С.И. БОЛДЫРЕВ, Г.С. ИВАНОВ-ХОЛОДНЫЙ, О.П. КОЛОМИЙЦЕВ

С.И. БОЛДЫРЕВ, Г.С. ИВАНОВ-ХОЛОДНЫЙ,
О.П. КОЛОМИЙЦЕВ
Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн
им. Н.В. Пушкова РАН, Троицк, Московская область
ПРОБЛЕМЫ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ВРЕМЕНИ
СУЩЕСТВОВАНИЯ НИЗКООРБИТАЛЬНЫХ ИСЗ
Приведены результаты анализа траекторных параметров орбит ИСЗ КОРОНАС-И (1994─2001гг.) и КОРОНАСФ
(2001─2006гг.) Полет спутников проходил в течение 23-го цикла солнечной активности и характер снижения орбит
спутников прекрасно демонстрирует зависимость состояния верхней атмосферы Земли от уровня солнечной активности.
Одним из основных внешних факторов, определяющих орбитальные характеристики спутника, являются
пространственновременные вариации плотности атмосферы, зависящие от многих переменных и внешних
факторов. Для прогноза состояния верхней атмосферы, кроме высоты, широты, местного времени и сезона,
необходимо учитывать и уровень солнечной и геомагнитной активности, влияние которых проявляются и в
верхней атмосфере, ионизируя и нагревая ее солнечным излучением, как электромагнитным, так и
корпускулярным. Реакция верхней атмосферы на солнечную активность имеет достаточно сложный
характер. Она описана многими авторами (см. приведенные в [1] ссылки на литературу, например, Акасофу,
Чепмен, 1974, 1975; Бруцек, Дюран, 1980; Кинг-Хили, 1966; Ораевский и др., 2003; Ратклиф, 1963;
Справочник по геофизике, 1965; Харгривс, 1982).
На рис. приведены траекторные сценарии ИСЗ. Верхние два рис. относятся к ИСЗ КОРОНАС-И (К-И):
слева - график снижения высоты апогея (сверху) и перигея орбиты, справа – скорость изменения высоты
перигея (км/сут) по 5-ти дневной интерполяции орбитальных данных. Нижние два рис. относятся к ИСЗ
КОРОНАС-Ф (К-Ф): справа - график снижения, слева – скорость изменения высоты.
Конструктивно спутники К-И и К-Ф практически идентичны, т.е. баллистические характеристики
спутников были одинаковы. Также были одинаковыми и начальные орбитальные параметры [1].
Запущен КИ был в 1994г. (минимуме солнечной активности) и находился в полете вплоть до
максимума солнечной активности. На рис. видно, что снижение К-И до 1999г. происходило достаточно
медленно, т.к. полет проходил на «высоких» орбитах в период минимума солнечной активности, при этом
земная атмосфера, находясь в спокойном состоянии, не оказывала существенного влияния на орбиту ИСЗ. И
только по мере существенного возрастания солнечной активности кривая снижения высоты орбиты ИСЗ
круто пошла вниз.
КФ был запущен в 2001г. (максимуме солнечной активности) и летал вплоть до минимума солнечной
активности. Снижение К-Ф происходило быстрее, чем К-И, т.к. возбужденная атмосфера оказывала
существенное влияние на орбиту ИСЗ. Но активность Солнца снижалась и остывала верхняя атмосфера
Земли, т.е. снижался слой атмосферы с «критической» для торможения ИСЗ плотностью. К-Ф, как бы,
догонял этот слой [1].
Моменты достижения спутниками «критического слоя» хорошо видны на рис. скорости снижения орбит
по резкому возрастанию этой скорости. С помощью аналитической модели верхней атмосферы Земли
WMA01, разрабатываемой в ИЗМИРАН с учетом гелиогеофизической обстановки, оценка плотности
атмосферы на этих высотах составила ~ 10-14 г/см3 [1, 2].
Аналитическая модель WMA01 позволяет долговременный прогноз состояния атмосферы только для
монотонной составляющей солнечной активности. Достоверность прогноза состояния атмосферы для
спорадической составляющей (вспышки, КВМ, солнечный ветер) прямо зависит от прогноза спорадической
составляющей солнечной активности.
Список литературы
1. С.И. Болдырев и др. Астрономический вестник, том 39, № 6, 2005, стр. 26.
2. О.П. Коломийцев и др. Астрономический вестник, том 40, № 4, 2006, (в печати).