Ретроспектива организации наблюдений искусственных

Ретроспектива организации
наблюдений искусственных
спутников Земли в СССР и СНГ.
Современное состояние
и возможные направления
развития
Рыхлова Л.В.
Институт астрономии РАН
Во исполнение Постановления Совета Министров СССР
о подготовке к запуску первого искусственного спутника
Земли, в 1956 году Астрономическому Совету АН СССР
было поручено организовать сеть наземных станций для
оптических наблюдений спутника и возглавить работу по
координации таких наблюдений.
Руководителем всех работ стала заместитель
председателя Астросовета проф. д.ф.-м.н. Алла
Генриховна Масевич.
Разработкой методики наблюдений и непосредственной подготовкой наблюдателей
руководили сотрудники Астросовета. В итоге, к 1 октября 1957 года на территории
бывшего СССР была развернута сеть из 66 наблюдательных станций, в работе которых
активно участвовали студенты и преподаватели ВУЗов.
4 октября 1957 года все эти станции приступили к регулярным наблюдениям.
В Астросовете составлялись каталоги наблюдений и публиковались сводные
бюллетени. С первых же дней стали поступать данные наблюдений из 33 стран мира.
Прибор ТЗК
(станция Рига, Латвия) Станция Архангельск (Россия).
Самая северная станция.
Установка трубок ТЗК перед
наблюдениями.
Львов, Украина. Слева – начальник станции
А.А. Логвиненко
Ужгород, Украина. В
центре – руководитель
станции М.В. Братийчук
Самая южная станция – Ереван (Армения). В
центре – начальник станции Б.Е. Туманян.
Наблюдение первого ИСЗ, 1957 г.
Первый профессионально сделанный фотографический снимок ракеты - носителя
первого спутника.
Получен Т.П. Киселевой 10 октября 1957 года в Пулковской обсерватории на
двойной короткофокусной камере АКД.
Обложка первого номера "Бюллетеня
станций оптического наблюдения
искусственных спутников Земли" с
автографом Ю. Гагарина. Издание
Астросовета АН СССР.
Издания Астросовета АН СССР "Бюллетени
станций оптического наблюдения
искусственных спутников Земли" и "Научные
информации Астрономического совета".
Станция Варшава, Польша
Профессор И.Д. Жонголович – научный
руководитель геодезических программ
«Арктика-Антарктика» и «Большая хорда».
Полет первого спутника резко изменил представление о
верхней атмосфере Земли. Сеть станций Астросовета
внесла значительный вклад в построение модели верхней
атмосферы.
Первые визуальные наблюдения для исследования верхней
атмосферы начались в 1963 г., когда Астросовет
организовал в рамках сотрудничества Академий наук
социалистических стран квазисинхронные наблюдения
низкоорбитальных спутников по программе "ИНТЕРОБС"
(с 1965г. - программа "Атмосфера").
Результатом наблюдений стало определение внезапных
кратковременных вариаций плотности атмосферы на
высоте 300-500 км и исследование их связей с солнечной
и геомагнитной активностью.
В совместных наблюдениях участвовали 22 станции СССР и
восточно-европейских стран.
На базе созданной Астросоветом международной сети станций наблюдения ИСЗ,
используя геометрические методы геосинхронных наблюдений, была реализована первая
глобальная геодезическая программа "Большая хорда".
Первое разрушение ИСЗ в космосе
29 июня 1961 г.
Ракета Ablestar USA вывела
на орбиту первый навигационный
спутник Транзит и на 77-ой минуте полета
взорвалась
В настоящее время в районе низких околоземных орбит находится ~ 5000 тонн
техногенных объектов. Общее число объектов подобного рода (поперечником
более 1 см) оценивается в ~ 100 000. Из них только порядка 10 % обнаружено,
они отслеживаются наземными радиолокационными и оптическими
средствами и только около 6 % отслеживаемых объектов — действующие.
Большинство этих объектов находится на орбитах с высоким наклонением,
поэтому средняя относительная скорость их взаимного пролета составляет
около 10 км/с. Столкновение любого из этих объектов с действующим КА может
повредить его или даже вывести из строя.
Эффективных мер защиты от объектов космического мусора размером более
1 см в поперечнике практически нет.
Наиболее засорены низкие околоземные орбиты, геостационарная орбита и
солнечно-синхронные орбиты.
Околоземные (q < 1.3 а.е.) астероиды:
статистика обнаружения
11
:
Задачи наблюдений по проблеме АКО
Задача массового обнаружения (> 90%) опасных небесных тел
Размер тел >100м (перспектива > 50 м)
Время упреждения >30 суток, (т.е. время обнаружения > 35 суток)
Основные средства – видимого и (перспективно) ИК диапазона. Пока не
созданы.
Время обзора небосвода не более 7 суток.
Это означает что нужно работать на пределе 23m V, широкоугольным ( > 3o)
телескопом.
Необходимый режим работы – служба! Пока не существует.
