Автореферат (1149532)
Текст из файла
На правах рукописиЛетнер Оксана НикитичнаИССЛЕДОВАНИЕ ОСОБЕННОСТЕЙ ДИНАМИКИ АСТЕРОИДОВ,СБЛИЖАЮЩИХСЯ С ЗЕМЛЕЙ01.03.01 – астрометрия и небесная механикаАвтореферат диссертации на соискание ученой степеникандидата физико-математических наукСанкт-Петербург – 2015Работа выполнена в ОСП НИИ прикладной математики и механикиТомского государственного университетаНаучный руководитель:кандидат физико-математических наук, доцентБыкова Лариса ЕвгеньевнаОфициальные оппоненты:Емельяненко Вячеслав Васильевичдоктор физико-математических наук, профессор,ведущий научный сотрудник Института астрономии РАНЖелезнов Николай Борисовичкандидат физико-математических наук,старший научный сотрудник Института прикладной астрономии РАНВедущая организация:Московский государственный университет имени М.В.
ЛомоносоваЗащита состоится 22 марта 2016 г. в 15.30 на заседании совета Д 212.232.15 набазе Санкт-Петербургского государственного университета по адресу: 198504,Санкт-Петербург, Старый Петергоф, Университетский пр., 28, математикомеханический факультет, ауд. 2143.С диссертацией можно ознакомиться в Научной библиотеке им. М. ГорькогоСанкт-Петербургского государственного университета по адресу: 199034,Санкт-Петербург,Университетскаянаб.,7/9инасайтеhttp://spbu.ru/science/disser/soiskatelyu-uchjonoj-stepeni/dis-list/details/14/711.htmlАвтореферат разосланУченый секретарь диссертационного совета2“____” ___________ 2015 г.Миланова Ю.В.Общая характеристика работыАктуальность проблемыВ настоящее время пристальное внимание специалистов привлекает исследование эволюции орбит астероидов, сближающихся с Землей (АСЗ).
По данным NASA(http://www.nasa.gov) на 1 сентября 2014 года известно 655843 астероидов, в том числе 11418 астероидов, сближающихся с Землей. Такой интерес к исследованию динамики АСЗ связан с весьма актуальной проблемой астероидной опасности. Отметим,что падение даже небольшого небесного тела в наше время может вызвать катастрофурегионального или даже глобального масштаба, что связано с появлением на Землебольшого числа опасных технических объектов. Поэтому очень важно вовремя выявлять потенциально опасные для Земли астероиды и исследовать эволюцию их орбит.Основные проблемы в исследовании динамики АСЗ связаны с особенностямимоделирования их движения на больших интервалах времени. Движение таких объектов практически невозможно изучать аналитическими методами из-за больших эксцентриситетов и тесных сближений с планетами.
Поэтому при исследовании долговременной орбитальной эволюции обычно применяются численные методы интегрирования уравнений движения АСЗ, что в свою очередь может вызывать трудности изза быстрого роста ошибок округления при тесных или многократных сближенияхастероидов с планетами.Тесные или многократные сближения АСЗ с большими планетами играют большую роль в движении астероидов и оказывают влияние на прогнозирование их динамики, так как сближения могут значительным образом изменить параметры орбитАСЗ и увеличить риск тесных сближений или столкновений с другими планетами, втом числе с Землей.
Кроме того, очень важно вовремя выявлять АСЗ, имеющие тесные сближения с Землей, так как эти объекты могут представлять реальную угрозудля Земли в ближайшем будущем.Важную роль в движении АСЗ, играют орбитальные резонансы с большими планетами: устойчивые резонансы могут служить защитным механизмом от тесныхсближений с планетами, а попадание АСЗ в окрестность резонанса с неустойчивойгеометрической конфигурацией «астероид – планета» повышает риск тесных сближений или столкновений астероида с другими планетами, в том числе с Землей. Крометого, значительные изменения параметров орбиты астероида создают трудности вдальнейшем численном исследовании его динамики.Хаотичность в движении АСЗ связана с появлением высокой чувствительностирешения к малым изменениям начальных данных.
Если чувствительность такова, чтопервоначально близкие орбиты расходятся со временем экспоненциально, то мы имеем дело с детерминированным хаосом. В этом случае движение астероида становитсянепрогнозируемым.3Из всего выше сказанного можно сделать вывод, что задачи исследования какрезонансной, так и хаотической динамики АСЗ, и определения времени прогнозируемости их движения являются весьма актуальными.
Открытие новых АСЗ и появлением новых наблюдений уже известных астероидов только повышает актуальность проблемы.Степень разработанностиВ связи с актуальностью проблемы в настоящее время опубликовано много работ, связанных с исследованием динамики АСЗ (Milani et al., 2000а; Morbidelli et al.,2003; Michel et al., 2005; Giorgini et al.; Заботин, Медведев, 2009, Jenniskens et al, 2009;Aleshkina et al, 2011 и др.). Особенно много работ посвящено некоторым потенциально опасным астероидам, например, АСЗ 99942 Apophis (Chesley, 2006; Соколов и др.,2008; Виноградова и др., 2008; Giorgini et al., 2008; Prado et al., 2012; Кочетова и др.,2013 и др.).
