Наблюдения высокоорбитальных космических объектов в Международной астрономической обсерватории санглох Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК РЕСПУБЛИКИ ТАДЖИКИСТАН _2017, том 60, №1-2_

АСТРОНОМИЯ

УДК 523. 532

Н.С.Бахтигараев, Г.И.Кохирова*, У.Х.Хамроев*, А.Ш.Мулло-Абдолов*, В.В.Чазов** наблюдения высокоорбитальных космических объектов в международной астрономической обсерватории санглох

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт астрономии Российской академии наук (ИНАСАН), Москва, Россия, Институт астрофизики АН Республики Таджикистан, Московский технический университет связи и информатики, Москва, Россия

ссия

(Представлено академиком АН Республики Таджикистан П.Б.Бабаджановым 20.11.20.

На телескопе Цейсс-1000 Международной астрономической обсерватории Санглох (МАОС) Института астрофизики АН РТ проведены позиционные и фотометрические наблюдения избранных космических объектов геостационарной области. Определены их координаты, элементы орбит и оценен блеск.

ч> ^чг ^

Ключевые слова: спутник, космический мусор, позиционные наблюдения, фотометрия, блеск.

В 2016 г. после 26-летнего перерыва был приведен в рабочее состояние и модернизирован телескоп Цейсс-1000 Международной астрономической обсерватории Санглох (МАОС) Института астрофизики АН РТ [1]. Комплекс восстановительных работ на МАОСе был выполнен при всесторонней поддержке Президента РТ и Правительства РТ, Президента АН РТ и Президиума АН РТ, усилиями сотрудников ИА АН РТ и активном участии специалистов ИНАСАН и КрАО РАН. В сентябре 2016 г. на этом телескопе проведены первые сеансы пробных наблюдений геостационарных объектов, результаты которых приводятся в данной статье.

Геостационарной называют круговую орбиту на высоте 36 тысяч км над экватором Земли. На этой орбите работают коммуникационные, телетрансляционные и другие искусственные спутники,

которые принято называть геостационарными спутниками (ГСС). Находясь на геостационарной ор-

«

:нньш спутник обращается вок Земли вокруг оси. В результа

бите, искусственный спутник обращается вокруг планеты с угловой скоростью, равной угловой скорости вращения Земли вокруг оси. В результате, в горизонтальной системе координат направление на спутник практически не изменяется ни по азимуту, ни по высоте над горизонтом, то есть спутник должен «висеть» в небе неподвижно. Но со временем из-за влияния несферичности Земли и Лунно-Солнечных возмущений, геостационар начинает медленно смещаться от точки стояния. Для удержания на заданной точке на космическом аппарате регулярно должны работать двигатели коррекции.

Исследования космических объектов в геостационарной области являются актуальной задачей, так как она входит в комплексную проблему обеспечения безопасности освоения околоземного космического пространства. В этой связи весьма важными являются позиционные и фотометрические наблюдения фрагментов космического мусора (КМ) в геостационарной области. Оптические наблюдения позволяют получить данные о техногенном загрязнении околоземного космического простран-

Адрес для корреспонденции: Кохирова Гулчехра Исроиловна. 734042, Республика Таджикистан, г.Душанбе, ул.Бухоро, 22, Институт астрофизики АН РТ. E-mail: [email protected]; [email protected]

ства, определить физические и динамические характеристики объектов КМ, каталогизировать КМ, обнаружить новые фрагменты и т.д.

Для нас особое значение на геостационарной орбите имеет экваториальная область со значениями долгот около 75° восточной долготы (ВД) относительно гринвичского меридиана. Здесь находится одна из точек либрации, вокруг которой ГСС начинают совершать колебательные движения по долготе после прекращения коррекций орбиты, если спутник не был переведён на орбиту захоронения примерно на 200 км выше. Наибольшую опасность функционирующим ГСС представляет угроза столкновения с фрагментами космического мусора (ФКМ), совершающими либрационные движения [2]. В этой связи для прогноза техногенной обстановки необходимы постоянные позиционные и фотометрические наблюдения объектов в области около точки либрации 75° ВД. Местоположение и астроклимат Международной астрономической обсерватории Санглох Института астрофизики АН РТ являются практически идеальными для наблюдений высокоорбитальных космических объектов вблизи точки либрации 75° ВД и выявления особенностей их движения.

С 21 по 26 сентября 2016 г. на телескопе Цейсс-1000 МАОСа впервые проведены позиционные и фотометрические наблюдения избранных объектов геостационарной области. При наблюдениях использовались эфемериды, вычисленные на основе каталога элементов орбит [3]. Для предварительной редукции изображений и синхронизации со службой времени использовались программный модуль CameraControl и комплекс Apex II, разработанные в Пулковской обсерватории РАН [4].

В течение каждой ночи последовательно проводились сеансы наблюдений ГСС и мелких

фрагментов космического мусора (МФКМ). За ночь выполнялось несколько коротких сеансов наблюдений избранных объектов. После предварительной редукции для каждого измерения были получены момент времени, топоцентрические прямое восхождение и склонение объекта в стандартной небесной системе координат и оценка блеска в интегральных звездных величинах.

