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

Архив научных статейиз журнала «Космические исследования»

  • ПРОСТРАНСТВЕННАЯ СТРУКТУРА РС5 ВОЛН ВО ВНЕШНЕЙ МАГНИТОСФЕРЕ ПО НАБЛЮДЕНИЯМ НА СПУТНИКАХ THEMIS

    КОЗЫРЕВА О.В., МЕЛИКЯН К.А., ПИЛИПЕНКО В.А. — 2013 г.

    Проанализированы колебания диапазона Рс5, зарегистрированные во внешней области вечерней магнитосферы на 5 спутниках THEMIS, когда все аппараты двигались с небольшим разносом по одной орбите. Определены градиенты пространственной структуры колебаний и потоков энергичных протонов. Наблюдаемые фазовые сдвиги поля колебаний между аппаратами предположительно вызваны их распространением в солнечном (западном) направлении с азимутальными волновыми числами m 30–60. По данным детекторов частиц определена неравновесность распределения протонов: немонотонность распределения по энергии и резкая пространственная неоднородность. Рассчитанные параметры плазмы и колебаний не согласуются с предположением о дрейфово-зеркальной неустойчивости как источнике колебаний. Полная теория этих волн должна включать эффекты конечного ларморовского радиуса и одновременное наличие двух типов неравновесности плазмы.

  • РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ СОВМЕСТНОГО ОЦЕНИВАНИЯ НЕСТАЦИОНАРНОЙ МОДЕЛИ ДРЕЙФА ГСП И ВЕКТОРА СОСТОЯНИЯ НАВИГАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ

    ПОГОРЕЛОВ В.А., СОКОЛОВ С.В. — 2013 г.

    Рассмотрено решение задачи оценивания нестационарных коэффициентов полиномиальной модели дрейфа гиростабилизированной платформы (ГСП) в реальном масштабе времени. Для решения поставленной задачи получены уравнения оценивания для вектора состояния навигационной системы (НС) с учетом корреляционных связей между уравнениями объекта и наблюдателя. Оценивание коэффициентов модели дрейфа ГСП осуществляется на основе использования нелинейных вероятностных критериев.

  • РОБАСТНЫЙ АЛГОРИТМ НАВЕДЕНИЯ ДЛЯ ПОСАДКИ НА ЛУНУ

    ЖУКОВ Б.И., ЗАЙКО Ю.К., ЛИХАЧЕВ В.Н., СИХАРУЛИДЗЕ Ю.Г., ТУЧИН А.Г., ФЕДОТОВ В.П. — 2013 г.

    Работа посвящена выбору рациональной траектории движения посадочного аппарата, предназначенного для посадки на Луну, от момента схода с предпосадочной окололунной орбиты до прилунения. На единой концептуальной основе разработаны многошаговые терминальные алгоритмы наведения для трех участков траектории спуска.

  • СИММЕТРИЧНЫЕ ПЕРИОДИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ ХИЛЛА. I

    БАТХИН А.Б. — 2013 г.

    Рассматривается плоская круговая задача Хилла и ее предельный интегрируемый вариант, называемый задачей Энона, для которой исходная задача Хилла является сингулярным возмущением. Среди решений задачи Энона выделяется счетное число порождающих решений–дуг, однозначно определяемых условием последовательного прохождения через начало координат – особую точку уравнений движения задачи Хилла. Из порождающих решений–дуг, как из “букв” некоторого “алфавита”, составляются по определенным правилам “слова” – порождающие решения семейств периодических орбит задачи Хилла. Последовательность “букв” в “слове” определяет порядок перехода орбиты с одного инвариантного многообразия на другое, а множество всех правильно заданных “слов” определяет символическую динамику системы.

  • СИММЕТРИЧНЫЕ ПЕРИОДИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ ХИЛЛА. II

    БАТХИН А.Б. — 2013 г.

    Описан алгоритм исследования семейств симметричных периодических орбит по их порождающим решениям, структура которых дана в первой части статьи [1]. Этот алгоритм существенно использует симметрию порождающего решения и его начальное приближение. С помощью алгоритма найдено и исследовано более 20-ти новых семейств симметричных периодических решений задачи Хилла. Приводится описание семейств, содержащих орбиты выведения в окрестность коллинеарных точек либрации L1, 2.

