Новости

9 сентября, 2021 10:33

Проект ученых ТГУ поможет в уборке космического мусора и освоении Луны

Учёные физического факультета Томского государственного университета в рамках проекта, поддержанного РНФ, исследуют сложные траектории движения околоземных объектов искусственного и естественного происхождения – космического мусора, окололунных объектов и астероидов, сближающихся с Землей. Закономерности их орбитальной эволюции и динамики изучаются с помощью компьютерного моделирования и машинного анализа данных. Результаты проекта помогут разобраться с распределением космического мусора в околоземном пространстве, решить задачу освоения Луны и окололунного пространства.
Источник: Miguel Soares / Wikimedia Commons

– Околоземное космическое пространство всё интенсивнее используется в интересах хозяйственной деятельности человечества. Создаются новые спутниковые системы, которые разворачиваются в космосе, – объясняет руководитель проекта, доцент кафедры астрономии и космической геодезии ФФ ТГУ Анна Александрова. – Отработавшие объекты этих систем, как правило, остаются на околоземных орбитах и превращаются в космический мусор. В настоящее время в околоземном пространстве, по данным NASA, находится несколько сотен тысяч объектов размером не менее 10 сантиметров. Ежегодный прирост составляет примерно тысячу фрагментов.

Среди этих объектов более 3000 – космические аппараты (КА) и только шесть процентов из них – функционирующие объекты. Как отмечают исследователи, для работы в околоземном пространстве необходимо знание динамики неуправляемых объектов. Наличие данных об особенностях их траектории позволит оптимизировать выбор областей размещения новых спутниковых систем, а также найти наиболее подходящие области паркинга отработавших свой ресурс объектов.

– Не менее актуальной задачей является исследование орбитальной эволюции окололунных объектов, поскольку в ближайшие десятилетия человечество намерено осваивать Луну и окололунное пространство, – добавляет Анна Александрова. – Исследование динамической структуры этой области космоса поможет избежать ошибок и непроизводительных затрат при реализации окололунных проектов.

Вместе с тем, в рамках проекта решается и другая задача, стоящая перед человечеством, – повышение точности прогнозирования движения астероидов, сближающихся с Землей (АСЗ). Создание учёными ТГУ более точной модели движения АСЗ позволит лучше прогнозировать потенциальную опасность этих объектов.

– Исследования, которые мы проводим, сопровождаются большим объемом расчетов, поэтому в решении задачи используется машинный анализ, – уточняет Анна Александрова. – Этот инструмент позволит нам спрогнозировать движение десятков тысяч объектов и проанализировать более миллиона временных рядов различных динамических и резонансных характеристик.

Для анализа данных исследователи используют алгоритмическую модель, реализованную с применением искусственных нейронных сетей. Это автоматизировало часть процесса по выявлению резонансов, влияющих на движение околоземных и окололунных объектов. Компьютерная модель позволяет отнести резонансы к тому или иному классу. Применение методов машинного обучения значительно ускоряет обработку большого объема данных и избавляет ученых от однообразного рутинного процесса классификации.

Кроме того, физики ТГУ уже провели усовершенствование численных моделей движения спутников Земли и Луны, повысившее точность и скорость прогноза. Модели реализованы на кластере ТГУ СКИФ Cyberia.

21 октября, 2021
В Тульской области нашли водоросль с высоким содержанием жирных кислот
Ученые обнаружили на территории России штамм зеленой одноклеточной водоросли Coelastrella multistria...
21 октября, 2021
«Обрезание» гена сделало самцов дрозофил бесплодными
Биологи выяснили, что три четверти самцов мух-дрозофил с укороченным геном orb2 становятся бесплод...