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

АБРАШКИН В.И., ВОРОНОВ К.Е., ПИЯКОВ А.В., ПУЗИН Ю.Я., СЁМКИН Н.Д., САЗОНОВ В.В., ФИЛИППОВ А.С., ЧЕБУКОВ С.Ю. — 2015 г.

Приведены результаты реконструкции неуправляемого вращательного движения малого спутника Аист во время его полета в мае 2013 г. Реконструкция выполнена посредством обработки данных бортовых измерений магнитного поля Земли. Процедура обработки имела дело с порциями данных, охватывающими отрезки времени длиной около 100 мин. Данные, полученные на каждом таком отрезке, обрабатывались совместно методом наименьших квадратов с помощью интегрирования уравнений движения спутника относительно центра масс. При обработке оценивались начальные условия движения и параметры используемой математической модели. Результаты обработки нескольких отрезков данных позволили получить достаточно полное представление о движении спутника.

ДЕМЕХОВ А.Г. — 2015 г.

В статье дан краткий обзор работ В.Ю. Трахтенгерца (1939–2007), характеризующий его вклад в развитие физики космической плазмы. Рассмотрены следующие основные направления его исследований: циклотронное взаимодействие волн и частиц в магнитосфере Земли и смежные вопросы; резонансные процессы в магнитосферно-ионосферном взаимодействии; нелинейные явления при воздействии мощным КВ излучением на ионосферную плазму; коллективные эффекты в атмосферном электричестве.

МУШАИЛОВ Б.Р., ТЕПЛИЦКАЯ В.С. — 2015 г.

Получены некоторые качественные оценки параметров стохастического слоя, обусловленного диссипацией рэлеевского типа в случае орбитальных линдбладовских резонансов в планетном варианте задачи трех тел.

КОЛЕСНИКОВ Е.К., ЧЕРНОВ С.В. — 2015 г.

На основе результатов численных экспериментов показана принципиальная возможность длительного (более 1 месяца) существования наночастиц (НЧ) из углерода в плазмосфере Земли для трех типов орбитального движения НЧ: а) движения в режиме магнитно-гравитационного захвата; б) движения между зеркальными точками в северном и южном полушариях; в) движения в окрестности экваториальной плоскости. Установлено, что основным физическим механизмом, приводящим к длительному удержанию НЧ в плазмосфере Земли является адиабатическая инвариантность эквивалентного магнитного момента НЧ, имеющая место при условии слабой локальной неоднородности магнитного поля. Показано, что наночастицы, движущиеся в плазмосфере Земли в режиме магнитно-гравитационного захвата могут иметь экстремально большие времена орбитального существования – порядка года и более.

ЗАГАЙНОВА Ю.С., ФАЙНШТЕЙН В.Г. — 2015 г.

По данным GOES-12/SXI, SOHO/EIT и SDO/AIA исследовано формирование и начальная стадия движения нескольких быстрых, импульсных корональных выбросов массы типа “гало” (ГКВМ), связанных со вспышками рентгеновских классов М и Х, но не связанных с эрупцией солнечных волокон. По особенностям формирования рассмотренные ГКВМ можно разделить на три группы: i) ГКВМ возникают вследствие нарушения равновесия одиночных эмиссионных петлеобразных структур, наблюдаемых в канале 195 A инструмента EIT за несколько часов до первой регистрации выброса массы в поле зрения рентгеновского телескопа SXI. После эрупции эти петли становятся структурными элементами ГКВМ; ii) ГКВМ может формироваться в результате нарушения равновесия нескольких петель в процессе объединения этих петель в одну структуру; iii) формирование ГКВМ начинается с движения вверх группы корональных петель, наблюдаемых по данным AIA сначала в “горячем” канале 131 A, спустя несколько минут – в более “холодном” канале 211 A, позже – в канале 193 A и, наконец, в канале 171 A. Воздействие движущихся петлеобразных структур на вышележащие области короны приводит к формированию и движению фронтальной структуры ГКВМ повышенной яркости. При этом сами эруптивные петли не становятся структурными элементами ГКВМ. Все исследованные ГКВМ начали свое поступательное движение до возникновения связанных вспышек. По результатам изучения кинематики рассмотренных ГКВМ сделан вывод о существовании двух типов корональных выбросов массы, различающихся временным профилем скорости, который определяется площадью и магнитной конфигурацией активной области, в которой был сформирован выброс массы. Показано, что ГКВМ, возникшие в разное время в одной и той же активной области, имеют один и тот же тип профиля скорости.