  • СИНТЕЗ КОМБИНИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ ПРЕЦИЗИОННОЙ СТАБИЛИЗАЦИИ ОБСЕРВАТОРИИ “СПЕКТР-УФ”. I

    БЕЛЯЕВ Б.Б., БЫЧКОВ И.В., ВОРОНОВ В.А., ДРУЖИНИН Э.И., КОЗЛОВ Р.И., ТЕЛЕПНЕВ П.П., УЛЬЯНОВ С.А., УЛЬЯШИН А.И. — 2013 г.

    Работа представляет первую часть результатов поисковых исследований по разработке комбинированной системы высокоточной стабилизации оптического телескопа для проектируемой международной обсерватории “Спектр-УФ”, предназначенной для изучения звезд в УФ-диапазоне. Описан используемый в этих исследованиях новый прямой метод расчета программных управлений. Приводятся результаты численных экспериментов.

  • СТАТИСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ДВИЖЕНИЯ ОТНОСИТЕЛЬНО ЦЕНТРА МАСС ЛЕГКОЙ КАПСУЛЫ ПРИ ВХОДЕ В АТМОСФЕРУ

    ЗАБОЛОТНОВ Ю.М. — 2013 г.

    Анализируются законы распределения пространственного угла атаки легкой спускаемой капсулы на условной границе атмосферы и на участке движения в плотных слоях атмосферы до момента достижения максимального скоростного напора. Предполагается, что при отделении от базового КА компоненты угловых скоростей спускаемой капсулы представляют собой независимые случайные величины, распределенные по нормальному закону. Форма спускаемой капсулы близка к телу вращения, для которого моментная аэродинамическая характеристика имеет достаточно простой вид (одно устойчивое и одно неустойчивое положения статического равновесия). Показана возможность приближения плотностей распределения известными законами и приближенными зависимостями, построенными на основании упрощенных моделей. Исследуется эволюция законов распределения при увеличении массово-инерционной асимметрии спускаемой капсулы.

  • ТРЕХЧАСТОТНЫЕ РЕЗОНАНСЫ В ЗАДАЧЕ О БЫСТРОМ ВРАЩЕНИИ НЕСИММЕТРИЧНОГО ТЕЛА НА ЭЛЛИПТИЧЕСКОЙ ОРБИТЕ

    ПРОШКИН В.А., ФИЛИППОВА О.А. — 2013 г.

    В работе представлены резонансные проблемы, порождаемые старшим членом возмущающей функции задачи о быстром вращении несимметричного твердого тела в центральном гравитационном поле на эллиптической орбите. Получены явные формулы, для гамильтонианов всех одномерных гамильтоновых систем, определяющих движение в окрестности резонансов. Описаны основные резонансные эффекты.

  • УСКОРЕНИЕ СОЛНЕЧНЫХ КОСМИЧЕСКИХ ЛУЧЕЙ И ТОНКАЯ СПЕКТРАЛЬНАЯ СТРУКТУРА РАДИОВСПЛЕСКОВ II ТИПА

    ИСАЕВА Е.А., ЦАП Ю.Т. — 2013 г.

    На основе данных, полученных с помощью наземной службы Солнца RSTN и геостационарной спутниковой системой GOES, изучена связь между интенсивностью солнечных космических лучей Ip с энергией протонов Ep > 1 МэВ и параметрами метровых-декаметровых радиовсплесков II типа в диапазоне частот 25–180 МГц. Процесс ускорения протонов ударными волнами характеризовался скоростью частотного дрейфа радиовсплесков VmII и относительной разностью между частотами радиоизлучения на первых двух гармониках b. Показано, что коэффициент корреляции между Ip и b увеличивается с ростом Ep от 0.40 до 0.70, тогда как между Ip и VmII он не превышает 0.30. Получены указания в пользу модели двухступенчатого ускорения солнечных космических лучей.

  • ЧАСТОТНЫЕ ФЛУКТУАЦИИ КОГЕРЕНТНЫХ СИГНАЛОВ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ, НАБЛЮДАВШИЕСЯ ПРИ ДВУХЧАСТОТНОМ РАДИОЗОНДИРОВАНИИ ОКОЛОСОЛНЕЧНОЙ ПЛАЗМЫ В 2004–2008 Г

    БЕРД М.К., ЕФИМОВ А.И., ЛУКАНИНА Л.А., ПЕТЦОЛЬД М., РУДАШ В.К., САМОЗНАЕВ Л.Н., ЧАШЕЙ И.В. — 2013 г.