Для вычисления параметров движения объектов использовалась численно-аналитическая теория движения искусственных спутников Земли [5]. Для некоторых фрагментов получены оценки отношения средней площади поверхности А, освещаемой Солнцем, к массе спутника т. Величина отношения А/т измеряется в м2/кг. Этот параметр очень важен для разработки моделей поступательно-вращательного движения космического мусора.

На рис.1 приведен кадр с четырьмя ГСС, полученный на МАОСе 24.09.16 г. Среди них три индийских спутника связи (по данным \[3]) GSAT-14 2014-00^, GSAT-7 2013-044В, INSAT-4CR 2007-037A и отсутствующий в каталогах неизвестный спутник.

ских спутника связи (по данным [3]) ÜR 2007-037A и отсутствующий в каталогах неи

Рис.1. Кадр с четырьмя ГСС, полученный на МАОСе 2 ГСС (отсутствующий в каталогах), №3 - GSAT-7 20 жения звёзд.

Результаты наблюдений объектов

Fengyun 2D Deb (№ 33458 NORAD) наблюдается с 2

2014-001A, №2 - неизвестный 2007-037A. Штрихи - изобра-

n 2D Deb и Сирио-1

г. как фрагмент космического мусора. Было установлено, что исследуемый объект является фрагментом, возникшим в результате запуска КА Fengyun 2D, выведенного КНР на геостационарную орбиту в точку стояния около 86.5° ВД в декабре 2006 г. Объект движется в режиме либрации около значения 75° ВД с периодом 748 суток [6]. Итальянский научный спутник Сирио-1 (№ 77080А или № 10294 NORAD) был запущен на геостационарную орбиту в 1977 г. По данным каталога [3], объект Сирио-1 находится в пассивном режиме

, с 2002 г. Период либрации составляет 746 суток, амплитуда либрации

вблизи точки либрации 75

равна 0.8°.

Л / /V/ • \

Сеансы наблюдений Fengyun 2D Deb и Сирио-1 в МАОСе выполнены в течение 22-26 сентября 2016 г. Кадры с Fengyun 2D Deb приведены на рис.2. Для Fengyun 2D Deb измерено 184 положения с невязками в координатах а = 0.91" (прямое восхождение) и Д5 = 1.63" (склонение). Для Сирио-1 измерено 626 положений с связками в координатах Да = 0.47" и Д5 = 0.84".

Рис.2. Fengyun 2D Deb во время наблюдений 23 сентября 2016 г.

у J

Элементы орбиты объектов, вычисленные на эпоху наблюдений, а также их приведены в таблице где а - большая полуось, е - эксцентриситет, i - наклон, ш -

сцентриси

(Г И — /МЛ,1 т

О - долгота восходящего узла, М - истинная аномалия, п - среднее движение, А, отношения площади объекта к его массе, т.н. параметр «парусности» объекта.

Элементы орбит объектов КМ Fengyun

vr NT -

gyun 2D Deb и Сирио-1 по наблюд

ности т перигея,

ка величины

Таблица

дениям на МАОСе

но.

имая и наблюденная траектория Fengyun 2D Deb приведена на рис. 3а и 3б, соответствен-казана видимая траектория Сирио-1.

идим

£

азимут, . . .. Рис.3. Трасса объекта Fengyun 2D Deb (a) и наблюденная траектория (b).

• азимут, градусы Рис.4. Видимая трасса объекта Сирио-1.

результате фотометрических измерений получены оценки блеска Сирио-1, то есть среднего значения измеренной интегральной звёздной величины объекта для данного периода наблюдений. Изменение блеска, а также зависимость блеска объекта от его фазы приведены на рис.5, где по оси абсцисс даны даты наблюдений. Ось ординат первого графика соответствует оценкам блеска, ось ординат второго графика - фазе видимости объекта. Рис.5 показывает, что блеск объекта испытывает резкие колебания приблизительно от 10.5 до 16.5 звёздной величины. Очевидна также прямая корре-

ляция блеска с фазовым углом. Однако имеющегося временного интервала наблюдений явно недостаточно для детальных исследований изменений блеска и выявления периода его вариаций.

оценка блеска

16.51-

13.5-

10.51:

а к

к 4

ы

А

i

А **

22.09

23.09

м I;1:

С

2

фаза

27.09

дата . )

1 0 Ь

¿4

\

о.б Ь

zo.ua zo.ua zi.ua

Л ¿Г

'9 25.09

-блеск объекта Сипио-1 по н:

22.09 23.09 24.09 25.09 26.09 27.09

дата

Результаты сравнивались с данными, полученными в течение длительного интервала наблюдений этих объектов в Звенигородской и Терскольской обсерваториях ИНАСАН. Анализ показал хорошую совместимость всех наблюдательных точек. Для примера на рис.6 приведен блеск объекта Сирио-1 с августа по октябрь 2016 г. по наблюдениям в Терскольской и Звенигородской обсерваториях ИНАСАН и в МАОС.

