Космические исследования

Рассчитаны значения интегральной светимости полос Герцберга I, Чемберлена и Атмосферных полос на средних широтах и в экваториальной зоне Земли. Обсуждается корреляция результатов теоретических расчетов интенсивности свечения возбужденного молекулярного кислорода на Земле с экспериментальными данными по ночному свечению О₂ , полученными с космических шаттлов, с наземной обсерватории Китт-Пик (США) для полос Герцберга I, Чемберлена. Для Атмосферных полос анализируется корреляция результатов теоретических расчетов с аналогичными расчетами по данным измерений с наземной обсерватории Кека (США). Рассчитаны значения интегральной светимости полос и Атмосферных полос для северных широт Марса.

Представленный в работе материал продолжает серию исследований по развитию применения метода векторных графов для анализа характеристик сложных полевых и плазменных структур, порождаемых Солнцем в межпланетном пространстве. При упрощенном подходе описания подобных систем статистическими методами коллективные процессы плазменных и полевых взаимодействий могут остаться не выявленными, в частности, пропущены сложные многокомпонентные структуры в пространственно-временных функциях распределения. Главная проблема статистических методов заключается в пренебрежении порядком следования состояния изучаемой системы и в потере информации, заключенной в этом порядке. На основе блоков данных, получаемых детекторами космического аппарата Wind в комплексе исследований CWE и предоставляемых базой Coordinated Data Analyses Web обсуждаются реконструированные на основе экспериментальных выборок реализации графов для векторов индукции магнитного поля и векторов скорости частиц солнечного ветра. Рассматриваются режимы магнитных бурь, формирование магнитных облаков, события, связанные с корональными выбросами массы, как ICME, так и CME. Представленный новый метод синхронизированных пар графов позволяет перейти от феноменологического описания процесса к классификации типов наблюдаемых и исследуемых мульти-процессов на основе структурных реализаций графов.

В статье представлены результаты исследований эмиссионной корональной линии λ = = 6374 Å (FeX) за период 24-го цикла активности Солнца. Спектральные данные получены на внезатменном коронографе системы Лио, установленном на Горной астрономической станции Главной астрономической обсерватории РАН (ГАС ГАО РАН), близ г. Кисловодска. На основе обработки результатов внезатменных наблюдений создана база данных трех видов ежедневных корональных карт с распределением по высоте h от 1 R_ʘ до 1.38 R_ʘ (R_ʘ – радиус Солнца) значений интенсивности красной линии (I₆₃₇₄). На протяжении всего солнечного цикла найдены спектральные наблюдения, демонстрирующие доплеровский сдвиг вдоль красной линии λ = 6374 Å. Проведены вычисления протяженности красной линии от позиционного угла Солнца. Показано, что максимальное значение средней протяженности корональной линии по всему лимбу приходится на ветвь подъема 24-го цикла солнечной активности. Для разных фаз рассматриваемого солнечного цикла (для ветви подъема, периода максимума, ветви спада и минимума солнечной активности) и для разных областей активности Солнца построены и интерпретированы зависимости изменения с высотой значений I₆₃₇₄. Проведен регрессионный анализ полученных соотношений. Представлены уравнения регрессии. Изменения I₆₃₇₄ с высотой для полярных областей (для всех фаз цикла кроме максимума и ветви спада) и для средних широт (для минимума активности) с наибольшей вероятностью имеют логарифмическую зависимость, а аппроксимирующие кривые тренда для остальных широтных зон определяются степенной функцией третьего порядка.

Исследуется радиационная опасность на Земле от галактических и солнечных космических лучей при прохождении их через современную и разреженную (в результате множественных инверсий) атмосферу во время солнечных протонных событий и в момент геомагнитной инверсии. Полагается, что в процессе инверсии геомагнитное поле ослабевает и принимает осесимметричную квадрупольную конфигурацию. Показано, что в случае однократной инверсии, когда атмосфера не успевает измениться, мощности доз радиации увеличиваются только на низких широтах и идентичны современному радиационному уровню у полюсов. Однако, в период множественных инверсий, когда атмосфера разрежена, уровень радиации в момент инверсии на поверхности Земли повышается, в среднем, в два раза, по сравнению с современным уровнем на всех широтах, что может влиять на биосферу.

В работе рассматриваются предпосылки к созданию спутниковых систем малых космических аппаратов (МКА) типа кубсат гелиогеофизического назначения. Описаны история появления и особенности такого типа платформ, приведены примеры их реализации. Рассмотрены также отечественные спутниковые группировки МКА, разработанные по программам “Универсат” и “Space-Pi”. Отмечены МКА с магнитометрической измерительной аппаратурой на борту. По результатам анализа определены основные актуальные направления для развития бортовой гелиогеофизической и, в частности, магнитометрической аппаратуры. Также выявлены проблемы в системе реализации получаемых данных. В качестве примеров современных разработок в сфере спутниковых гелиогеофизических наблюдений описана деятельность ФГБУ “ИПГ” в качестве тематического заказчика, эксперта и изготовителя аппаратуры. Описаны возможности анализа данных с уже эксплуатируемых приборов, также заявлены перспективы дальнейших разработок.

Рассматриваются результаты стендовой отработки системы автономной оптической навигации, рассчитанной для работы на окололунных орбитах и на трассе перелета Земля – Луна. В состав системы входят широкоугольная навигационная камера, предназначенная для определения положения космического аппарата (КА) по горизонту планеты и по контрольным точкам на ее поверхности, узкоугольная навигационная камера, применяемая для уточнения положения космического аппарата по контрольным точкам, с использованием снимков более высокого разрешения, и два звездных датчика для определения ориентации камер. Отлаженное на стенде программно-алгоритмическое обеспечение системы использовано при обработке снимка лунной поверхности, полученного съемочной системой СТС-Л на КА “Луна-25”. Все контрольные точки из разработанного каталога, попавшие на снимок, были уверенно распознаны. Расхождение координат КА, полученных по оптическим навигационным измерениям и по баллистическому прогнозу, оказалось в пределах ошибок измерений и прогноза.