научный журнал по космическим исследованиям Космические исследования ISSN: 0023-4206

АСТАФЬЕВА Н.М., МИНГАЛЕВ В.С., МИНГАЛЕВ И.В., МИНГАЛЕВ О.В., ОРЛОВ К.Г., ЧЕЧЕТКИН В.М. — 2012 г.

Механизмы формирования циклонических вихрей в тропической атмосфере Земли в области внутритропической зоны конвергенции исследуются при помощи численного моделирования в рамках полной системы уравнений газовой динамики с учетом переноса инфракрасного излучения, фазовых переходов водяного пара в микрокапли воды и частицы льда и с учетом оседания этих капель и частиц льда в поле силы тяжести. В начальных и граничных условиях модели используются наблюдательные данные о структуре доминирующих воздушных потоков, формирующихся во внутритропической зоне конвергенции над северной Атлантикой в периоды ее наибольшей термодинамической интенсивности и неустойчивости. Численно получено формирование циклонических вихревых течений при достаточно сильных изгибах внутритропической зоны конвергенции. Проведено сравнение результатов численного моделирования с данными микроволнового спутникового мониторинга – глобальными радиотепловыми полями Земли из электронной коллекции GLOBAL-Field, позволяющими изучать структуру атмосферных движений в широком диапазоне пространственно-временных масштабов.

БАРАНОВ А.А., РОЛДУГИН Д.С. — 2012 г.

Рассматривается задача встречи двух космических аппаратов на близких околокруговых некомпланарных орбитах. Углы приложения импульсов скорости и их ориентация определяются из необходимых условий оптимальности, полученных на основе теории базис-вектора. Для невырожденных шестиимпульсных решений найдены аналитические формулы, аппроксимирующие зависимость моментов приложения импульсов скорости и углов, определяющих их ориентацию, от продолжительности встречи. Суммарная характеристическая скорость шестиимпульсных и/или производных от них пятиимпульсных решений сравнивается с суммарной характеристической скоростью, полученной при решении задачи Ламберта.

АЛЕКСАНДРОВ А.Ю., ТИХОНОВ А.А. — 2012 г.

Рассматривается ИСЗ с электродинамической системой стабилизации. На основе метода функций Ляпунова получены достаточные условия асимптотической устойчивости прямого положения равновесия ИСЗ в орбитальной системе координат при наличии возмущающего воздействия гравитационного момента. Эти условия позволяют обеспечить рациональный выбор коэффициентов параметрического управления в зависимости от параметров ИСЗ и его орбиты.

УЛЫБЫШЕВ Ю.П. — 2012 г.

КУЗНЕЦОВ Н.В., НИКОЛАЕВА Н.И. — 2012 г.

Выполнено обобщение экспериментальных данных по потокам захваченных протонов, которые были зарегистрированы разными приборами на трех низкоорбитальных спутниках (NOAA-17, Университетский-Татьяна и КОРОНАС-Ф) в течение апреля 2005. На основе этих данных предложена новая количественная модель потоков захваченных протонов, позволяющая с помощью аналитических выражений прогнозировать потоки протонов с энергией от 30 кэВ до 140 МэВ в условиях спокойной геомагнитной обстановки и в период близкий к минимуму солнечной активности на дрейфовых оболочках L = 1.14–1.4. Предложенная модель устанавливает дифференциальные направленные потоки протонов в зависимости от питч-угла на геомагнитном экваторе и обеспечивает учет анизотропии захваченных частиц на нижней границе радиационного пояса Земли.

ГОРБАЧЕВ О.А., ИВАНОВ В.Б., ИВЕЛЬСКАЯ М.К. — 2012 г.

Предложен метод моделирования полного электронного содержания (ПЭС), базирующийся на полуэмпирической модели ионосферы, разработанной в Иркутском государственном университете. Сравнение с моделью Клобучара показало, что предложенный метод дает более точное представление ПЭС. Сделан вывод, что использование предложенного метода для компенсации ионосферной ошибки в одночастотных навигационных приемниках приведет к заметному повышению точности их позиционирования.

КУРИЛЬЧИК В.Н. — 2011 г.

Авроральное Километровое Радиоизлучение (АКР) – самое мощное спорадическое радиоизлучение магнитосферы Земли. Оно было открыто в 1965 году советскими учеными в эксперименте на спутнике ЭЛЕКТРОН-2 [1]. АКР продолжает оставаться предметом большого интереса и детального изучения (см., например, обобщающую работу Гарнета [2]). Общепризнанным механизмом генерирования АКР является механизм циклотронной мазерной неустойчивости, предложенный Ву и Ли [3]. Наличие мощного АКР одновременно в обоих полушариях Земли в период с августа 1995 г. по август 1997 г., в том числе в летне-зимние периоды, нами было показано на конкретных примерах регистрации этого излучения в работе [4], где, в основном, исследовалась направленность и механизм излучения. Поскольку в этот период АКР наблюдался вблизи перигеев орбиты спутника в обоих полушариях практически на каждом (3.8 суток) ее витке, мы имеем возможность более детально проследить изменения мощности излучения от витка к витку в течение 1996 года, на который пришелся глубокий минимум солнечной активности.