КУДРЯШОВ В.А., МАРТЫНОВ М.Б., ТЕРЕБИЖ В.Ю., ШУГАРОВ А.С., ШУСТОВ Б.М. — 2015 г.

Представлена концепция космической системы обнаружения опасных небесных тел размером свыше 100 м за 15–30 дней до их возможного столкновения с Землей на базе широкоугольного телескопа с апертурой 0.75 м и полем зрения диаметром 7°. Предложена предварительная компоновка космического аппарата с использованием малоразмерной платформы НПО им. С.А. Лавочкина. Даны предварительные оценки основных параметров системы. Основное достоинство системы – сочетание высокой производительности, проницающей силы, умеренной технической сложности и стоимости реализации.

БОГОД В.М., ПЕТЕРОВА Н.Г., РЯБОВ Б.И., ТОПЧИЛО Н.А. — 2015 г.

Представлен обзор наблюдений активных областей, в которых отмечено явление депрессии радиоизлучения в радиоисточниках над крупными пятнами. Величина депрессии может быть значительной и достигать 2000–4000 К относительно окружающей температуры спокойного Солнца. Однако количество случаев сильной депрессии немного, что, по-видимому, связано как с особенностями и условиями наблюдений пятен, так и возможностями современных крупных радиотелескопов. Использование радиотелескопа РАТАН-600 с высоким спектральным разрешением 1% позволило установить, что это явление наблюдается в ограниченном диапазоне длин волн (1.7–3.0) см. Благодаря специальной методике поляризационных измерений на РАТАН-600 показано, что эффект депрессии излучения имеет место в излучении обыкновенной моды, тогда как в необыкновенной моде источник излучения над пятном всегда остается ярче окружающего фона. В данной работе рассмотрены две новые активные области, в которых зарегистрировано явление депрессии и проведено сопоставление с данными радиогелиографа NoRH, ССРТ и данными КА. Измерены величины магнитных полей над пятнами, при которых область генерации как необыкновенной, так и обыкновенной волн проникает в область корональных температур. На основе совокупности наблюдательных данных проведено моделирование явления депрессии, указывающее на понижение электронной плотности и аналогию с корональными дырами. Обсуждаются возможные направления исследований данного явления.

АБРАШКИН В.И., ВОРОНОВ К.Е., ПИЯКОВ И.В., ПУЗИН Ю.Я., САЗОНОВ В.В., СЕМКИН Н.Д., ЧЕБУКОВ С.Ю. — 2015 г.

Реконструировано фактическое управляемое вращательное движение спутника Бион М-1 в режимах орбитальной и одноосной солнечной ориентации. Реконструкция выполнена по данным бортовых измерений векторов угловой скорости и напряженности магнитного поля Земли (МПЗ). Методика реконструкции основана на кинематических уравнениях вращательного движения твердого тела. В рамках этой методики данные измерений обоих типов, собранные на некотором отрезке времени, обрабатываются совместно. Измерения угловой скорости интерполируются кусочно-линейными функциями, которые подставляются в кинематические дифференциальные уравнения для кватерниона, задающего переход от приборной системы координат спутника к инерциальной (второй геоэкваториальной) системе координат. Полученные таким образом уравнения представляют собой кинематическую модель вращательного движения спутника. Решение этих уравнений, аппроксимирующее фактическое движение, находится из условия наилучшего (в смысле метода наименьших квадратов) согласования данных измерений вектора напряженности МПЗ с его расчетными значениями. Описанная методика позволяет реконструировать фактическое вращательное движение спутника одним решением кинематических уравнений на интервалах времени продолжительностью более 5 ч. Найденные реконструкции использованы для расчета остаточных микроускорений.

ГОРБАЧЕВ О.А., ИВАНОВ В.Б., ХОЛМОГОРОВ А.А., ХОХРЯКОВ Д.Е. — 2015 г.

Представлена обновленная версия модели полного электронного содержания в ионосфере GEMTEC, ориентированная на повышение точности позиционирования одночастотной аппаратуры спутниковых радионавигационных систем. Приведены результаты тестирования модели в сравнении с использованием стандартной методики компенсации ионосферного запаздывания радиосигналов на основе модели Клобучара. Показано, что предлагаемая модель существенно точнее модели Клобучара.

