Диссертация (1149533)
Текст из файла
ОБОСОБЛЕННОЕ СТРУКТУРНОЕ ПОДРАЗДЕЛЕНИЕ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙИНСТИТУТ ПРИКЛАДНОЙ МАТЕМАТИКИ И МЕХАНИКИНАЦИОНАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОГОТОМСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТАНа правах рукописиЛетнер Оксана НикитичнаИССЛЕДОВАНИЕ ОСОБЕННОСТЕЙ ДИНАМИКИ АСТЕРОИДОВ,СБЛИЖАЮЩИХСЯ С ЗЕМЛЕЙСпециальность 01.03.01 – астрометрия и небесная механикаДиссертация на соискание ученой степеникандидата физико–математических наукНаучный руководительдоцент, к.ф.-м.н. Л.Е.
БыковаТомск – 20152СОДЕРЖАНИЕВВЕДЕНИЕ ................................................................................................................................................41 АЛГОРИТМЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ОСОБЕННОСТЕЙ ДВИЖЕНИЯАСТЕРОИДОВ.....................................................................................................................................161.1 Численная модель движения АСЗ ..............................................................................................161.1.1Дифференциальные уравнения движения. Модель сил ............................................... 171.1.2Интегратор Эверхарта ......................................................................................................
191.2 Алгоритм построения вероятностной области движения астероида......................................201.3 Вычисление резонансных характеристик..................................................................................211.4 Количественные характеристики хаоса: ляпуновское время и параметр MEGNO ..............231.4.1Ляпуновское время ...........................................................................................................
231.4.2Параметр MEGNO ............................................................................................................ 242 ПРИКЛАДНОЙ ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС «ИДА» ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯДИНАМИКИ АСТЕРОИДОВ ............................................................................................................272.1 Задачи, решаемые с помощью программного комплекса «ИДА» ..........................................272.2 Структура программного комплекса .........................................................................................292.3 Особенности реализации в среде параллельного программирования алгоритмовисследования динамики астероидов ..........................................................................................332.4 Программное обеспечение для определения параметра хаотичностиMEGNO в движении астероидов ................................................................................................342.5 Тестирование программы для вычисления параметра MEGNO .............................................363 MEGNO-АНАЛИЗ ДИНАМИКИ АСТЕРОИДОВ, СБЛИЖАЮЩИХСЯ С ЗЕМЛЕЙ ...............423.1 Сравнительный анализ численных методов оценивания хаотичности орбит АСЗ...............453.2 Оценка хаотичности орбит АСЗ с помощью параметра MEGNO ..........................................533.3 Анализ и сравнение полученных оценок времени предсказуемости движения АСЗ срезультатами других авторов .....................................................................................................564 ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИКИ АСЗ, ДВИЖУЩИХСЯ В ОКРЕСТНОСТИРЕЗОНАНСОВ 1/2 И 1/3 С ЗЕМЛЕЙ ................................................................................................594.1 Выявление АСЗ, движущихся в окрестности резонансов 1/2 и 1/3 с Землей,и исследование их номинальных орбит .....................................................................................594.2 Построение вероятностных областей движения АСЗ на несколько тысяч лет .....................674.3 Оценка эффективности использования кластера «СКИФ Cyberia» для исследованиядолговременной орбитальной эволюции АСЗ ..........................................................................744.4.
Анализ результатов исследования .............................................................................................7635 ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИКИ АСТЕРОИДОВ, СБЛИЖАЮЩИХСЯ С ЗЕМЛЕЙ ИЮПИТЕРОМ ........................................................................................................................................785.1 Выявление астероидов, сближающихся с Землей и Юпитером .............................................785.2 Исследование номинальных орбит АСЗ....................................................................................795.3 Анализ результатов исследования .............................................................................................866 ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИКИ АСТЕРОИДОВ, ПРОХОДЯЩИХ ЧЕРЕЗСФЕРУ ХИЛЛА ЗЕМЛИ ....................................................................................................................886.1 Выявление астероидов, проходящих через сферу Хилла Земли .............................................886.2 Оценка хаотичности орбит АСЗ, проходящих через сферу Хилла Земли, с помощьюпараметра MEGNO ......................................................................................................................896.3 Исследование вероятностной орбитальной эволюции астероидов 153201 2000 WO107и 101955 1999 RQ36 .....................................................................................................................926.4 Анализ результатов исследования .............................................................................................96ЗАКЛЮЧЕНИЕ........................................................................................................................................97СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ ............................................................................100ПРИЛОЖЕНИЕ А.
ХАРАКТЕРИСТИКИ КЛАСТЕРА «СКИФ CYBERIA»..................................110ПРИЛОЖЕНИЕ Б. АСЗ, ДВИЖУЩИЕСЯ В РЕЗОНАНСЕ 1/2 С ЗЕМЛЕЙ ..................................112ПРИЛОЖЕНИЕ В. АСЗ, СБЛИЖАЮЩИЕСЯ С ЮПИТЕРОМ И ДВИЖУЩИЕСЯ ВОКРЕСТНОСТИ РЕЗОНАНСОВ НИЗКИХ ПОРЯДКОВ С НИМ ...................................................115ПРИЛОЖЕНИЕ Г.
ДАННЫЕ О ПРОХОЖДЕНИИ АСЗ ЧЕРЕЗ СФЕРУ ХИЛЛА ЗЕМЛИДО 2050 ГОДА .......................................................................................................................................1254ВВЕДЕНИЕАктуальность 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 нашевремя может вызвать катастрофу регионального или даже глобального масштаба, что связано споявлением на Земле большого 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 моделированием их движения на большом интервале времени, что обусловлено рядом причин. В частности, тем, что движение таких объектов проблематично 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 из-за быстрого роста ошибок округления при тесных или многократных сближениях астероидов с планетами.К особенностям, существенно влияющим на динамику АСЗ, относятся тесные и многократные сближения с большими планетами, в том числе с Землей, резонансные взаимодействия спланетами, а также проявление хаотичности в их движении.Тесные и многократные сближения АСЗ с большими планетами играют большую роль вдвижении астероидов и оказывают влияние на прогнозирование их динамики, так как сближениямогут значительным образом изменить параметры орбит АСЗ и увеличить риск тесных сближений или столкновений с другими планетами, в том числе с Землей.
Кроме того, очень важно вовремя выявлять АСЗ, имеющие тесные сближения с Землей, так как эти объекты могут представлять реальную угрозу для Земли в ближайшем будущем.Орбитальные резонансы с большими планетами играют важную роль в движении АСЗ, таккак устойчивые резонансы могут служить защитным механизмом от тесных сближений с планетами, а попадание АСЗ в окрестность резонанса с неустойчивой геометрической конфигурацией«астероид – планета» повышает риск тесных сближений с данной планетой. Такая ситуация может привести к значительным изменениям параметров орбиты исследуемого объекта и увеличитьриск тесных сближений или столкновений астероида с другими планетами, в том числе с Землей.Более того, значительные изменения параметров орбиты астероида создают трудности в дальнейшем численном исследовании динамики АСЗ.5Хаотичность в движении АСЗ связана с появлением высокой чувствительности решения кмалым изменениям начальных данных.
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}