2
12
С 1999 г Институт астрономии РАН проводит конференции
«Околоземная астрономия» с тематикой:
астероидно-кометная опасность,
Искусственные спутники Земли и космический мусор
Место проведения
Год
Кол-во участников из
других стран
1. Обнинск
1999
1 (Украина)
2. Звенигород
2001
5 (Украина)
3. Терскол
2003
5+18 (Казахстан + Украина)
4. Казань
2005
7 (Украина)
5. Терскол
2007
21 (Грузия, Украина)
6. Казань
2009
14 (Украина)
7. Красноярск
2011
19 (Таджикистан,
Узбекистан, Украина,
Латвия, Мексика)
Организации-участники конференций
«Околоземная астрономия»:
Украина:
• НИИ «Крымская астрофизическая обсерватория»
• Астрономическая обсерватория Киевского национального университета имени Тараса
Шевченко
• НИИ «Астрономическая обсерватория» Одесского национального университета имени
И.И.Мечникова
• Астрономическая обсерватория Харьковского Университета
• НИИ «Николаевская астрономическая обсерватория»
• Астрономическая обсерватория Львовского национального университета имени Ивана
Франко
• Лаборатория космических исследований Ужгородского национального университета
Казахстан:
• Астрофизический институт им. В. Г. Фесенкова
Таджикистан :
• Институт астрофизики Академии наук Республики Таджикистан
Латвия:
• Вентспилсский международный радиоастрономический центр
Мексика:
• Астрономическая ассоциация Синалоа
Основные космические угрозы
Космический мусор - все искусственные объекты и их
фрагменты в космосе, которые уже неисправны и никогда более
не смогут служить никаким полезным целям, но являющиеся
опасным
фактором
воздействия
на
функционирующие
космические аппараты, особенно пилотируемые, а в отдельных
случаях представляющие опасность для Земли.
Астероидно-кометная опасность (АКО) - угроза нанесения
серьезного ущерба человечеству в результате столкновения
космических тел размером более нескольких десятков метров
(т.е. астероидов и комет) с Землей.
Космическая погода - влияние на распространение радиоволн,
геоиндуцированные токи, изменение орбит спутников и т.д.
Биологическая заражение
15
Johnson 2011
Некоторые фундаментальные и практические
научные проблемы, связанные с изучением АКО
Исследование физико-химических свойств малых тел Солнечной системы,
сближающихся с Землей;
Изучение механизмов воспроизводства популяции объектов,
сближающихся с Землей;
Эволюция орбит малых тел Солнечной системы и уточнение прогноза
столкновений;
Оценка рисков ;
Фундаментальные аспекты изучения возможных мер предотвращения
столкновения ОСЗ с Землей и уменьшения ущерба.
О международной кооперации
ООН
В 2002 г создана Группа действия 14
(UN COPUOS Action Team 14) по проблеме
«Объекты, сближающиеся с Землей».
В ближайшие 2 года ожидается важное событие:
вниманию ООН будет представлен документ,
регламентирующий принципы взаимодействия
государств при организации работ по проблеме
АКО.
18
О кооперации в России
В феврале 2007 г. при Совете РАН по космосу создана «Экспертная рабочая группа по
проблеме астероидно-кометной опасности». В нее вошли представители РАН, МОН,
Роскосмоса, МЧС, Росатома, МО и других заинтересованных ведомств и
организаций. Главная задача группы – выработка проекта программы федерального
уровня.
http://www.inasan.ru/rus/asteroid_hazard/
31 марта 2011 г Совет по космосу РАН принял решение «О преобразовании
экспертных рабочих групп Совета по астероидно-кометной опасности и
космическому мусору в объединенную Экспертную рабочую группу по космическим
угрозам». Официальное Распоряжение Президиума РАН опубликовано на сайте
РАН.
19
Основные задачи разработки
Комплексной программы
«Развитие системы противодействия космическим
угрозам (2011-2020 годы)»
1. Создание комплексной системы наземного и космического
базирования для обнаружения и мониторинга опасных
небесных тел и космического мусора.
2. Создание информационно-аналитического центра системы
предупреждения космических угроз (ИАЦ СПКУ)
3. Разработка методов и создание средств противодействия
космическим угрозам и уменьшения ущерба.
Две основные астрономические наблюдательные
задачи
Обнаружение
Для ПОО возможно только на специализированных
инструментах. Их достаточно небольшое количество.
Мониторинг
Можно и нужно привлекать обычные, в том числе малые и
умеренные телескопы. Их нужно много!
Российско-украинское сотрудничество.
Совместное использование
телескопов.
Терскол. ЦЕЙСС-2000.
International Center for Astronomical,
Medical and Ecological Research
Терскольский филиал ИНАСАН
Симеиз. ЦЕЙСС -1000.
НИИ «Крымская астрофизическая
обсерватория»
Возможные направления сотрудничества
1. Наблюдение астероидов, сближающихся с Землей, в том
числе потенциально опасных небесных тел.
Исследование их физико-химических характеристик и
механизмов пополнения популяции в околоземном
пространстве.
2. Регулярный обмен каталогами космических объектов и
анализ результатов их сравнения
3. Совместное проведение оперативных работ по
аварийным ситуациям с КА, крупногабаритных
фрагментов КМ, входящих в плотные слои атмосферы,
опасным КО
4. Совместный анализ проблем космических угроз