Исследованию динамики некоторых групп астероидов, входящих в классАСЗ и имеющих тесные сближения с Землей, посвящены работы (Галушина, 2011а;Раздымахина, Галушина, 2012). Проблема астероидной опасности и обзор соответствующих работ подробно представлены в книге «Астероидно-кометная опасность:вчера, сегодня, завтра» под ред. Б.М. Шустова, Л.В. Рыхловой (2010). Данные онаблюдениях и постоянно обновляемых параметрах орбит АСЗ можно найти на сайтеMPC (Minor Planet Center) (http://www.minorplanetcenter.net/db_search).Исследованию долговременной вероятностной орбитальной эволюции АСЗ посвящено не так много работ.
Представление о методах статистического моделирования областей возможных начальных значений орбитальных параметров и их отображения во времени в задачах динамики астероидов можно получить в работах (Sitarski,1998; Черницов и др., 1998; Sitarski, 1999; Milani et al, 2000б; Sitarski, 2006; Черницови др., 2007; Заботин, Медведев, 2008 и др.).Работ, посвященных исследованию резонансов АСЗ с большими планетами внастоящее время также немного. В качестве примера можно привести работы(Wiegert et al, 1998; Bykova, Galushina, 2001; Morais, Morbidelli, 2002; Morais,Morbidelli, 2005; Christou, Asher, 2011).
Среди статей, содержащих более или менееполный перечень резонансных АСЗ, можно выделить работы (Алтынбаев, 2004; Быкова, Галушина, 2006; Галушина, 2011).Исследованию детерминированного хаоса в орбитальном движении небесныхтел и астероидов, в частности, посвящено большое количество работ.
Для изучениядетерминированного хаоса в орбитальном движении астероидов широко используются различные количественные характеристики и быстрые индикаторы. Для астероидов главного пояса вычисление ляпуновского времени выполнялось многими авторами, такие же оценки для АСЗ можно найти лишь в нескольких работах (Tancredi et al,2001; Whipple, 1995; Wlodarczyk, 2001). Побзор работ можно найти во введении кдиссертации.4Проведенный аналитический обзор позволяет сделать вывод об актуальности задачи выявления и исследования особенностей динамики АСЗ, способных значительным образом повлиять на динамику астероидов в будущем. Кроме того, в связи с постоянным пополнением класса АСЗ новыми астероидами и решение проблемы астероидной опасности всегда будет требовать проведения новых исследований и обновления результатов уже выполненных.Цель и задачи работыЦелью данной работы является исследование некоторых особенностей динамикиастероидов, сближающихся с Землей, а именно, сближений АСЗ с большими планетами, в том числе с Землей и Юпитером, резонансных взаимодействий астероидов спланетами, проявлений хаотичности в движении астероидов.Для достижения поставленной цели в диссертационной работе были решеныследующие задачи:1.
Разработаны алгоритм и программа для определения параметра хаотичности MEGNO в задачах динамики АСЗ для кластера ТГУ «СКИФ Cyberia». Проведенсравнительный анализ различных численных алгоритмов оценки времени предсказуемости движения АСЗ.2. Проведен MEGNO–анализ динамики АСЗ, известных на апрель 2013 г.3. Исследована долговременная орбитальная эволюция АСЗ, движущихся вокрестности резонансов 1/2 и 1/3 с Землей.
Получены оцени хаотичности орбит АСЗ спомощью параметра MEGNO. Построены и исследованы вероятностные области ихдвижений.4. Исследована орбитальная эволюция АСЗ, сближающихся с Юпитером идвижущихся в окрестности резонансов низких порядков с ним. Получены оценки хаотичности орбит этих АСЗ с помощью параметра MEGNO.5. Исследована динамика АСЗ, проходящих через сферу Хилла Земли, и получены оценки хаотичности орбит АСЗ с помощью параметра MEGNO.Научная новизна работы1.
Разработаны алгоритм и программа определения параметра хаотичностиMEGNO в задачах динамики АСЗ как для персонального компьютера, так и для кластера ТГУ «СКИФ Cyberia». Проведен MEGNO–анализ динамики 9280 АСЗ, известных на апрель 2013 года.2. Выполнен сравнительный анализ различных численных алгоритмов оценкивремени предсказуемости движения АСЗ. Рассмотрено три алгоритма определениявремени предсказуемости движения АСЗ: два алгоритма вычисления ляпуновскоговремени (метод теневой траектории и метод вариации параметра) и MEGNO–анализ.53. Исследована орбитальная эволюция АСЗ, движущихся в окрестности резонансов 1/2 и 1/3 с Землей.
Построены и исследованы вероятностные области их движений. Получены оценки хаотичности орбит АСЗ с помощью параметра MEGNO.4. Исследована орбитальная эволюция АСЗ, сближающихся с Юпитером идвижущихся в окрестности резонансов низких порядков с ним. Получена оценка хаотичности орбит АСЗ с помощью параметра MEGNO.5. Исследована динамика АСЗ, проходящих через сферу Хилла Земли. Получены оценки хаотичности орбит АСЗ с помощью параметра MEGNO.Самостоятельно автором работы была разработана программа для определенияпараметра MEGNO и его усредненной величины в задачах динамики астероидов (Раздымахина, 2011). Проведен MEGNO–анализ динамики АСЗ, известных на апрель2013 года (Летнер, 2013a; Летнер, 2013b).Совместно с Быковой Л.Е.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