БАИШЕВ Д.Г., БАРКОВА Е.С., ДУ А., МОИСЕЕВ А.В., ЮМОТО К. — 2015 г.

По данным наземных и спутниковых наблюдений рассмотрено событие генерации длиннопериодных геомагнитных пульсаций в диапазоне Pc5 25.VI.2008 в невозмущенных геомагнитных условиях. В спектрах колебаний в межпланетной среде, магнитосфере и на Земле выявлены два максимума в полосе 1.9–2.2 и 2.9–3.3 мГц. Пульсации с частотой 1.9–2.2 мГц были зарегистрированы во всех временных секторах от высоких до низких широт. Максимальная амплитуда колебаний регистрировалась в секторе долгот, совпадающим с положением области ионного форшока. Предполагается, что рассмотренное событие было обусловлено как вариациями динамического давления солнечного ветра, усиленными форшок-областью, так и прямым проникновением ультранизкочастотных волн из солнечного ветра в магнитосферу.

ЕСЕЛЕВИЧ В.Г., ЕСЕЛЕВИЧ М.В. — 2015 г.

По результатам анализа данных инструмента AIA/SDO и EUVI/STREREO было подтверждено, что начальная фаза “постепенного” коронального выброса массы (КВМ) начинается как движение из состояния покоя внешней оболочки коронального магнитного жгута, которая становится затем основой фронтальной структуры КВМ. Показано, на примере анализа события 5.I.2013, что другой тип КВМ – “импульсный”, может возникать как результат выброса “полости” из нижней короны Солнца (канал 193 A), которая затем становится основой будущего КВМ. Анализ трехмерной структуры полости, ее динамики и кинематики, а также сопоставление результатов анализа с численными расчетами, позволяют интерпретировать наблюдения как проявление быстрого подъема магнитной трубки (жгута), заполненной холодной плазмой. Появление жгута в нижней короне, возможно, является следствием его быстрого всплывания (со сверхзвуковой скоростью) из конвективной зоны Солнца. Теоретические оценки показывают, что причиной выброса магнитной трубкой из конвективной зоны может быть развитие неустойчивости Паркера (“медленной” волны).

САДОВСКИЙ А.М., СКАЛЬСКИЙ А.А. — 2015 г.

Предложен механизм отражения протонов солнечного ветра на основе модели “мини”-магнитосферы”, возникающей над областью аномальной намагниченности лунной поверхности с формированием отошедшей “квази”-ударной волны. На примере одного из случаев регистрации протонов, отраженных от поверхности Луны, при пролете КА Chandrayaan над областью аномальной намагниченности в Море Дождей, и одновременных наблюдений солнечного ветра и межпланетного магнитного поля на КА WIND показано соответствие наблюдаемых потоков отраженных частиц с предложенной моделью.

АВАНЕСОВ Г.А., КРАСИКОВ В.А., НИКИТИН А.В., САЗОНОВ В.В. — 2015 г.

Звездный датчик БОКЗ-М (блок измерения координат звезд) предназначен для определения параметров ориентации осей собственной системы координат относительно осей инерциальной системы по наблюдениям участков звездного неба. На точность такого определения влияет большое число факторов, и оценка вклада каждого из них в общую ошибку не всегда возможна. В общем случае приходится ограничиваться оценкой суммарной ошибки по результатам исследования продолжительных рядов определений параметров ориентации, полученных в наземных испытаний и в условиях космического полета. В данной работе приводятся оценки точности прибора БОКЗ-М, сделанные по измерениям, которые были выполнены в процессе штатной эксплуатации прибора на спутнике Метеор-М.

ЖУРАВЛЕВ В.И. — 2015 г.

Представлено описание пакета Fakerat, предназначенного для планирования VLBI наблюдений на наземно-космических базах, превышающих размер Земли. В статье сообщаются результаты спланированных наблюдений за первые два года работы космического радиотелескопа в режиме наземно-космического интерферометра.

БЕЗГЛАСНЫЙ С.П., ПИЯКИНА Е.Е. — 2015 г.

Рассматривается плоское движение космической тросовой системы (КТС), моделируемой невесомым стержнем с двумя закрепленными массами на его концах и с перемещающейся вдоль стержня третьей массой. Получено уравнение маятникового управляемого движения рассматриваемой системы на эллиптической орбите. Исследуются задачи о параметрическом управлении, переводящем КТС из одного устойчивого радиального положения равновесия в другое и стабилизирующем по отношению к плоским возмущениям двух диаметрально противоположных положений относительного равновесия КТС на круговой орбите. Управлением является непрерывный закон движения подвижной массы вдоль троса по принципу качелей. Решение получено в замкнутом виде на основе второго метода классической теории устойчивости с построением соответствующих функций Ляпунова. Асимптотическая сходимость решений подтверждена результатами численного моделирования движения системы.

