ADAPS – новый программный комплекс для сбора, обработки и анализа оптических измерений сети НСОИ АФН Игорь Молотов, Владимир Золотов, Тахир Фахрутдинов, Виктор Алексеев, Виктор Воропаев, Михаил Кабанов, Геннадий Боровин Космический мусор 44000 объектов 600000 объектов размером > 5 см размером > 1 см 150 млн. объектов 6 млрд. объектов размером > 1 мм размером > 100 мкм Все нефункционирующие КО искусственного происхождения В их числе: отработавшие ступени РН, нефункционирующие КА, фрагменты около 200 разрушений Рост количества каталогизированных космических объектов различных типов Задачи мониторинга ОКП • Обеспечение безопасности полетов космических аппаратов • Предупреждение о падении на Землю крупных КО • Обеспечение обороноспособности государства • Анализ космической деятельности с точки зрения возможных угроз экономическим, политическим и военным интересам РФ Научные и прикладные задачи мониторинга ОКП • Создание и верификация эволюционной математической модели популяции космического мусора • Выявление и прогнозирование опасных событий в ОКП • Определение фактической населённости орбит • Совершенствование используемых моделей движения • Улучшение методов и алгоритмов обнаружения новых КО • Создание математических моделей для определения вероятных источников образования обнаруженных объектов • Разработка научно обоснованных предложений по снижению засоренности ОКП Системы мониторинга и анализа ситуации в ОКП • Российская система контроля космического пространства (МО РФ) • Автоматизированная система предупреждения об опасных ситуациях в ОКП – АСПОС ОКП (Роскосмос) • Научная сеть оптических инструментов для астрометрических и фотометрических наблюдений НСОИ АФН/ISON (РАН) с центром анализа в ИПМ им. М.В.Келдыша • Американская система контроля космического пространства US SSN (МО США) • Начато создание европейской системы информирования о ситуации в ОКП SSA (ЕКА) • Объявлено о начале работ по созданию сети оптических обсерваторий Азиатско-Тихоокеанского региона – APOSOS, отдельные радиолокаторы и оптические телескопы имеются во Франции, Китае, Японии, Германии, Канаде, Южной Кореи Организационная основа работ по космическому мусору в РАН • В 2001 г. впервые образована экспертная рабочая группа Совета РАН по космосу по проблеме космического мусора. Распоряжением Президиума РАН №10103-142 от 28.02.2001 г., на ИПМ им М.В. Келдыша возложены обязанности по проведению работ по сбору, хранению, обработке и анализу информации по космическому мусору в специальном Центре, созданном на базе Баллистического центра ИПМ • Решением Роскосмоса (№АП-56 от 02.07.08) и РАН (№69 от 17.10.08) об организации взаимодействия при решении задач АСПОС ОКП на ИПМ возложены обязанности по созданию Сегмента АСПОС ОКП мониторинга опасных ситуаций в области ГСО, ВЭО и СВО и службы для его эксплуатации, включая координацию работы сети НСОИ АФН • Распоряжением Президиума РАН № 10310-52 от 25.01.2012 на ИПМ возложены функции головной координирующей организации по реализации поручений Решения АСПОС ОКП и положения АСПОС ОКП в части, касающейся РАН Средства АСПОС ОКП НСОИ АФН, РАН (ИПМ РАН, МАК ВЫМПЕЛ, ИЗМИРАН) (ЦУП ЦНИИмаш) Научная сеть оптических инструментов для астрометрических и фотометрических наблюдений • Проект кооперации обсерваторий на хозрасчете (35 обсерваторий и наблюдательных пункта с 80-ю телескопами в 15 странах мира) • Группа координации проекта организована в ИПМ им. М.В. Келдыша РАН • Центр обработки данных ADAPS созданf в ИПМ им. М.