CC BY
56
18 января 2012 r. 2:29
ТЕХНОЛОГИИ ИНФОРМАЦИОННОГО ОБЩЕСТВА
Информационная система хранения, обработки и распространения данных о малых телах солнечной системы
Массовые открыта ней местных ранее астероидов привели к многократному увеличению количества информации о малых талах Солнечной системы. Поэтому развитие »««формационных систем (ИС), в которых будут содержаться большие объемы данных о малых телах Солнечной системы и инструментарий для обработки этих данных, являются сжтуальным и перспективным нафавлемюм работ в исследовании проблемы астероидно-кометой опасности. С 2005 г. в И НА САН ооздда перисдочесхи обновляемый банк данных малых тел Солнечной системы (остероидое, комет, метеороидов), разработан ряд фограмч автоматиэирукхиих обновления банка денных и обработку результатов наблюдений. На »той основе создав прототип информационной системы, предназначетой решать зацепи хранения, обработки и обмена информацией в рамках исследование проблем астероидно-кометной опасности.
Нароенко» С.А., Жуков А О., Николае» А.В.,
snaroenkov@inasan.ru
Введение
Знание о населенности околоземною пространства небесными телами очень актуально н наши дни. Огромные объемы информации, накопленные и получаемые при наблюдениях объектов, сближающихся с орбитой Земли, требуют хранения и оперативной обработки. С момент обнаружения первого астероида (1801 г) в течение 90 лет астрономы визуально открыли 322 малые планеты. В 1891 году Макс Вольф открыл первый фопмрафичсский астероид (№323). Ровно через 100 лет. к 1 января 1991 г.. всего было обнаружено 4655 астероидов. Таким образом, «фотографический век» по сравнению с «визуальным веком» увеличил число астероидов на порядок. В 1990-е гг. фотопластинку и глаз заменили электронные приемники света - ПЗС-матрнцы. В результате, в конце 2010 года открыто более 500 тыс. астероидов. Из них около 7500 астероидов, являются астероидами, сближающимися с орбитой Земли. А потенциально-опасными для Земли (то есть астероидами, сближающимися с орбитой Земли на расстояние меньше 0.05 А.Е.) являкттся около 1200 астероидов. Менее чем за 20 лет количество известных астероидов выросло на 2 порядка. На данный момент обсерватории. ведущие планомерный поиск астероидов, могут обнаруживать тела с диаметром только более одного километра на значительном удалении от Земли. Но прогнозам. новое поколение телескопов (LSST. PanStarrs) будет способно обнаруживать объекты диаметром от 140 метров. Суммарное количество потснииалыю-опасных астероидов с размерами от 140 метров оценивается в 20 тысяч штук (I).
Развитие информационных систем (ИС), в которых будут содержаться большие объемы .тайных о малых телах Солнечной системы и инструментарий для обработки этих данных, являются актуальным и перспективным направлением работ. В рамках проблемы астсрондно-комстной опасности для Земли, такие информационные системы, объединившие в себе все данные об астероидах, помогут оценить потенциальные риски и угрозы для человечества и дать оценки для рисков, при ударе астероида или кометы в Землю. Зная точные орбитальные характеристики небесною тела, можно будет боле точно предсказать место паления такого тела.
Текущее состояние проблемы в мире и России
На сегодняшний день, в мире насчитывается три крупных информационных центра по всему миру, занимав^
щнхея сбором и анализом информации об астероидах. Главным центром хранения и обработки данных о малых телах Солнечной системы, является Центр Малых планет (ЦМП) |2). Центр малых планет находится в Смитсоновской астрофизической обсерватории (SAO), которая является частью Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики (CFA). ЦМП собирает и систематизирует данные о наблюдениях малых тел Солнечной системы и комет. Из наблюдении, поступающих со всею мира. ЦМП вычисляет орбиты небесных тел и публикует данные через циркуляры Центра малых планет. ЦМП также присваивает имена малым телам Солнечной системы. Центр имеет свой сайт, на котором расположены каталоги астероидов, комет и инструменты для работы астрономов-наблюдателей. На данный момент Центр малых планет обладает главенствующей ролью в каталогизации малых тел Солнечной системы. Иараллсльно с ЦМП, свои работы по каталогизации и исследованию астероидов ведут несколько центров по всему миру, ^о JPL Sentry System (NASA) и NEODYS. JPL Sentry Systcm|3| является головной организацией в структуре NASA и отвечает за исследования астероидов и комет, прогноз движения таких тел в будущем и уточнения орбиты. JPL Sentry System постоянно публикует обновленные данные на своем сайте http://neo.jpl.nasa.gov по всем известным новым, а также опасным астероидам. Лаборатория реактивного движения НАСА (Jet propulsion laboratory -JPL) поддерживает интернет-портала е информацией об астероидах JPL Solar system dynamics (ssd.jpl.nasa.gov). Основой »тою портала является база данных астероидов с интерфейсом обращения к базе (поиск но имени астероида и ею параметрам) и система HORIZONS • сервис для вычисления эфемерид небесных тел (планет, их спутников, астероидов, комет). Система HORIZONS поддерживает 3 разных способа доступа: терминальный доступ, доступ через электронную почту и веб-интерфсйст. Кроме сервиса HORIZONS на интернет-портале JPL Solar system dynamics представлена справочная информация о миссиях к астероидам и кометам.
