ИССЛЕДОВАНИЕ ПОТЕНЦИАЛЬНО ОПАСНЫХ АСТЕРОИДОВ
THE INVESTIGATION OF POTENTIALLY HAZARDOUS ASTEROIDS
Г.Е. Самбаров, О.М. Сюсина
G.E. Sambarov, O.M. Syusina
Национальный Исследовательский Томский государственный университет
National Research Tomsk State University
Научно-исследовательский институт прикладной математики и механики
Томского государственного университета
Research Institute of Applied Mathematics and Mechanics Tomsk State University,
detovelli@vtomske.ru, kleo77@sibmail.com
В данной работе рассматриваются данные о потенциально опасных астероидов за последние пять лет. Приводится описание способа отбраковки наблюдений, основанного на сравнении размеров доверительных областей и смещении НК-оценок номинальных орбит, определяемых для разных выборок наблюдений, и оценивается его эффективность.
В настоящее время исследование динамики движения потенциально опасных астероидов (PHA) является одной из наиболее важных задач небесной механики. Это обусловлено осознанием опасности, которую могут представлять такие объекты для Земли. Особый интерес вызывают потенциально опасные объекты, наблюдавшиеся в одном появлении. Это связано с тем, что нелинейность задачи оценивания для таких объектов может быть большой. В этом случае для решения задачи построения начальных доверительных областей неприемлемо применять линейные методы и ее следует решать уже более трудоемкими нелинейными способами. В любом случае начальную доверительную область можно задавать граничной поверхностью [1], так как это позволяет минимизировать количество возможных траекторий объекта и тем самым упрощает решение задачи отображения данной области во времени. В данной работе мы проследили динамику изменения данных, приведенных центром малых планет (МРС, Minor Planet Center), о потенциально опасных объектах, наблюдавшихся в одном появлении, за последние пять лет, и привели распределение потенциально опасных астероидов по степени нелинейности их задач оценивания на август 2015 г. Для трех новых объектов с показателем нелинейности выше допустимого значения была определена вероятность возможного столкновения с Землей на ближайшие сто лет.
Задача построения начальных доверительных областей является одним из важных этапов исследования движения малых тел Солнечной системы. На точность попадания изучаемого объекта в расчетную область может оказывать влияние не только выбор модели возмущающих сил, но и выборка наблюдений, на основе которой эта область была определена. С помощью отбраковки можно улучшить исходную выборку. Отбраковку наблюдений можно проводить, например, на основе оценивания невязок «О – С». В данной работе рассмотрены показатели эффективности, с помощью которых можно оценить насколько проводимая отбраковка была эффективна. Первый показатель  характеризует смещение доверительных областей, определяемых по полной и неполной (с отбраковкой) выборкам наблюдений. Второй показатель  оценивает отношение объемов этих доверительных областей. Чем меньше размер области, тем точнее решаются задачи идентификации и исследования эволюции движения объекта. На примере ряда потенциально опасных астероидов была осуществлена отбраковка наблюдений и определена ее эффективность.
Данное научное исследование (проект 8.1.54.2015) выполнено при поддержке Программы «Научный фонд им. Д.И. Менделеева Томского государственного университета» в 2015 г.
Литература
Сюсина О.М., Черницов А.М., Тамаров В.А. Построение доверительных областей в задаче вероятностного исследования движения малых тел Солнечной системы // Астрономический вестник. 2012. Т. 46. № 3. С. 209–222.
Сюсина О.М., Самбаров Г.Е., Черницов А.М., Тамаров В.А. Исследование влияния ошибок модели движения астероидов на точность построения начальной доверительной области // Изв. вузов. Физика. 2012. Т. 55. № 10/2. С. 50–59.
Сюсина О.М., Черницов А.М., Тамаров В.А., Самбаров Г.Е. Способ оценки влияния модели сил на систематическую ошибку определения областей возможных движений астероидов // Изв. вузов. Физика. 2013. Т. 56. № 6/3. С. 235–237.
Сюсина О.М., Самбаров Г.Е. Новые данные о потенциально опасных астероидах, наблюдавшихся в одной оппозиции // Изв. вузов. Физика. 2015(в печати).
