«11-я Конференция молодых учёных "Фундаментальные и прикладные космические исследования". ИКИ РАН, Москва, 9–11 апреля 2014: Сборник трудов / Под ред. А.М. Садовского» Механика, управление и информатика, 6, № 7, с. 2 (2014)

9–11 апреля 2014 г. в ИКИ РАН состоялась XI Конференция молодых учёных «Фундаментальные и прикладные космические исследования» (интернет-сайт конференции http://kmu.cosmos.ru), посвящённая дню космонавтики. Основная цель конференции дать молодым учёным возможность самостоятельно представить результаты своей работы, получить опыт выступления перед аудиторией, публичного обсуждения научных результатов. Организатор конференции научно-образовательный центр ИКИ РАН. В конференции участвовали студенты, аспиранты и молодые учёные, работающие в области космических исследований. Предлагаем вашему вниманию сборник трудов конференции.

«Предисловие [11-я Конференция молодых учёных "Фундаментальные и прикладные космические исследования". ИКИ РАН, Москва, 9–11 апреля 2014: Сборник трудов]» Механика, управление и информатика, 6, № 7, с. 3-4 (2014)

Акопян А.Л., Бескин В.С. «К определению формы изображения радиоимпульса пульсара в картинной плоскости» Механика, управление и информатика, 6, № 7, с. 5-16 (2014)

Определение размера изображения радиоимпульсов пульсаров в картинной плоскости является важнейшей задачей не только в связи с возможностью их прямого углового разрешения, но и для проверки и ограничения существующих теорий радиоизлучения. В работе в простейшем случае дипольного магнитного поля определены как форма изображения, так и её изменение в зависимости от фазы импульса для необыкновенной (X) и обыкновенной (O) моды. Получены изображения для пульсаров с различными значениями углов наклона оси намагниченности к оси вращения, а также различными параметрами модели, такими как высота излучения, размер области излучения по высоте и лоренц-фактора вторичной плазмы. Показано, что размер изображения в центре импульса значительно меньше, чем на его краях.

Асеев С.А., Герасимов М.В., Зайцев М.А., Сапгир А.Г. «Выбор адсорбционных ловушек для газохроматогра фического анализа летучих веществ in situ в миссиях Луна-Ресурс (2020) и EXOMARS (2018)» Механика, управление и информатика, 6, № 7, с. 17-23 (2014)

Работа посвящена исследованию зависимости характерного времени удержания постоянных газов CO₂, CO, О₂, CH₄, N₂, Ar на адсорбентах Carbosieve SIII, PoraPak Q и Molsieve 5A от температуры охлаждения адсорбционных накопителей. По результатам проведённых измерений была разработана и проверена лабораторная установка для исследования свойств новых адсорбентов, которые могут использоваться в этих накопителях.

Баяндина О.С., Вальтц И.Е., Куртц С.Ю. «Обзор метанольных мазеров на радиоинтерферометре EVLA (NRAO, USA) на длине волны 18 см: первые результаты наблюдений» Механика, управление и информатика, 6, № 7, с. 24-30 (2014)

С целью проверки правильности предположения относительно общности механизма накачки метанольных мазеров I класса (MMI) и мазеров он, излучающих в сателлите на частоте 1720 мГц, и их отождествления с фронтами биполярных потоков в 2013 г. были проведены наблюдения 102 MMI (спектральные и поляризационные) на радиоинтерферометре eVLA (expanded Very Large Array, Сокорро, Нью-Мексико, США) в конфигурации C на частотах покоя в линиях HI, он и в континууме. Данная работа была поставлена с учётом факта, что подобный обзор, выполненный авторами ранее на 70-метровом радиотелескопе в Евпатории (Украина), дал существенные положительные результаты: совместимость излучения MMI и OH(1720) втрое превзошла совместимость излучения OH(1720) как с другими мазерами, так и с остатками сверхновых основным источником ударных волн в межзвёздной среде, провоцирующих столкновительную накачку молекул. Представлены результаты первого этапа обработки интерферометрических данных с помощью программного пакета CASA, который разрабатывается международным консорциумом учёных на базе национальной радиоастрономической обсерватории США (National Radio Astronomical Observatory, NRAO) для предоставления наиболее широкого круга возможностей обработки данных, полученных на радиотелескопах нового поколения, таких как ALMA и eVLA (expanded Very Large Array, Socorro, new Mexico, USA), и который является новым современным инструментом, используемым в интерферометрии. Обсуждаются результаты статистического анализа данных наблюдений, касающиеся новых мазерных излучателей EGO (Extended Green Objects), открытых ранее в рамках космической миссии SPITZER при исследовании излучения полиароматических углеводородов в ближнем инфракрасном диапазоне и представляющих новый класс объектов межзвёздной среды.