NEODYS (Near Earth objects Dynamic site) [4J - это информационная система, поддерживаемая и наполняемая в университете Низы (Италия). Данная система через вебинтерфейс позволяет получать ннформапикт о АСЗ - параметры орбиты, прогноз движения астероида и таблицу вероятности столкновения астероидов с Землей и также другую справочную информацнвт.
На сегодняшний день в России не существует информационного центра мирового уровня для хранения астрометрических и фотометрических данных о малых гслах Солнечной системы. Но предпринимаются попытки соз-
I
T-Comm, #11-2011
75
лать информационные системы для хранения, обработки и распространения данных о малых телах Солнечной системы. Можно отметить интернет-ресурс «Каталог орбитальной ЭВОЛЮ1ШИ М&1ЫХ тел Солнечной системы» (5). который создан аспирантами и преподавателями и Самарском Государственном Университете. Данная информационная система появилась совсем недавно. Начиналось все с работ Заусасва А.Ф.|6) о математическом моделировании орбитальной эволюции малых тел Солнечной системы. На дайны»! момент эта информационная система содержит сведения об эволюции орбиты тел, сближающихся с орбитой Земли, в период времени от 1800 года до 2204 года. В базе данных находится информация (орбитальные параметры, близкие сближения с планетами) об астероидах групп Амуров, Атонов. Аполлонов, а также о короткопериодических кометах.
В начале 2011 года Инслпутом прикладной астрономии РАН была представлена первая версия электронного каталога комет «НаНсу». Каталог позволяет работать с регулярно обновляемой базой данных. В число задач, выполняемых электронным каталогом, помимо управления базой данных включено исследование эволюции орбит комет и их визуализация, определение обстоятельств сближений комет с большими планетами на заданном интервале 17). На сайте ИНА РАН данную программу можно скачать бесплатно (8).
Интернет-портал информационной системы
«Кластер» института астрономии РАН
В 2005 г. в ИНАСАН была создана периодически обновляемая база .тайных малых тел Солнечной системы (астероидов, комет, метеороидов), разработан ряд программ. автоматиз»|руюших обновления банка данных и обработку результатов наблюдений. На этой основе был сохтаи прототип информационной системы (ИС). предназначенной решать задачи хранения, обработки и обмена ннформаш1сй в рамках исследования проблем астероил-но-кометной опасности. ИС. создаваемая в ИНАСАН и названная «Кластер» (9), уже сейчас позволяет решать как задачи околоземной астрономии, связанные с про1 позированием столкновения Земли с опасным небесным телом, так и задачи эволюции вещества в Солнечной системе.
В результате работ но расширению функциональности информационной системы «Кластер» создастся интернет-портал. позволяющий работать с базой данных ИС «Кластер» через всемирную сеть Интернет. В базе данных информационной системы «Кластер» содержится информация об орби1альных и физических свойствах астероидов. сближающихся с Землей (АСЗ). моменты и параметры близких сближений астероидов с Землей и др. информация. На нитсрнет-порталс ИС «Кластер» реализованы возможности поиска астероидов по имени или части имени. а также расширенный поиск по орбнгальным параметрам и физическим свойствам астероидов. Интернет-нортал предоставляет возможности по вычислению эфемерид дня любого астероида из базы данных. Интернет-портал реализован на языке НТМЦ линамичсски-обновляемыс страницы реализованы с помощью языка РНР.
Описание интернет-портала информационной
системы «Кластер»
Первой страницей, которую видит пользователь при входе на интернет-портал. является страница-
приглашение. содержащая некоторую информацию об
астероидах, сближающихся с Землей (рис. I) . На интср-нст-страннцс представлены сведения о АСЗ. типах орбит АСЗ и их количестве. Но левой стороне страницы расположена полоса навигации по веб-углу: ссылки на страницы, на которых можно произвести какие-либо действия с АСЗ. а также информационно-познавательный раздел «Это интересно», в котором будут располагаться занимательные сведения об астероидах, последствиях падений таких тел на поверхность Земли и других планет и другая информация. Данный раздел сейчас находится в стадии наполнения информацией.
-У і
Интернет-портал информационной системы "Кластер"
Омюмлп» |Л*р«Ш
Атрмиы тем Ляп
Рис. I. Вил первой страницы интернет-портала ИС «Кластер»
Раздел «Навигация» позволяет перейти по ссылкам на страницы поиска по имени, поиска по параметрам, страницу расчета эфемерид, страницу определения видимости объектов и др.
