Для корректной оценки роли мелкого КМ в воздействии среды на КО нужно прежде всего избавиться от порочного убеждения, что, якобы, только крупные КО представляют действительно серьезную угрозу для действующих КА, а мелкий км их только поцарапает. Во-первых, если крупный КО способен полностью разрушить КА, то мелкий км может вывести из строя его важные внешние устройства, узлы и блоки КА. Во-вторых, мелкая частица при столкновении с КА с относительной скоростью 14…15 км/с и более может нанести ему ущерб более ощутимый, чем крупный осколок, столкнувшийся при малой относительной скорости. В-третьих, у КА есть крайне уязвимые места, как, например, оптика, солнечные панели и т. п., для которых даже царапина обернется ощутимым повреждением.
Результат удара сантиметровой алюминиевой сферы в 0,5-сантиметровую оболочку КА на скорости 10 км/с — типичный пример повреждения от КМ. По данным американских исследователей [Orbital___, 1995], такой удар может полностью расплавить или, по крайней мере, частично испарить саму ударившую частицу и сделать пробоину в стенке КА с входным отверстием диаметром 3,3 см и выходным — 2,7 см. Сила удара, вызванная расширяющимся расплавом частицы КМ и материалом стенки, распространяясь на компоненты КА, расположенные в 2,5 см позади пробитой стенки, может превысить допустимую нагрузку для большинства материалов структур КА. В 15 см позади стенки она будет все еще близка к предельной нагрузке, допустимой для обычно используемых алюминиевых сплавов.
Удары мелкого КМ в хрупких материалах создают трещины, распространяющиеся далеко за пределы кратеров и пробоин. Они могут приводить к локальным образованиям плазмы, которая может вызывать разряды и другие нарушения в электронном оборудовании, солнечных панелях. Повреждения от ударов КМ зачастую сочетаются с другими видами воздействий внешней агрессивной среды (атомарный кислород, ультрафиолетовое излучение) и вызывать в итоге большие повреждения, чем сумма индивидуальных повреждений от каждого фактора в отдельности — супераддитивная функция композиции.
Пробоина в смотровом окне шаттла STS-007, полученная в результате столкновения с космическим мусором весом 8 грамм
И очень мелкие частицы способны вызвать серьезные повреждения. Например, частица диаметром 0,75 мм, ударяющаяся в 0,5-сантиметровое алюминиевое внешнее покрытие двигателя ориентации солнечных панелей, приведет к образованию осколков внутренней стенки покрытия и повредит двигатель. Частица диаметром 1 мм на относительной скорости 10 км/с может пробить радиатор с тонкостенными трубами охлаждения, какие используются в космических реакторах. Если в контуре охлаждения не предусмотрено автоматическое перекрытие или «отсечка» пробитых труб, может произойти утечка охладителя.
Даже если удары мелкого КМ не вызывают серьезных структурных повреждений, создаваемые ими сколы, кратеры, пробоины, царапины, мелкие трещины приводят к постепенной деградации поверхности КА, ослабляя ее и делая более уязвимой для воздействия агрессивной внешней среды.
Не удивительно, что основное внимание исследователей обращено именно на мелкий КМ. Этим объясняется и большой объем соответствующих публикаций. Мелкие частицы сталкиваются с подобными себе и крупными гораздо чаще, чем крупные КО между собой. При этом генерируются обширные потоки мелких частиц, часть которых покидает окрестности Земли, но большинство после недолговременной концентрации в области столкновения остается на долго живущих высокоэллиптических орбитах. Это подтверждается и измерениями c LDEF. Тыльная поверхность этого КА испытала столкновения с малоразмерным км, следы которых можно объяснить только высокой эллиптичностью орбит оставивших их частиц [Kessler, 1992]. Многие из этих частиц — чешуйки отслоившейся краски. в то же время, во многих кратерах обнаружены окись алюминия, медь, серебро, никель, нержавеющая сталь, которые могли быть оставлены фрагментами конструкционных и других компонент неизвестных КА [Horz, 1992]. Эксперимент с LDEF подтвердил наличие долгоживущих потоков мелкого КМ, происхождение которых можно объяснить их точечным источником — столкновением или взрывом КО [Mulholland et al., 1991].
Ремонт космического телескопа «Хаббл», который подвергся атаке космического мусора
Вероятность столкновения с частицами диаметром не более 1 мм практически равна единице. Поверхности КА Eureca, LDEF, Solar Max, PALAPA и др., возвращенных на Землю после нескольких лет пребывания в космосе, оказались испещренными множеством изъянов, оставленных частицами км. По данным NASA на март 1997 г., в течение последних 16 месяцев эксплуатации шаттлов КМ настолько серьезно повредил их иллюминаторы, что 18 окон пришлось заменить, а каждое стоило тогда более 50 тысяч долларов. В среднем после двух полетов у шаттла приходится заменять иллюминаторы. Наиболее уязвимыми оказались солнечные панели. На некоторых аппаратах они уже через 3 месяца полета оказывались выведенными из строя. Повреждение обшивки КА, иллюминаторов, солнечных батарей, антенн, топливных и газовых баллонов, других навесных элементов если и не выводит их из строя, то, во всяком случае, сокращает срок службы.
Из-за трудностей обнаружения КО размером меньше 1 см на ГСО и даже регистрации самих разрушений, порождающих малые осколки, статистика и характеристики столкновений на ГСО и их последствия плохо изучены. Измерительные данные об объектах на ГСО (в отличие от НОКО) мы получаем лишь эпизодически.