    Выполнена спектральная обработка данных экспериментов по радиозондированию околосолнечной плазмы когерентными сигналами S- и X-диапазонов КА Ulysses, Mars Express, Rosetta, Venus Express, проведенных в период с 1991 г. по 2009 г. Эксперименты были осуществлены в режиме когерентного ответа, когда стабилизированный водородным стандартом сигнал направляется с наземного пункта в сторону космического аппарата, принимается его бортовыми системами и ретранслируется на Землю с сохранением его когерентности. Таким образом, зондирующий плазму сигнал дважды проходит через среду: по пути наземный пункт–космический аппарат и по той же трассе в обратном направлении. Получены спектры флуктуаций частоты в обоих диапазонах и по ним найдены радиальные зависимости интенсивности флуктуаций, которые могут быть аппроксимированы степенным законом. Показано, что отношение интенсивностей флуктуаций частоты в S- и X-диапазонах сравнимо с теоретическим значением и характеризует степень корреляции неоднородностей электронной концентрации на пути наземный пункт–космический аппарат и обратно. Анализ корреляции флуктуаций частоты на двух трассах позволяет дать нижнюю оценку внешнего масштаба турбулентности околосолнечной плазмы. Для гелиоцентрических расстояний R = 10 солнечных радиусов (RS) внешний масштаб больше 0.25RS.

  • ЭКСПЕРИМЕНТ “ПЛАЗМА-Ф” НА СПУТНИКЕ СПЕКТР-Р

    ЗАСТЕНКЕР Г.Н., ЗЕЛЁНЫЙ Л.М., ЛАРИОНОВ Е.И., НАЗАРОВ В.Н., ПЕТРУКОВИЧ А.А., ПРОХОРЕНКО В.И., ЧЕСАЛИН Л.С. — 2013 г.

    В статье описываются назначение, состав и основные характеристики эксперимента “Плазма-Ф” на спутнике Спектр-Р.

  • ЭЛЕКТРОННЫЕ ПУШКИ ДЛЯ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ

    ЕВЛАНОВ Е.Н., ЗАВЬЯЛОВ М.А., ТЮРЮКАНОВ П.М. — 2013 г.

    Приведены исследования трех вариантов электронных пушек (0.3 кВ, 0.14 А; 20 кВ, 0.1 А; 40 кВ, 0.05 А), предназначенных для работы на борту КА при проведении различных космических экспериментов. Представлены результаты компьютерного моделирования электронно-оптических систем, проведена оптимизация катодно-подогревательных узлов, системы отвода тепла, обсуждаются схемные решения систем питания пушек, как стационарного режима, так и с использованием специального модулятора.

  • АКТИВИЗАЦИЯ ДОЛЕЙ ХВОСТА В ХОДЕ МАГНИТОСФЕРНОЙ БУРИ 20.XI.2003 Г

    КАРАВАЕВ Ю.А., МИШИН В.М., САПРОНОВА Л.А., СОЛОВЬЕВ С.И. — 2012 г.