В. Келдыша РАН • Преимущественная область мониторинга НСОИ АФН - высокие орбиты (геостационарная – ГСО и высокоэллиптические – ВЭО) • Проводятся эксперименты по наблюдению объектов на низких и средневысоких орбитах (НОКО и СВО) Научная сеть оптических инструментов для астрометрических и фотометрических наблюдений Рост количества измерений по КО сети НСОИ АФН за 2003 – 2013 гг. в тысячах измерений 8400 9000 8000 7000 5850 6000 5000 3500 4000 3000 2000 2000 1000 2.261 20 62 56 224 717.5 1150 0 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 Центр РАН по сбору, обработке и анализу информации о космическом мусоре и Сегмент АСПОС ОКП мониторинга опасных ситуаций в области ГСО, ВЭО и СВО • В ИПМ им. М.В. Келдыша РАН созданы 2 базы данных (БД) – АСПОС и ADAPS • БД АСПОС - в рамках ОКР Роскосмоса «АСПОС ОКП» для прогноза опасных сближений в области ГСО, ВЭО и СВО • БД ADAPS – собственная разработка ИПМ им. М.В. Келдыша РАН для накопления и анализа информации о космическом мусоре • В БД ADAPS через созданный веб-интерфейс собираются измерения НСОИ АФН, которые идентифицируются и поступают в БД АСПОС, а также рассылаются пользователям • В БД АСПОС работают планировщики обзорных наблюдений и наблюдений по ЦУ – с возможностью удаленного доступа Центр РАН по сбору, обработке и анализу информации о космическом мусоре и сегмент АСПОС ОКП мониторинга опасных ситуаций в области ГСО, ВЭО и СВО • Созданы программно-алгоритмические комплексы для ведения динамического орбитального архива, массовой обработки получаемого потока информации, идентификации измерений с орбитами из архива, уточнения параметров орбитального движения, прогнозирования и оценки параметров опасных сближений «защищаемых» КА с КО «риска», выявление фактов разрушения КО, планирования наблюдений и расчета целеуказаний • В режиме службы проводится анализ позиционных измерений, поступающих от сети НСОИ АФН каждую ночь, расчет целеуказаний для обсерваторий сети, обновляется банк данных измерений и орбит, выполняется анализ орбитальной эволюции наблюдавшихся за ночь объектов Созданы эффективные алгоритмы и программы планирования работы телескопов, учитывающие многочисленные параметры (положение траекторий всех КО, тени Земли, Млечного пути и др.) и обеспечивающие возможность наблюдений сотен КО в области ГСО и ВЭО одним телескопом за ночь Структурная схема БД ADAPS Отображение баз данных ADAPS Текущий статус базы данных • 4031 высокоорбитальный объект на 13 мая 2014 г.: - 3059 (75.9%) имеются в американских данных - 972 (24.1%) наблюдаются только нашей сетью НСОИ АФН • Общее количество высокоорбитальных объектов с отношением площади к массе A/m > 0.1 кв.м./кг: - 704 (орбитальная информация только по 225 из них можно найти в других источниках/479 наблюдаются только нашей сетью НСОИ АФН) - A/m между 0.1 and 1 кв.м/кг: 420 (222/198) - A/m больше чем 1 кв.м/кг (HAMR): 284 (3/281) – 7.04% от общей популяции сопровождаемых ВОКО и 28.91% сопровождаемых только сетью НСОИ АФН • Максимальное A/m – 57.9 кв.м/кг Заключение • Сеть НСОИ АФН обеспечивает 97% отечественных данных по ВОКО и превышает по своим возможностям СККП США • В ИПМ им. М.В. Келдыша РАН создан уникальный научный инструмент – БД ADAPS - для сбора, обработки и анализа информации по техногенным объектам в ОКП • В режиме службы выполняется прогноз опасных событий на высоких орбитах для ЦУП ЦНИИмаш и ОАО им. Решетнева • Обнаружено около 1000 ранее неизвестных КО на ГСО и ВЭО. Количество относительно ярких ГСО-фрагментов непрерывно увеличивается, это является неожиданным фактом, учитывая, что обзоры области ГСО проводятся уже несколько лет • Готовится выпуск ежемесячного циркуляра по новым обнаруженным КО и выкладка 700 обновляемых орбит фрагментов космического мусора в Интернет Информационная поддержка проекта НСОИ АФН Сайт: www.astronomer.ru Форум: http://astronomer.ru/forum/index.php