Баяндина О.С., Куртц С.Ю., Алакоз А.В., Вальтц И.Е., Каленский С.В., Рудницкий Г.М. «"Радиоастрон" в системе космической радиоинтерферометрии со сверхдлинными базами: исследование мазера Н₂о в протопланетном диске IC1396N» Механика, управление и информатика, 6, № 7, с. 31-36 (2014)

Представлен проект исследования молодого дозвёздного объекта в области звёздообразования IC1396 с помощью российского наземно-космического интерферометра «Радиоастрон». Объект представляет собой протопланетный диск небольшого диаметра (15 а.е.) и биполярный выброс вещества из центральной части источника, демонстрирующий сильное мазерное излучение в линиях водяного пара. По данным предполётных исследований в системе VLBA (Very Long Baseline Array) nRAO (National Radio Astronomy Observatory), США, со сверхдлинными базами, сравнимыми с диаметром Земли, объект содержит около десяти пространственно неразрешённых мазерных компонентов и демонстрирует постоянство функции видности интерферометра при переходе от коротких баз к длинным, что указывает на их малые линейные размеры. С помощью измерения координат мазерных деталей со сверхвысоким разрешением, которое обеспечит космический радиотелескоп «Радиоастрон» совместно с сетью наземных радиотелескопов, представляется возможность оценки собственных движений мазерных компонентов и проверки предполагаемой модели прецессирующего диска. Проект принят к исполнению научным и организационным комитетом миссии.

Бутенко А.Э., Бугрова А.Д., Аксенов С.А. «Моделирование термоупругого состояния комплекса Atmospheric Chemistry Suit орбитального зонда Trace Gas Orbiter в рамках проекта EXOMARS» Механика, управление и информатика, 6, № 7, с. 37-42 (2014)

Методы компьютерного моделирования применены к задаче оценки нагрузок, возникающих вследствие температурного расширения компонента спектрометрического комплекса Atmospheric Chemistry Suit (ACS) орбитального зонда Trace Gas Orbiter (TGO) проекта EXOMARS.

Дёминова Н.Р., Шиманский В.В., Борисов Н.В., Габдеев М.М. «Исследование характеристик тесной двойной системы NSVS 14256825» Механика, управление и информатика, 6, № 7, с. 43-48 (2014)

Обработаны данные фотометрических и спектроскопических наблюдений предкатаклизмической переменной NSVS 14256825, принадлежащей группе двойных систем типа HW Vir. Выполнено численное моделирование спектров, кривых блеска и кривых лучевых скоростей. В результате уточнены параметры и химический состав атмосферы SDB-субкарлика, получен полный набор параметров компонент системы. Показано, что наблюдаемые кривые лучевых скоростей имеют искажения, обусловленные действием эффектов отражения. Найдены новые значения масс компонент из анализа кривых лучевых скоростей, обнаружено, что вторичная компонента имеет массу, близкую к массе коричневых карликов.

Зайцев М.А., Герасимов М.В., Трубина Е.Н. «Предварительные результаты сравнительного исследования углеродистого вещества матрицы и большого тёмного включения GRANDI CV3-хондрита Ефремовка» Механика, управление и информатика, 6, № 7, с. 49-54 (2014)

Представлены новые результаты сравнительного исследования углеродистого вещества в CV3-хондрите Ефремовка и в большом тёмном включении Grand Dark Inclusion (GRAnDI), содержащемся в данном хондрите. Из основного вещества Ефремовки при пиролизе выделено большее количество органических соединений, чем из вещества GRAnDI. При этом качественный состав летучих веществ был практически одинаков. Методом рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (РФЭс) показано, что GRAnDI содержит значительно больше углерода, чем матрица Ефремовки.

