздействия излучения, частицы пыли в протопланетном диске могут приобретать положительный заряд даже при низкой ионизации газа.

Думин Ю.В., Лукашенко А.Т., Свирская Л.М. «О возможной интерпретации антикорреляции между температурой протонов и плотностью солнечного ветра» Вестник Московского университета. Серия 3: Физика. Астрономия, 78, № 3, с. 2330803_-1-2330803_-8 (2023)

Антикоррелированный характер распределения температуры и плотности протонов является хорошо известным свойством солнечного ветра. Однако вплоть до настоящего времени остаётся неясным, лежит ли в основе этого явления какой-либо универсальный физический механизм. К сожалению, простое рассмотрение, основанное на сопоставлении характерных времён релаксации температуры и плотности, с одной стороны, и давления, с другой стороны, сталкивается с проблемой неприменимости гидродинамического подхода в условиях, когда длина свободного пробега протонов значительно превышает пространственный размер анализируемых структур. Для разрешения этого противоречия обычно привлекаются те или иные виды МГД турбулентности, уменьшающие эффективные длины свободного пробега. В настоящей статье рассматривается альтернативный подход, основанный на электростатической (ленгмюровской) турбулентности, описываемой математическим формализмом спиновых гамильтонианов, который активно обсуждается в последнее время в литературе по статистической физике. Как вытекает из соответствующих расчётов, формирование антикоррелированных распределений температуры и плотности является универсальным свойством сильнонеравновесных плазменных состояний, описываемых гамильтонианами спинового типа, в процессе их приближения к состоянию термодинамического равновесия; и именно этот феномен мог бы лежать в основе антикорреляций, наблюдаемых в солнечном ветре.

Асанов А.З. «Компенсация возмущений и взаимовлияния каналов управления угловой ориентацией и стабилизацией космического аппарата дистанционного зондирования Земли» Автометрия, 58, № 4, с. 20-27 (2022)

Для решения проблемы компенсации влияния возмущения на угловое положение космического аппарата предложена инженерная методика синтеза алгоритма управления маховичной системой ориентации и стабилизации, основанная на обеспечении селективной инвариантности системы управления и схемы противонакопления сигнала. Эффективность метода подтверждена численным моделированием. DOI: 10.15372/AUT20220402

Прохоров М.Е., Захаров А.И., Кузнецова И.В. «Симметрия между некоторыми методами автономной навигации космических аппаратов и методами определения их положения с Земли» Автометрия, 59, № 2, с. 62-70 (2023)

Обнаружено, что для некоторых неавтономных методов навигации в космосе существуют «симметричные» им автономные методы, в которых все измерения проводятся только с борта самого космического аппарата, положение которого определяется. При этом воспроизводятся результаты измерений, полученных в соответствующих неавтономных методах. С момента получения однотипных измерений обработка в обоих «симметричных» методах ведётся по единому алгоритму. Рассмотрены две пары подобных методов. Обсуждаются различие в степени «симметрии» и возможности использования промежуточных данных обработки наблюдений. DOI: 10.15372/AUT20230207

Баркин М.Ю., Шкапов П.М. «О периоде движения полюса оси вращения упругой Луны» Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Серия: Естественные науки, № 5, с. 4-15 (2022)

Результаты исследования вращательного и поступательно-вращательного движений вязкоупругой Земли и Луны приведены во многих работах. Однако в основном изучена эволюция системы Земля–Луна. Для современных исследований Луны также важно изучить проявление упругих свойств Луны в ее физической либрации (в современную эпоху). В частности, актуальны исследования влияния жидкого и твердого ядер Луны, а также эластичности мантии Луны при ее вращательном движении с учетом высокоточного описания орбитального движения Луны и его резонансного характера. В настоящей работе выявлены значимые эффекты, которые должны приниматься во внимание при интерпретации результатов наблюдений. Для описания вращательного движения Луны использованы уравнения задачи Лиувилля в переменных Андуайе и теория возмущений. Показано, что учитывающая упругие свойства Луны модель приводит к существенному удлинению периода колебаний ее полюса по сравнению с периодом для классической модели твердой Луны. Для сравнения даны значения чандлеровских периодов, рассчитанные по представленным в работе формулам. Результаты проведенных исследований актуальны для обновленной российской лунной программы на период 2021–2040 гг.