Раздел ннтсрнст-портала «Поиск по имени» позволяет найти астероид по имени или части имени (рис. 2). Если астероид с указанным именем будет найден в базе данных. то сведения об астероиде отобразятся на странице в виде «карточки объекта». Если же в результате поиска будет на»исно несколько астероидов со схожими именами. тогда появится возможность выбран, именно тот астероид. который нужен.
1 11 І II і І! |)|и - -
Рис. 2. Обший вил интернет-страницы «Поиск по имени»
76
Т-Сотт, #11-2011
тавлены кандидатом физико-математических наук Чазовым В.В. (ГЛИШ МГУ). Рйлел «Эфемериды» постоянно улучшается и обновляется. В дальнейшем функциональность раздела будет улучшена: иояв1гтся возможность вычислять кчк>рдннаты объекта с привязкой к месту наблюдения на Земле, планируется улучшить алгоритмы расчета эфемерид.
В дополнении к разделу «'>фсмсриды» планируется добавить раздел «Что наблюдать?». С помощью этого раздела астрономы-наблюдатели смогут получить информацию о видимости астероида в определенном месте в определенное время, определить визуальную звездную величину, фазовый угол и тл.
На начало 2011 года интернет-портал проходит тестирование и апробацию на базе Института астрономии РАН. Доступ к ресурсу невозможен из глобальной сети Интернет. но в скором времени данный ресурс получит доступ в Интернет, и любой желающий сможет воспользоваться возможностями данного интернет-портала.
Заключение
К проблеме астероидно-кометной опасности в последнее время стали ОТНОСИТЬСЯ более серьезно. Обнаружение астероидов на очень близком расстоянии от Земли, внутри орбиты Луны и близкое сближение астероида 99942/Апофис заставляют задуматься над проблемой астероидно-кометной опасности. Падение небесного тела лаже небольшого размера где-нибудь в населенном пункте. вблизи атомной станции или другого источника опасности может вызвать катастрофу регионального масштаба с большими экономическими последствиями. Создание информационного центра по проблеме астсроидио-кометной опасности позволит России располагать независимыми источниками информации н собственным мнением для принятия ответственных решений по противодействию падению того или иного космического тела. В таком центре информационная система по хранению и обработке астрометрических и фотометрических данных будет являться важным ключевым звеном, так как в ней будут сосредоточены все данные об астероидах. Информационный центр сможет обеспечить достоверную информацию о потенциально опасных объектах с помощью наблюдательных средств рахтнчного назначения как наземного. так и космического базирования, обработку полученной из наблюдений информации на современном уровне, обеспечение надежного прогноза сближений ОПТ
с Землей и оценки последствий нх возможных столкновений. В результате будет определена степень риска для каждого конкретного у|рожающего события и выданы рекомендации по минимизации его последствий. На сегодняшний день у России есть все возможности, чтобы такой информационный центр был создан. Объединение усилий академических институтов РАН. объединение накопленного опыта в создании и улучшении алгоритмов вычисления эфемерид, создании единой базы данных физических и орбитальных свойств потенциально-опасных небесных тел. создание системы оценки потенциального ущерба от паления небесного тела позволит создать единый Информационный центр по проблеме астероидно-кометной опасности [10]. Реализация интернет-портала информационной системы «Кластер» является первым шагом по созданию в России такого центра.
Данная работа выполнена при поддержке Федеральной целевой программы кНаучные и научно-педагогические кадры иншиищионной России» на 2009-2013 гг.
Литература
1. Stoke* (.11.. Yeoman* D.K. Study to Determine thcFcasibil-ity of Extending the Search for Near-Earth Objects to Smaller Limiting Diameters Report of the Near-Earth Object Science Definition Гсаоь NASАД00& P. 21.
2. Minor planer center: http://\*ww.cfa.harvard.edu1 iau'mpc.html.
3. JPI. Sentry System: http://neo.jpl.nasa.gov.
4. Near Earth objects Dynamic site: http://newton.dm.unipi.it/ ncodys.
5. Каталог орбитальной эволюции малых тел Солнечной системы: http://smallbodics.ru.
6. {ачсаев А.Ф., Абрамов В.В.. Денисов С.С. Каталог орбитальной эволюции ас герои лов. сближающихся с Землей с 1800 но 2204 it. М.: Машиностроение. 2007.
7. Электронный каталог комет Hailey: http://www.ipa.nw.ru/ halley/ru.
8. boH.iapciiKo Ю.С. Электронный каталог комстных орбит «Г аллей» // Труды Института прикладной астрономии РАН. -СПб.. 2009. - Выи. 19. - С. 57-67.
9. Нароснков С.А. Информационная система электронной обработки данных о малых телах Солнечной системы. // Известия ВУЗов. Г еодезия и аэрофотосъемка. 2009. №3. С.38-45.
10. Пароеиков С.А. Хранение и обработка астрометрических и фотометрических данных об АСЗ: настоящее и будущее в России // Космические исследования. 20Ю.том 48. №5. С.467-470.
78
T-Comm, #11-2011