Золотарёв В.В., Овечкин Г.В., Шевляков Д.А. «Применение методов многопорогового декодирования в системах дистанционного зондирования Земли» Механика, управление и информатика, 6, № 7, с. 55-58 (2014)

Рассмотрены вопросы, связанные с эффективностью декодирования многопороговых методов коррекции ошибок в современных системах дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ). Результаты проведённого исследования показали, что наиболее подходящими к применению в системах ДЗЗ по данным критериям являются многопороговые декодеры (МПД) самоортогональных кодов. МПД позволяют почти оптимально декодировать даже очень длинные коды с линейной от длины кода сложностью реализации, демонстрируя при этом хорошую корректирующую способность.

Когогин Д.А., Насыров И.А. «Исследование крупномасштабных ионосферных неоднородностей с помощью двухчастотного радиопросвечивания сигналами спутников ГЛОНАСС» Механика, управление и информатика, 6, № 7, с. 59-63 (2014)

Представлены результаты измерения полного электронного содержания (ПЭс) в ионосфере Земли при воздействии на неё мощного коротковолнового радиоизлучения стенда «сура» на сети ГНСС-станций (Глобальные навигационные спутниковые системы) в пространственно-разнесённых пунктах, расположенных вдоль геомагнитной широты стенда «Сура»: пос. Васильсурск, пос. Зеленодольск; пос. Казань. В ходе нескольких экспериментальных компаний были выбраны дни, когда во время работы стенда «сура» спутники ГЛОНАСС (Глобальная навигационная спутниковая система) пролетали над диаграммой направленности антенной системы (ДНАС) стенда. По результатам обработки полученных данных обнаружено и подтверждено наличие вариаций ПЭС на траектории распространения сигнала от спутника ГЛОНАСС, пролетавшего над возмущённой областью. Вариации ПЭС достигают 0,15–0,3 TECU (1 TECU=10¹⁶ эл/м²).

Колбин А.И., Шиманский В.В., Галеев А.И. «Фотометрический анализ запятнённости вторичной компоненты DE CVn» Механика, управление и информатика, 6, № 7, с. 64-68 (2014)

Приведён фотометрический анализ запятнённости вторичной компоненты DE CVn. Моделирование запятнённости было проведено на основе двухпятенной модели звезды. Поиск параметров пятен проводился с использованием данных в двух фотометрических полосах. Получена карта распределения пятен по поверхности звезды, сделана оценка запятнённости.

Лежнин К.В., Чернягин С.А. «Использование переменных действия ньютоновой задачи в численном решении задачи n тел» Механика, управление и информатика, 6, № 7, с. 69-76 (2014)

Предложен метод регуляризации уравнений движения для столкновительных систем многих частиц. Показано, что с помощью теории возмущений в предложенном подходе можно изолировать особенность и существенно увеличить шаг интегрирования, не теряя физических эффектов, существенно влияющих на эволюцию звёздных скоплений.

Лыскова Н.С. «Простые методы оценки масс эллиптических галактик» Механика, управление и информатика, 6, № 7, с. 77-82 (2014)