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ОРБИТ МЕТЕОРОВ ПО ОДНОМУ НАБЛЮДЕНИЮ
ORBIT DETERMINATION METEORS ON ONE OBSERVATION
А.А. Семенихин
A.A. Semenihin
ГАУК ЯО «Центр им. В. В. Терешковой»
Center named Tereshkova
semeniha78@mail.ru
Наряду с другими проблемами выживания человечества в современную эпоху в последние годы очень серьезно заявила о себе проблема астероидно-кометной опасности, которая является одной из 16 опасностей России. Накопление и осмысление новых наблюдательных данных и теоретических оценок о малых телах Солнечной системы, обнаружение следов все большего числа космических катастроф на земной поверхности, новые факты о катастрофических столкновениях в Солнечной системе в настоящее время – все это произвело существенный сдвиг в восприятии научными кругами и общественностью той реальной опасности, которую представляют собой столкновения крупных космических тел с Землёй. Все больше возрастает понимание того, что падения крупных космических тел на Землю играли очень важную роль в развитии жизни на Земле в прошлом и могут оказать решающее влияние на нее в будущем.
В данной работе предлагается новый метод определения орбит метеоров по известному положению Земли на её гелиоцентрической орбите и направлению скорости метеорной частицы, движущейся по эллиптической орбите. По таким неполным данным удается оценить долготу восходящего узла, большую полуось орбиты потока и её эксцентриситет. Составлена соответствующая вычислительная программа.
ИЗУЧЕНИЕ ДИНАМИКИ АСТЕРОИДОВ С МАЛЫМИ
ПЕРИГЕЛИЙНЫМИ РАССТОЯНИЯМИ
THE DYNAMICS INVESTIGATION OF ASTEROIDS WITH SMALL PERIHELION DISTANCES
П.В. Скрипниченко1, Т.Ю. Галушина2, А.А. Шагабутдинов1,
К.В. Ярославцев 1, В.И. Чекис 1
P.V. Skripnichenko1, T.Yu. Galushina 2, A.A. Shagabutdinov 1, K.V. Yaroslavcev1, V.I. Chekis 1
1 Институт Естественных Наук Уральского федерального университета
2 Национальный Исследовательский Томский государственный университет
1 Institute of Natural Sciences of Ural Federal University
2 Tomsk Research State Univetsity
savl.silverheart@gmail.com
В работе представлены результаты исследования вероятностной орбитальной эволюции группы астероидов с малыми перигелийными расстояниями. В качестве критерия малости перигелийного расстояния выступает значение перигелийного расстояния объекта 3200 Phaethon – q = 0.14 а.е. Причина, по которой из среды астероидов, сближающихся с Землей, в данной работе выделяется класс объектов с малыми перигелийными расстояниями, заключается в существовании особых динамических свойств 3200 Phaethon, а именно, в наборе возмущающих факторов, необходимых для корректного описания его движения и включающего релятивистские возмущения от Солнца и сжатие Солнца, а также возможности регулярных тесных сближений с планетами земной группы и Юпитером, что существенным образом может отразиться на эволюции элементов орбит. На момент написания работы по критерию малости перигелийного расстояния отобрано 32 астероида. Для каждого объекта проведено исследование вероятностной орбитальной эволюции, т.е. необходимые расчеты проведены для номинальной орбиты и для 10000 тестовых частиц из начальной доверительной области. Изучалось поведение элементов орбит – большой полуоси, эксцентриситета и наклонения, выявлялись тесные сближения с планетами земной группы и Юпитером, исследовались резонансные характеристики движения, оценивался параметр хаотичности MEGNO [1].
Совокупный анализ результатов исследования динамики данной группы объектов позволяет выдвинуть гипотезу о существовании общей долгопериодической эволюции, в то время как различные астероиды с малыми перигелийными расстояниями находятся на разных ее этапах, исключая резонансные объекты. Выводы по каждому конкретному объекту включают в себя поведение элементов орбит на интервалах, ограниченных точностью интегрирования, и зависимости амплитудных скачков по большой полуоси, эксцентриситету или наклонению от параметров сближений с планетами Солнечной системы, а также изменения размеров вероятностной области и оценки времени предсказуемости движения.
Работа выполнена с использованием программного комплекса «IDA», разработанного в НИИ ПММ ТГУ [2]. Источник данных о наблюдениях объектов данной группы – база данных международного центра малых планет и наблюдения, проведенные на телескопе СБГ АО УрФУ.
Основные результаты получены на оборудовании уникальной научной установки «Коуровская астрономическая обсерватория». Работы проведены при финансовой поддержке государства в лице Министерства образования и науки Российской Федерации (уникальный идентификатор проекта RFMEFI59114X0003).
Литература
Cincotta P.M., Girdano C.M., Simo C. Phase space structure of multi-dimensional systems by means of the mean exponential growth factor of nearby orbits // Physica D. 2003. Vol. 182. P. 151–178.
Быкова Л.Е., Галушина Т.Ю., Батурин А.П. Прикладной программный комплекс «ИДА» для исследования динамики астероидов // Изв. вузов. Физика. 2012. Т. 55. № 10/2. С. 89–96.
ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИКИ ИСЗ ПОД ДЕЙСТВИЕМ
НАЛОЖЕНИЯ РЕЗОНАНСОВ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ
STUDY SPEAKERS ISZ UNDER THE ACTION OF IMPOSITIONS RESONANCE DIFFERENT TYPES
И.В. Томилова, А.Г. Александрова
I.V. Tomilova, A.G. Aleksandrova
Научно-исследовательский институт прикладной математики и механики и
Research Institute of Applied Mathematics and Mechanics of Tomsk State University
irisha_tom@mail.ru, aleksann@sibmail.com
В работе рассматривается влияние вековых резонансов на долговременную орбитальную эволюцию объектов, расположенных в околоземном пространстве от зоны LEO до расширенной зоны супер-GEO [1].
В работах [4–8] было показано, что вековые резонансы явление весьма распространенное в околоземном орбитальном пространстве. Они оказывают заметное влияние на долговременную орбитальную эволюцию околоземных объектов. При наложении этих резонансов на орбитальные (тессеральные) резонансы, а также при совместном действии нескольких вековых резонансов возможно возникновение хаотичности в движении объектов.
В данном исследовании используется методика, которая состоит из следующих частей: аналитического способа выявления вековых резонансов [4], численного моделирования долговременной орбитальной эволюции с помощью программного комплекса «Численная модель движения систем ИСЗ» [9] и MEGNO-анализа орбитальной эволюции объектов [10]. Кроме того, данная методика была дополнена анализом связанных с вековыми резонансами критических аргументов [3] и фазовых портретов [2]. Анализ эволюции критического аргумента совместно с фазовым портретом позволяет определить, является ли действие данного векового резонанса устойчивым.
Данное научное исследование (проект 8.1.54.2015) выполнено при поддержке Программы «Научный фонд им. Д.И. Менделеева Томского государственного университета» в 2015 г.
Литература
Flury W. Searching for small debris in the geostationary ring / W. Flury [et al] // ESA Bulletin. 2000. Vol. 104. P. 92–100.
Morbidelli A. Modern celestial mechanics: aspects of solar system dynamics // London: Taylor & Francis. 2002. 380 p.
Александрова А.Г., Томилова И.В., Бордовицына Т.В. Анализ влияния вековых резонансов на динамическую эволюцию околоземных объектов, движущихся по почти круговым орбитам в области cупер-ГЕО // Изв. вузов. Физика. 2014. № 10/2. С. 95–102.
Бордовицына Т.В. Вековые резонансы как источник возникновения динамической хаотичности в долговременной орбитальной эволюции неуправляемых объектов спутниковых радионавигационных систем / Т.В. Бордовицына, И.В. Томилова, И.Н. Чувашов // Астрон. вест. 2012. Т. 46. № 5. С. 356–368.
Томилова И.В. Вековых резонансы как источник хаотичности в движении околоземных космических объектов по почти круговым орбитам / И.В. Томилова, И.Н. Чувашов, Т.В. Бордовицына // Изв. вузов. Физика. 2013. Т. 56 № 10/2. С. 159–165.
Бордовицына Т.В. Вековые резонансы в динамической эволюции околоземных космических объектов на вытянутых орбитах / Т.В. Бордовицына, И.В. Томилова // Изв. вузов. Физика. 2014. Т. 57. № 4. С. 84–91
Бордовицына Т.В. Вековые резонансы в динамической эволюции околоземных космических объектов на приполярных орбитах / Т.В. Бордовицына, И.В. Томилова // Изв. вузов. Физика. 2014. Т. 57. № 6. С. 102–109.
Бордовицына Т.В. Вековые резонансы как источник возникновения динамической хаотичности в долговременной орбитальной эволюции неуправляемых объектов спутниковых радионавигационных систем / Т.В. Бордовицына, Т.В. Томилов, И.В. Томилова, И.Н. Чувашов // Астрон. вест. 2014. Т. 48. № 4. С. 280–289.
Бордовицына Т.В. Численное моделирование движения систем ИСЗ в среде параллельных вычислений / Т.В. Бордовицына [и др.] // Изв. вузов. Физика. 2009. Т. 52. № 12/2. С. 5–11.
Бордовицына Т.В. Комплекс алгоритмов и программ для исследования хаотичности в динамике искусственных спутников Земли / Т.В. Бордовицына, А.Г. Александрова, И.Н. Чувашов // Изв. вузов. Физика. 2010. Т. 53. № 8/2. С. 14–21.
Секция 5
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ И ФИЗИЧЕСКОЕ
МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕХНИЧЕСКИХ
И ПРИРОДНЫХ СИСТЕМ
Session 5
Mathematical and physical modeling of technical and natural systems
|