    В каждой полярной шапке выделена “старая ПШ”, наблюдаемая в спокойное время перед рассматриваемым событием, и “новая ПШ”, которая возникает в ходе суббури, обрамляя старую и расширяя общую площадь ПШ. Старая и новая ПШ служат основанием старой и новой доли хвоста магнитосферы, соответственно. Обычно предполагают, что переменный магнитный поток 1 новой доли является активным – обеспечивает перенос из солнечного ветра в магнитосферу потока электромагнитной энергии (потока Пойнтинга) . Предполагают также, что магнитный поток старой доли 2 пассивный, т.е. остается постоянным в ходе возмущения и не участвует в процессе переноса, что означало бы абсолютное экранирования электрического поля старой ПШ от проникновения в нее электрического поля конвекции, создаваемой пересоединением на магнитопаузе. Экранирование действительно наблюдается, но далеко не абсолютное. Мы предлагаем модель экранирования и определяем ее количественные характеристики в избранной супербуре. Коэффициент – отношение ? = 2/ 02, где 02 = const – открытый магнитный поток через старую ПШ, измеряемый перед суббурей, а 2 – переменный магнитный поток через ту же площадь, измеряемый во время суббури. Рассмотрены три разных режима возмущения. В каждом, коэффициент ? уменьшался в ходе загрузочной фазы и увеличивался на фазе разгрузки, но скорости и размах изменений показали сильную зависимость от режима. Спад ? интерпретирован как результат вовлечения магнитного потока 2 старой ПШ, который ранее считался постоянным, в процесс переноса потока Пойнтинга из солнечного ветра в магнитосферу. Ослабление процесса переноса на последующей разгрузочной фазе создает рост ?. Оценки показали, что коэффициент ? ходе каждого режима и вычисляемый поток Пойнтинга изменялся в разы. В целом, в отличие от существующей концепции новый сценарий описывает ранее неизвестный процесс активизации в ходе возмущения большой части доли хвоста.

  • АНАЛИЗ ВНУТРИСУТОЧНЫХ ВАРИАЦИЙ ОСЕВОГО ВРАЩЕНИЯ ЗЕМЛИ

    ПЕРЕПЁЛКИН В.В. — 2012 г.

  • БУРЕВЫЕ ОТКЛОНЕНИЯ СЕРДЦЕВИНЫ ГЕОМАГНИТНОЙ ЛОВУШКИ ОТ ДИПОЛЬНОЙ КОНФИГУРАЦИИ ПО ДАННЫМ О РЕЛЯТИВИСТСКИХ ЭЛЕКТРОНАХ

    КОВТЮХ А.С. — 2012 г.

    Проводится сравнение данных ИСЗ, полученных на малых высотах ( 500 км) и на больших высотах вблизи плоскости геомагнитного экватора, о положении Lm максимума пояса релятивистских электронов во время сильных бурь (L – параметр Мак-Илвайна). На малых, как и на больших, высотах максимум буревого пояса релятивистских электронов формируется на внешней кромке кольцевого тока. Показано, что геомагнитное поле может существенно отклоняться от дипольной конфигурации не только на периферии геомагнитной ловушки, но и в ее сердцевине (на L 2.5–3.5) и эти отклонения нелинейны. Одновременные измерения потоков релятивистских электронов на малых и больших высотах могут служить для оценки реальной формы магнитных силовых линий на L < 4 во время геомагнитных возмущений.

  • ВАРИАЦИИ ПОТОКОВ СОЛНЕЧНЫХ ПРОТОНОВ И ИЗОТОПОВ ГЕЛИЯ НА ДЛИТЕЛЬНОЙ ШКАЛЕ ВРЕМЕНИ

    АНУФРИЕВ Г.С. — 2012 г.

    Проведена реставрация потоков водорода и изотопов гелия в солнечном ветре на длительной шкале времени от настоящего времени до 600 миллионов лет назад. В качестве исходных данных в процедуре реставрации использованы концентрации изотопов гелия, полученные при изотопном анализе гелия в 8 образцах лунного грунта. Образцы отбирались с различных уровней 1.6-метровой колонки лунного грунта, доставленного автоматической станцией Луна-24 в 1976 году. Использованы также данные о современных потоках водорода и гелия. Разработанная методика реставрации позволила селектировать различные компоненты солнечного ветра в “валовом” составе. Вариации потока протонов на интервале 600 миллионов лет не превосходят величину 40%. Вариации потока гелия достигают величины 1.5–2 относительно среднего значения. Это обстоятельство вероятнее всего вызвано значительными вариациями количества выбросов корональной массы (CME), обогащенной гелием. Обсуждаются аргументы в пользу полицикличности солнечной активности на длительной шкале времени.

  • ВАРИАЦИИ РАДИАЦИОННОЙ ОБСТАНОВКИ НА МЕЖДУНАРОДНОЙ КОСМИЧЕСКОЙ СТАНЦИИ В 2005–2009 ГОДАХ

    БЕНГИН В.В., ВОЛКОВ А.Н., ЛИШНЕВСКИЙ А.Э., НЕЧАЕВ О.Ю., ПАНАСЮК М.И., ПЕТРОВ В.М. — 2012 г.