Последние десятилетия методы оценки масс эллиптических галактик непрерывно совершенствовались и усложнялись. Современные методы динамического моделирования позволяют не только определить профиль массы, но и рассчитать вклад звёздной и тёмной компонент, охарактеризовать распределение орбит звёзд, оценить массу центральной сверхмассивной чёрной дыры. Однако на практике такой подход оказывается чувствительным к «качеству» наблюдаемых данных и применим только для близких галактик. Более того, даже самых детальных наблюдательных данных может оказаться недостаточно, чтобы однозначно определить все параметры модели, часть из которых вырождена. Детальный анализ может также оказаться неоправданным и с точки зрения вычислительного времени, особенно если речь идёт о современных (и планируемых) обзорах, содержащих информацию о миллионах объектах на разных красных смещениях. Для оценки масс большого числа галактик более целесообразными кажутся простые и быстрые методы, базирующиеся на минимальном наборе данных и обеспечивающие несмещённую оценку, которые и обсуждаются в данной работе. Для эллиптических галактик в оптическом диапазоне «базовыми» наблюдательными данными являются профили поверхностной яркости и лучевой дисперсии скоростей звёзд. Этих данных недостаточно для однозначного определения профиля массы галактики из-за вырождения между массой и анизотропией орбит звёзд. Тем не менее, при разумных предположениях оказывается возможным получить надёжную оценку массы галактики, не привлекая дополнительных данных, но только на специально выбранном радиусе. В данной работе основной акцент сделан именно на исследовании и тестировании подобных простых методов оценки массы эллиптических галактик. На небольшой выборке ярких рентгеновских эллиптических галактик, оптические профили которых были получены на большом телескопе азимутальном специальной астрофизической обсерватории Российской академии наук (БТА САО РАН), было также продемонстрировано, что сравнение простой оптической оценки массы галактики с рентгеновской массой позволяет наложить ограничения на анизотропию орбит звёзд и нетепловое давление газа, а сравнение со звёздной массой позволяет определить долю тёмной материи. Обсуждаются также перспективы использования простой оценки массы в качестве индикатора полной массы галактик и другие возможные области применения простых методов.

Михайлов Е.А., Илларионов Е.А., Модяев И.И. «Скорость роста галактического магнитного поля в модели динамо со случайными коэффициентами» Механика, управление и информатика, 6, № 7, с. 83-87 (2014)

Уравнения галактического динамо содержат усреднённые характеристики межзвёздной среды. Эти параметры хорошо описывают межзвёздный газ в «спокойных» галактиках, однако в объектах, где протекают бурные процессы, влияющие на соотношение между различными компонентами межзвёздного газа, ситуация меняется параметры могут флуктуировать. Нами рассмотрены уравнения галактического динамо в так называемом noz -приближении, где коэффициент, описывающий турбулентные движения, может принимать с определённой вероятностью одно из двух значений. Данная задача решалась как численным путём, так и в рамках аппарата инвариантной меры, известного в теории вероятностей. Оба способа вычисления дают приблизительно одинаковые результаты для скорости роста магнитного поля.

Мкртичян Г.С., Ерохин Н.С. «Структура фазовой плоскости при захвате и серфотронном ускорении электронов с большим продольным импульсом» Механика, управление и информатика, 6, № 7, с. 88-93 (2014)

Исследована структура фазовой плоскости заряженных частиц с большим продольным импульсом при серфотронным ускорении электромагнитной волной. Электромагнитная волна в плазме распространяется вдоль внешнего магнитного поля. При положительной начальной фазе волны на траектории частицы электроны захватываются сразу для большого продольного импульса, а при отрицательной захват электронов волной не наблюдается. Расчёты показали, что траектория захваченных частиц имеет устойчивый фокус на фазовой плоскости, и эта траектория соответствует движению в сложной нестационарной потенциальной яме.

Николаева Ю.А., Аксёнов С.А. «Анализ траекторных характеристик краткосрочных миссий к точке либрации L2 системы Земля–Луна» Механика, управление и информатика, 6, № 7, с. 94-98 (2014)

Представлены результаты моделирования непрямого перелёта к точке L2 системы Земля–Луна. Рассчитаны окна запуска в 2021 г. для дней с наибольшей степенью освещённости обратной стороны Луны. Для этих дней были выбраны моменты запуска, соответствующие минимальным затратам топлива. На основе полученных данных были выбраны наиболее оптимальные моменты запуска космического аппарата.

Попова Е.П., Юхина Н.А. «Двойной цикл солнечной активности в двухслойной среде» Механика, управление и информатика, 6, № 7, с. 99-102 (2014)

Считается, что циклическая магнитная активность солнца имеет основной период, равный примерно 22 годам. Однако более тщательные исследования показали, что солнечный цикл является более сложным. В последние десятилетия появилось большое число работ, в которых показано, что квазициклические импульсы магнитной активности появляются с периодами около 0,5–2,0 лет на фоне 22-летнего солнечного цикла. В работе исследовано поведение динамо-волн в двухслойной среде в рамках нелинейного динамо с учётом толщины слоёв и меридиональной циркуляции. Показано, что в модели существуют режимы, аналогичные двойному циклу, наблюдаемому на солнце. Были построены баттерфляй-диаграммы для полоидальной и тороидальной компонент магнитного поля, воспроизводящие двойной цикл.