Антонов В.С., Калашников Е.В. «Моделирование движения космического тела в неоднородном гравитационном поле» Вестник Московского государственного областного университета. Серия: Физика–Математика, № 4, с. 35-44 (2022)

Цель. Моделирование поведения нескольких тел с ньютоновским потенциалом взаимодействия. Выделение в этой системе двух тел с целью изучения их сближения. Процедура и методы исследования. Строится система дифференциальных уравнений второго порядка. Эти уравнения переводятся в систему алгебраических уравнений. В системе нескольких тел выделяются два тела. Исследуется взаимное поведение этих тел путём вариации масс остальных тел системы. Всё исследование строится на языке Python. Результаты проведённого исследования. Найдены траектории движения тел в модели, в неоднородном гравитационном поле, сформированном самими этими телами. Найдены траектории сближения двух выделенных тел. Проведены исследования устойчивости такой траектории. Теоретическая и/или практическая значимость. В системе нескольких тел, взаимодействующих через гравитационные потенциалы между собой, выделена подсистема двух тел. Рассмотрена устойчивость орбиты сближения двух тел в поле действия остальных тел выбранной системы. Практическая значимость выражена в исследовании безопасности Земли. Ключевые слова: ньютоновский потенциал, моделирование системы нескольких тел, сближение двух тел

Заусаев А.Ф., Романюк М.А. «Сравнение элементов орбит больших планет, Луны и Солнца с использованием различных математических моделей на интервале времени с 1600 по 2200 гг.» Вестник Самарского государственного технического университета. Серия: Физико-математические науки, 26, № 4, с. 738-763 (2022)

Проведен анализ точности элементов орбит, полученных по координатам и компонентам скоростей, найденных с помощью коэффициентов многочленов Чебышева планетного каталога DE405. Для исследования на интервале времени с 1600 по 2200 гг. проведено сопоставление элементов орбит, найденных с помощью каталога DE405, а также полученных на основании численного интегрирования уравнений движения, основанных на взаимодействии движущихся материальных тел с окружающим пространством. На примере численного интегрирования уравнений движения Луны показано преимущество использования уравнений движения, основанных на взаимодействии движущихся материальных тел с окружающим пространством по сравнению с релятивистскими уравнениями. На основании сравнения элементов орбит Меркурия, полученных путем решения уравнений, основанных на взаимодействии движущихся материальных тел с окружающим пространством и найденных с помощью использования каталога DE405, показано, что на исследуемом интервале времени элементы орбит практически совпадают. Максимальное расхождение в средней аномалии на конце интервала интегрирования составляет менее 1” (секунды дуги). Определены невязки вековых смещений перигелиев для Меркурия, Венеры, Земли+Луны и Марса, значения которых для DE405 соответственно равны: 43.08’, 8.4’, 3.83’ и 1.14”. Показано, что погрешности вековых смещений перигелиев планет Меркурия, Венеры, барицентра Земли + Луны и Марса, полученные при использовании каталога DE405, принимают следующие значения: 0’, 6.06’, 3.83’ и 1.08”. Для внешних планет: Юпитера, Сатурна, Урана, Нептуна и карликовой планеты Плутон на основании рассмотренных сравнений различных уравнений движения расхождений элементов орбит не обнаружено. На основании проведенных исследований показано, что использование гармонических координат в релятивистских уравнениях при создании каталога DE405 оправдано только для Меркурия и внешних планет: Юпитера, Сатурна, Урана, Нептуна и карликовой планеты Плутон. Ключевые слова: элементы орбит, численное интегрирование, дифференциальные уравнения движения