АНТОНОВА Е.Е., ЗАСТЕНКЕР Г.Н., ЗНАТКОВА С.С., КИРПИЧЕВ И.П. — 2011 г.

Проведен анализ баланса давлений на магнитопаузе вблизи подсолнечной точки в магнитоспокойных условиях для 18 пересечений магнитопаузы спутниками проекта THEMIS. Определены динамическое, статическое давления плазмы и магнитное давление в магнитослое, магнитное давление и статическое давление плазмы внутри магнитосферы. Изучены вариации полного давления при нахождении одного из спутников внутри магнитосферы, а другого в магнитослое вблизи магнитопаузы. Показано что для исследованных 18 событий в пределах ошибок измерений и применимости приближения анизотропной магнитной гидродинамики к бесстолкновительной плазме магнитослоя и магнитосферы, в среднем, с точностью в 7% соблюдается условие баланса давлений в подсолнечной точке.

АКУЛЕНКО Л.Д., ЗИНКЕВИЧ Я.С., ЛЕЩЕНКО Д.Д., РАЧИНСКАЯ А.Л. — 2011 г.

Исследуется быстрое вращательное движение относительно центра масс динамически несимметричного спутника с полостью, заполненной вязкой жидкостью при малых числах Рейнольдса, под действием гравитационного и светового моментов. Орбитальные движения с произвольным эксцентриситетом считаются заданными. Анализируется система, полученная после усреднения по движению Эйлера–Пуансо и применения модифицированного метода усреднения. Проведен численный анализ в общем случае и аналитическое исследование в окрестности осевого вращения. Рассмотрено движение в частном случае динамически симметричного спутника.

ГАРИПОВ Г.К., КЛИМОВ П.А., МОРОЗЕНКО В.C., ПАНАСЮК М.И., ХРЕНОВ Б.А. — 2011 г.

С помощью детектора ближнего ультрафиолетового (УФ) излучения (длины волн 300–400 нм) [1], расположенном на борту спутника Университетский-Татьяна с высотой орбиты 950 км (наклонение 81°), были выделены и изучены кратковременные вспышки УФ [2, 3, 4, 5]. В настоящей статье наблюдавшиеся вспышки УФ разбиты на классы по типу их временного профиля и изучено время нарастания и спада интенсивности излучения в каждой вспышке. Используя данные о временном профиле, оказалось возможным сделать оценку энергии вспышки в атмосфере даже в случае насыщения канала измерения сигнала в максимуме излучения. Проведена оценка энергетического спектра наблюдаемых вспышек. Временные и энергетические характеристики вспышек важны для выбора модели развития электрического разряда в верхней атмосфере, ответственного за наблюдающееся излучение.

КУЗЬМИНЫХ Ю.В., СИДОРОВ В.И., ЯЗЕВ С.А. — 2011 г.

На основании анализа солнечных событий 18.VIII.1995 г. (SN/C1.9) на лимбе и 23.IX.1998 г. (3В/М6.9) на диске предлагается новый сценарий вспышки, сопровождающейся возвратным протуберанцем, в котором обратное движение протуберанца является причиной дополнительного энерговыделения и формирования второй системы вспышечных лент. Наблюдения в линиях Н , а также потоков рентгеновского излучения в диапазонах 1–8 A и 0.5–4 A дополнены для второго случая данными в линии 1550 A. Сценарий предусматривает две стадии развития. На первой происходит энерговыделение в токовом слое, обеспечивающее как ускорение выброса вверх от солнечной поверхности, так и саму вспышку, включая нагрев вспышечной области, потери на излучение и на теплопроводность. Вторая стадия вспышки обеспечивается энергией падения вещества протуберанца на хромосферу. Вторая пара вспышечных лент, наблюдающаяся в этой стадии, предлагается в качестве хромосферного критерия реализации данного сценария для вспышек на диске. Энергия, высвободившаяся во время первой стадии вспышки 23.IX.1998 г., составила 3 · 1031 эрг. Часть ее, затраченная на вспышечные процессы, 0.5 · 1031 эрг. Оставшаяся часть, представляющая энергию выброса, согласуется по порядку величины с рассчитанным значением энергии вспышки во второй стадии, что не противоречит предложенному сценарию. Раннее распознавание такого сценария для вспышек на диске может быть использовано для оперативного прогноза космической погоды. В частности, вспышка с возвратным протуберанцем позволяет прогнозировать отсутствие яркого “ядра” коронального выброса массы.

РАБИНОВИЧ Б.И. — 2011 г.