  • ВЛИЯНИЕ ТЯЖЕЛЫХ ИОНОВ НА СПЕКТР КОЛЕБАНИЙ МАГНИТОСФЕРЫ

    ГУЛЬЕЛЬМИ А.В., ПОТАПОВ А.С. — 2012 г.

    Проанализирован круг вопросов, связанных с влиянием многоионного состава плазмы на спектр ультранизкочастотных (УНЧ) колебаний магнитосферы. Основное внимание уделено эффектам, которые можно обнаружить путем анализа результатов наблюдения УНЧ колебаний. Рассмотрен резонатор, удерживающий ионно-циклотронные волны в экваториальной зоне высоко над Землей, а также приэкваториальный волновод, существующий под сводом плазмосферы и канализирующий магнитозвуковые волны в азимутальном направлении. Показано, что само существование ионно-циклотронного резонатора было бы невозможно, если бы плазма содержала ионы только одного сорта. Подчеркнуто, что проблема возбуждения магнитозвуковых волн на гармониках гирочастоты O+ нуждается в дальнейшем изучении. Рассмотрено влияние тяжелых ионов на спектр альвеновских колебаний магнитосферы. Указаны аргументы, свидетельствующие о том, что наличие альфа-частиц в солнечном ветре приводит к асимметрии спектра магнитозвуковых колебаний перед фронтом околоземной ударной волны. Аномально большая асимметрия ожидается при погружении Земли в “плазмосферу” вспышечного потока солнечной плазмы. Общий вывод состоит в том, что даже небольшая примесь тяжелых ионов может заметно повлиять на спектр УНЧ колебаний.

  • ВЛИЯНИЕ ЭФФЕКТОВ ГЕЛИОСФЕРНОГО УДАРНОГО СЛОЯ НА ПАРАМЕТРЫ РАССЕЯННОГО СОЛНЕЧНОГО L ИЗЛУЧЕНИЯ, ИЗМЕРЯЕМОГО НА ОРБИТЕ ЗЕМЛИ

    ИЗМОДЕНОВ В.В., КАТУШКИНА О.А. — 2012 г.

    В данной работе предлагается новая кинетическая модель распределения межзвездных атомов водорода в гелиосфере, учитывающая глобальные эффекты, связанные с перезарядкой межзвездных атомов вблизи границы гелиосферы. Построенная модель позволяет эффективно находить детальное распределение атомов водорода по пространству и скоростям. В осесимметричном стационарном случае проводится сравнение параметров межзвездных атомов водорода в гелиосфере, полученных в рамках классической горячей модели, двух модификаций усовершенствованной горячей модели, а также глобальной самосогласованной кинетико-газодинамической модели гелиосферного интерфейса. Представлены результаты расчетов моментов спектров рассеянного солнечного L излучения, полученных на основании различных моделей распределения атомов водорода в гелиосфере.

  • ДВИЖЕНИЕ И ПЕРЕНОС СОЛНЕЧНЫХ КОСМИЧЕСКИХ ЛУЧЕЙ В ГЕЛИОСФЕРНЫХ ЛОВУШКАХ НА ПРИМЕРЕ СОБЫТИЯ 28–31.I.2001

    ВЛАСОВА Н.А., ГРИГОРЕНКО Е.Е., ЛЮБИМОВ Г.П., ТУЛУПОВ В.И. — 2012 г.

    Представлены результаты исследования возрастания потоков солнечных космических лучей в широком энергетическом диапазоне 28–31.I.2001 по данным космического аппарата ACE. Проведен сравнительный анализ временных вариаций потоков заряженных частиц и параметров межпланетной среды (межпланетного магнитного поля и солнечного ветра) на основе “отражательной” модели движения, накопления и модуляции космических лучей. Показано, что потоком плазмы и вспышечным выбросом из одной активной области в западной части диска Солнца была создана магнитная ловушка для солнечных космических лучей. Частицы низких энергий (<10 МэВ) были захвачены внутри ловушки; дисперсия распределения частиц различных энергий внутри ловушки определяется ее сложной магнитной структурой. Найдена степенная зависимость времени наступления максимума потока частиц от их энергии и объяснено смягчение энергетического спектра внутри ловушки.