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.

19 октября, 2021
Ученые нашли способ защитить сталь от враждебной среды
Агрессивная среда, например, морская вода и трение, со временем разрушает даже очень прочные изделия...
19 октября, 2021
Смена профиля: препарат от ВИЧ эффективен против мышечной патологии
Противовирусный препарат алиспоривир может нормализовать состояние «энергетических станций» клеток —...