ВОЙЦИК П.А., КОВАЛЕВ Ю.Ю., ПАЩЕНКО И.Н. — 2015 г.

Для интерпретации радиоинтерферометрических наблюдений чувствительных к линейной поляризации необходимо учесть эффект инструментальной или “паразитной” поляризации. В случае наземно-космической Радиоинтерферометрии со Сверхдлинными Базами эта процедура предполагает проведение сеанса поляризационно-чувствительного картографирования с достаточным числом наземных станций и достаточно малыми проекциями наземно-космических баз. В работе решается задача оценки величины инструментальной поляризации космического радиотелескопа Спектр-Р проекта “РадиоАстрон” по результатам Ранней научной программы наблюдений активных ядер галактик. Используется статистический подход к оценке величины инструментальной поляризации, связанный с анализом уже полученных к настоящему времени промежуточных результатов обзора яркостных температур. Полученные для частотных диапазонов C и L (95-процентные вероятностные интервалы [0.0646, 0.1267] и [0.0945, 0.1736] соответственно для 6 и 18 см) оценки позволяют утверждать, что инструментальная поляризация радиотелескопа не превышает значений, типичных для наземных РСДБ-станций.

БАРАНОВ А.А., БУДЯНСКИЙ А.А., ЧЕРНОВ Н.В. — 2015 г.

Рассматривается задача поддержания угла между плоскостями орбит разноуровневых спутниковых систем. Предполагается, что один из аппаратов является активным и в дальнейшем предназначен для обслуживания КА, расположенного на орбите другого уровня, а также рассматривается вариант простого поддержания конфигурации системы. Предлагаются различные схемы поддержания угла, в том числе схемы, обеспечивающие минимальный угол между плоскостями орбит на момент оптимального фазового рассогласования для выполнения маневров сближения. Приведены четыре примера решения задачи, позволяющие оценить эффективность различных схем поддержания.

ЗАСТЕНКЕР Г.Н., РАХМАНОВА Л.С., РЯЗАНЦЕВА М.О. — 2015 г.

Изучена трансформация плазменных структур солнечного ветра при прохождении через турбулентный магнитослой на временных интервалах от нескольких секунд до нескольких минут с использованием данных измерений плотности плазмы на двух близкорасположенных спутниках миссии Themis. Показано, что околоземная ударная волна и магнитослой добавляют, в основном, высокочастотные флуктуации с частотами более 0.01–0.02 Гц к исходным вариациям плотности плазмы солнечного ветра. В результате анализа нескольких длительных интервалов обнаружено, что коэффициент корреляции может испытывать резкие изменения, уменьшаясь от больших значений до достаточно малых за несколько минут и затем снова возрастая. Статистически изучены факторы, влияющие на уровень корреляции плотности плазмы солнечного ветра и магнитослоя. Показано, что высокий уровень корреляции в большем проценте случаев наблюдается при высоких значениях модуля межпланетного магнитного поля, плотности плазмы и модуля направленной скорости солнечного ветра. Уровень корреляции также значительно увеличивается с увеличением амплитуды плазменных структур солнечного ветра.

ПОЛЕЩИКОВ С.М. — 2015 г.

Рассматривается регуляризация уравнений движения плоской круговой ограниченной задачи трех тел. Регуляризация выполняется в канонических переменных в подвижной системе координат. В регуляризации использованы две различные L-матрицы второго порядка. Построенные уравнения имеют полиномиальную структуру. Выполнено численное интегрирование полученной системы методом Рунге–Кутты–Фельберга. Приведены результаты численных экспериментов с параметрами системы Земля–Луна для различных L-матриц.

БИРЮКОВ А.В. — 2015 г.

В ходе подготовки к запуску космического радиотелескопа для проведения наземных подготовительных и тестовых испытаний наземно-космического комплекса научной аппаратуры проекта “РадиоАстрон” были разработаны программы и методики испытаний в режиме интерферометра с нулевой базой, позволяющие измерить параметры бортового плеча наземно-космического радиоинтерферометра со сверхдлинными базами, определяющими его основной комплексный параметр – чувствительность.