М Е Ь

Г Б X

16.5

13.6

объект 10294, число положений 1038 Й интервале от 30.07

!■ * ^ <С & ' ' -¿V 6

16 00:09:23 до 01.10.2016 17:58:02

41 *

А А 2

..... I I I | I I I I | | I I I | | I I I 4 I I *1 I I I I I I

10294. корреляция : фаза - блеск = -0.164

№

...........

30 05

| | | I | | | | I | | | | I | | | | | I | | | | I | | | | I | | | | I | | | | I | | | | I | |_

20 25 30 05 10 15 20 25 30

фаза дата

| оценка блеска 22.09.2016 21Ь57т17.500з 10.7 Рис.6. Изменение блеска и зависимость фаза-блеск объекта Сирио-1 по наблюдениям в Звенигородской и Терскольской обсерваториях ИНАСАН и в МАОС.

Заключение

Впервые на телескопе Цейсс-1000 МАОСа проведены позиционные и фотометрические наблюдения избранных фрагментов КМ в геостационарной области. В результате определены положения объектов на момент наблюдений, вычислены орбиты, оценен их блеск.

Местоположение и астроклимат МАОС являются практически идеальными для наблюдений высокоорбитальных космических объектов вблизи точки либрации 75о ВД.

Результаты наблюдений хорошо согласуются с наблюдениями в Звенигородской и Терсколь-ской обсерваториях ИНАСАН, систематические ошибки не выявлены.

Наблюдения выполнены на телескопе Цейсс-1000 после его восстановления и модернизации. Таким образом, показана эффективность и возможность использования телескопа в наблюдениях таких объектов.

.11.2016 г.

телескопа в наблюден телескопа в наблюден

Поступило Ж

"ЕРАТУРА

".В., Николенко И.В., Мулло-Абдолов А. » телескопа Цейсс 1000 Международной РТ. Отделение ФМХГТН, 2016, № 1(

ЛИТЕ

1. Кохирова Г.И., Рахими Ф.К., Крючков С.В., Николенко И.В., Мулло-Абдолов А.Ш., Хамроев У.Х., Абдуллоев С.Х. Новый «Первый свет» телескопа Цейсс 1000 Международной астрономической обсерватории Санглох. - Известия АН РТ. Отделение ФМХГТН, 2016, № 1(162), с. 59-69.

2. Клишин А.Ф., Чазов В.В., Бахтигараев Н.С., Костюк Н.Д. Об оценке уровня техногенной опасности в зоне размещения КА "Электро-Л". - Вопросы Радиоэлектроники. Сер. Радиолокационная техника, 2007, вып. 2, М., с.40-46.

3. http://celestrak.com/NORAD/elements/.

4. Девяткин А.В., Горшанов Д.Л., Куприянов В.В. Верещагина И.А. Пакеты программ Apex I и Apex II для редукции астрономических ПЗС наблюдений. - Астрон. вестн., 2010, т. 44, № 1, с. 74-88.

5. Бахтигараев Н.С., Чазов В.В. Информационное обеспечение космических экспериментов на основе численно-аналитической теории движения искусственных спутников Земли. - Космические исследования, 2005, т. 43, № 5, с. 386-389.

6. Бахтигараев Н.С., Левкина П.А., Чазов В.В. Эмпирическая модель движения фрагмента космиче-

~ , *

ского мусора в геостационарной области. - Астрон. вестн., 2016, т.50, №2, с.141-146.

^.Бахтигараев, Г.ИДохирова*, УДДамроев*, А.Ш. Мулло-Абдолов*, В.В.Чазов**

>хидахои объектной кай^онии баландмадор дар

ксадхонаи астрономии байналмилалии санглох

Институти астрономияи Академияи илм^ои Россия, Москва, Россия, *Институти астрофизикаи Академияи илм^ои Цум^урии Тоцикистон, *Донишго%и техникии алоца ва информатикаи Москва, Москва, Россия

Мушохидахои позитсионй ва фотометрии объектдои интидобшудаи, ки дар фазой геостатсионарй харакат мекунанд, бо телескопи Тсейсс-1000-и Расадхонаи астрономии байнал-милалии Санглохи Институти астрофизикаи АИ Ч,Т гузаронида шудаанд. Координатдо, траекториядо ва дурахшонии ондо муайян карда шудаанд.

Калима\ои калиди: радиф, партовуои кайуони, координатуо, позитсия, фотометрия, дурахшони.

N.S.Bakhtigaraev, G.I.Kokhirova*, U.Kh.Khamroev*, A.SH.Mullo-Abdolov*, V.V.Chazov** observations of high earth orbit space objects at the international astronomical observatory sanglokh

Institute of Astronomy of the Russian Academy of Sciences, Moscow, Russian Federation, Institute of Astrophysics of the Academy of Sciences of the Republic of Tajikistan,

Moscow Technical University of Communications and Informatics, Moscow, Russian Feder

Astrometric and photometric observations of the selected objects of the geostationary region by the telescope Zeiss-1000 of the International Astronomical Observatory Sanglokh (IAOS) of the Institute of Astrophysics of the Academy of Sciences of the Republic of Tajikistan were carried out. Their coordinates, brightness and orbital parameters were determined.

Key words: satellite, space debris, coordinates, positional measurements, photometry, brightness.

sO

A iv Jv £