Попова Е.П., Юхина Н.А. «Уравнение Гамильтона–Якоби для модели двухмерного динамо с меридиональной циркуляцией» Механика, управление и информатика, 6, № 7, с. 103-105 (2014)

Построено уравнение Гамильтона–Якоби для двухмерного динамо с учётом меридиональной циркуляции с помощью метода, аналогичного методу Вентцеля–Крамерса–Бриллюэна (ВКБ). Такое уравнение позволяет аналитически исследовать зависимость длительности цикла солнечной активности от меридиональных потоков.

Садыков В.М., Зимовец И.В. «Связь характера магнитного поля активных областей Солнца с их вспышечной продуктивностью» Механика, управление и информатика, 6, № 7, с. 106-113 (2014)

Рассмотрено 95 изолированных активных областей в произвольный момент их нахождения на диске Солнца. 28 из 95 активных областей наблюдались инструментами MDI/ SOHO и TRACE, остальные 67 активных областей инструментами HMI/SDO и AIA/ SDO. По фотосферным магнитограммам восстанавливались силовые линии магнитного поля в потенциальном приближении в каждой области. Восстановленные линии сравнивались с магнитоплазменными структурами (магнитными петлями), наблюдаемыми в диапазоне экстремального ультрафиолета. На основании мнения группы экспертов сделан вывод о характере поля в каждой из областей (потенциальный, непотенциальный, промежуточный). Информация о характере поля каждой области дополнена историей её вспышечной активности. Установлено, что потенциальное приближение наблюдается только для 18% рассмотренных активных областей. Показано, что в потенциальных областях не бывает вспышек класса выше С4.0. Утверждается, что на основе лишь определения характера поля в активной области нельзя с вероятностью большей, чем 16%, предсказать появление в ней мощной (класса М или Х) вспышки в течение 24 ч после момента её рассмотрения. Дополнительным результатом данной работы является оценка характерного времени роста токов в активных областях ∼8 ч.

Собьянин Д.Н. «Генерация плазмы в магнитосфере вращающихся радиотранзиентов (RRAT) и обобщённая суперстатистика» Механика, управление и информатика, 6, № 7, с. 114-119 (2014)

В 2006 г. были открыты новые нестационарные космические источники радиоизлучения вращающиеся радиотранзиенты (RRAT). Данные источники характеризуются необычной активностью в виде одиночных, редких, спорадических, коротких, ярких радиовспышек и ассоциируются с вращающимися нейтронными звёздами. Радиоизлучение нейтронных звёзд обязано потокам электрон-позитронной плазмы, истекающей из их магнитосферы. Вспышки радиоизлучения RRAT можно связать с «молниями» в магнитосфере нейтронной звезды, а во время образования таких молний генерация плазмы существенно нестационарна. Обсуждается обобщённая суперстатистика новый подход статистической физики к неравновесным системам с иерархической структурой динамики и разделением пространственно-временных масштабов и рассматривается её приложение к нестационарной генерации плазмы в молниях. Изучается распределение ультрарелятивистских электронов и позитронов по энергиям и вычисляется вероятность того, что случайно выбранная частица вносит существенный вклад в рождение вторичных электрон-позитронных пар.

Трушляков В.И., Гаврилова К.И., Шевцов И.А. «Планетарная защита: обзор международных подходов, проекты и предложения» Механика, управление и информатика, 6, № 7, с. 120-126 (2014)

Рассмотрена проблема загрязнения планеты Земля различными элементами инопланетных тел, привнесённых космонавтами по прибытию на Землю из космического пространства или с поверхности других планет, таких как Марс. Также затронута проблема загрязнения поверхности Марса земными микроорганизмами, предложены варианты уменьшения влияния этого фактора на исследовательскую деятельность на поверхности Марса.