Возможность появления гидротермальных ячеек в системе океан спутника Юпитера Европа – ледяная оболочка была теоретически обоснована Р. Томсоном и Дж. Деланея [8]. В статье [11] были сформулированы краевые задачи для планетарных гироскопических волн, гравитационно-упругих волн в этих ячейках и исследован численно спектр бездивергентных гироскопических волн. Настоящая статья является продолжением [11]. В ней рассматриваются спектры независимых чисто гравитационных и гидроупругих волн. Рассмотрена возможность резонансного возбуждения в ячейках Томсона–Деланея гравитационных и гидроупругих волн.

ЗЛЕНКО А.А. — 2011 г.

ВИНОГРАДОВ И.И., ИВАНОВ А.Ю., КОРАБЛЕВ О.И., КСАНФОМАЛИТИ Л.В., ОРЛОВ Д.А., РОДИН А.В., ТАВРОВ А.В., ТРОХИМОВСКИЙ А.Ю. — 2011 г.

Непосредственное наблюдение экзопланет требует космического базирования ахроматического звездного коронографа, совмещенного с телескопом 0.8–1.5 м. Предложен ахроматический интерферометр общего пути для наблюдения экзопланеты – слабого внеосевого источника света на фоне звезды – яркого осевого источника. Изображение планеты и его копия приобретают ахроматический фазовый сдвиг на 180° и интерферируют в противофазе. Ахроматический фазовый сдвиг обусловлен геометрической фазой в схеме трехмерного интерферометра. Процесс интерференции пространственно разделяет темное и светлое поля изображения звезды, перенаправляя их по разные стороны светоделителя. Процесс интерференции не ослабляет изображение планеты, и перенаправляет его с равной интенсивностью по обе стороны светоделителя. Предложенная схема интерферометра общего пути обеспечивает механическую стабильность к внешним воздействиям. Экспериментально показано ослабление фонового сигнала на шесть порядков.

ТКАЧЕНКО А.И. — 2011 г.

Излагается методика обнаружения и идентификации отказов в комплекте чувствительных элементов космического аппарата, измеряющих векторные величины различной физической природы.

БОРИСОВ C.В., ВОРОНОВ С.А., КАРЕЛИН А.В. — 2011 г.

Калориметры используются в исследованиях космических лучей для выполнения разнообразных задач, таких как измерение энергии частиц, разделение электронов и адронов, выработка триггеров (сигналов, инициирующих запуск приборов) и т.д. В данном обзоре рассматриваются методы восстановления величины энергии протонов и электронов (для частиц с энергией больше 10 ГэВ) в калориметрах различных типов, используемых в астрофизических экспериментах по исследованию космических лучей, проводящихся на аэростатах и искусственных спутниках Земли.

САЗОНОВ В.В., САЗОНОВ ВАС. В. — 2011 г.

Предложена новая математическая модель неуправляемого вращательного движения спутников Фотон. Модель основана на динамических уравнения Эйлера движения твердого тела и учитывает действие на спутник четырех внешних механических моментов: гравитационного, восстанавливающего аэродинамического, момента с постоянными компонентами в связанной со спутником системе координат и момента, возникающего при взаимодействии магнитного поля Земли с собственным магнитным моментом спутника. Для расчета аэродинамического момента использована специальная геометрическая модель внешней оболочки спутника. Детальный вид формул, задающих перечисленные моменты в уравнениях движения спутника, согласован с видом рассматриваемых движений. Тестирование модели выполнено посредством определения с ее помощью вращательного движения спутника Фотон М-2 (находился на орбите 31.V.–16.VI.2005) по данным бортовых измерений напряженности магнитного поля Земли. Использование новой модели привело к сравнительно небольшому повышению точности определения движения, но позволило получить физически реальные оценки некоторых параметров.

НЫММИК Р.А. — 2011 г.

Представлены методология анализа и результаты определения химического состава событий солнечных космических лучей (СКЛ) при энергиях 4 МэВ/нуклон. Систематическое описание экспериментальных данных о химическом составе СКЛ необходимо, как для лучшего понимания процессов, приводящих к генерации и распространению высокоэнергичных частиц, так и для разработки количественной расчетной модели потоков частиц СКЛ.

АКСЕНОВ С.А., ЛОГАШИНА И.В., НАЗИРОВ Р.Р., ЧУМАЧЕНКО Е.Н. — 2011 г.

ПЕТУХОВ В.Г. — 2011 г.

Рассмотрена задача синтеза устойчивого управления с обратной связью на основе решения задачи минимизации времени многовиткового перелета между некомпланарными эллиптической и круговой орбитами в ньютоновском гравитационном поле. Задача решена с использованием асимптотических свойств и симметрий оптимального управления в невозмущенной задаче. Показана устойчивость полученного управления по отношению к внешним возмущениям, отклонениям начальных условий и ошибкам реализации вектора тяги. Полученное квазиоптимальное управление с обратной связью может использоваться в качестве бортового алгоритма управления КА и при проведении проектно-баллистического анализа.