Единственно, что известно наверняка, столкновения на ГСО в среднем менее опасны и повреждения от них не так катастрофичны, как в низкоорбитальной области. Тем не менее, необходимо лучше понимать истинное состояние среды на ГСО, особенно характеристики потоков средне- и малоразмерного КМ, так как на этих орбитах работают наиболее дорогостоящие КА. ГСО — крайне ограниченный по емкости, ценный ресурс для размещения там новых аппаратов, а время существования КО на ГСО — десятки, сотни тысяч и миллионы лет.
Белым пятном в наших представлениях о мелком КМ считаются источники его образования. Характеристики его популяции сильно зависят от времени и долгосрочного прогноза эволюции.
Расшифровку всех приведенных в статье условных сокращений смотреть здесь: «Исследование ближнего космоса: условные сокращения».
|
Автор: Admin |
2012-06-26 |
|
 |
• Недосказанность.
Начать хочется с обмана турфирм, которые по сути не обманывают, а говорят правду и только правду (точнее, прописывают ее – мелким шрифтом в договоре). Например, вас заинтересовали свадебные путешествия. Но оператор предлагает не только отпраздновать ханимун за границей, но и устроить там регистрацию брака! Вам называют примерную сумму, которая вызывает дикий восторг, ведь сюда входит и регистрация. И шампанское для присутствующих, и маленький тортик, и даже букет для невесты! И за все это – не так много денег, как казалось.
Лишь потом, когда вы уже окончательно настроены на свадьбу за рубежом, вам сообщают, что в стоимость не входят билеты и проживание отеля.
|
Автор: Admin |
2015-08-25 |
|
Морские породы представлены преимущественно застывшими лавами базальтового типа, которые заполнили ударные впадины лунных морей менее 4 млрд назад, после окончания интенсивной бомбардировки. Обнаружен также пирокластический материал — породы, образовавшиеся в результате разбрызгивания фонтанирующей лавы. Изредка в виде включений в морских базальтах встречаются ультраосновные породы. Морские породы слагают около 1% объема лунной коры.
Преобладающим типом морских пород Луны являются морские базальты. Лунные морские базальты делят по содержаниям титана, алюминия и калия на несколько групп: 1) Базальты с высоким содержанием титана (TiO2 >8 мас.%). Это породы, собранные экспедициями «Аполлон-11» и -17»; 2) Базальты с низким содержанием титана и бедные алюминием (TiO2 2-6 мас.%, А12О3 < 12 мас.%). Эта группа объединяет породы экспедиций «Аполлона-12» и -15»; 3) Базальты с низким содержанием титана, богатые алюминием (TiO2 3-6 мас.%, А12О3 12-15 мас.%). К этому типу относятся базальты, доставленные «Луной-16»; 4) Базальты с очень низкими содержаниями титана (TiO2 <1 мас.%), исследованные в основном «Луной-24» (рис. ниже).
Морские базальты:
а. Шлиф 74275,93, «Аполлон-17», проходящий свет, без анализатора. Базальт с высоким содержанием титана. Долерит. В проходящем свете заметен коричневатый пироксен, изометричные, прозрачные кристаллы оливина с мелкими включения хромита (черное), лейсты плагиоклаза (серый, белый) и непрозрачный ильменит.
б. Шлиф 1517, «Луна-24», проходящий свет, без анализатора. Ферробазальт (долерит) с очень низким содержанием титана (ильменита). Порода сложена пироксеном (слегка коричневатый) и плагиоклазом (бесцветный). Содержание рудного минерала (черный, в основном хромит) очень незначительно
Выделяются также: 1) низкокалиевые низкотитанистые базальты с содержанием К2O около 0,1%, 2) высококалиевые высокотитанистые базальты с содержанием К2O около 0,3%, 3) крайне высококалиевые базальты с содержанием К около 0,9 мас.%). В минеральном составе различия между перечисленными группами выражаются в вариациях содержаний Ti-содержащего минерала ильменита и полевого шпата, с которым связано основное количество алюминия и щелочей.
Морские базальты отличаются крайне низкой летучестью кислорода, т. е. весьма восстановительной обстановкой их образования, практическим отсутствием летучих компонентов, таких как Н2O и СO2, и пониженными содержаниями щелочей. Морские базальты — продукт частичного плавления лунных недр на глубинах до 400 км, и следовательно, их состав должен в определенной степени отражать состав лунной мантии. От земных базальтов морские базальты Луны отличаются меньшими размерами слагающих их зерен минералов (сотни микрон) и практическим отсутствием вулканического стекла. Характерными минералами являются низко-Са клинопи-роксен, оливин, высоко-Са плагиоклаз, ильменит, армалколит ((Mg,Fe) Ti2O5).
Место посадки станции «Луна-24»
Возраст низкотитанистых алюминистых базальтов оценивается как 3,9-4,2 млрд лет, крайне низкотитанистых базальтов в месте посадки корабля «Аполлон-17» около 4 млрд лет, а в районе посадки станции «Луна-24» — около 3,3 млрд лет. Возраст высокотитанистых базальтов в районах посадки «Аполлон-11» и «Аполлон-17» оценивается в пределах 3,5-3,8 млрд лет, высококалиевых высокотитанистых базальтов в районе посадки «Аполлон-11» около 3,55 млрд лет и низкотитанистых базальтов в районе посадки «Аполлон -12 и -15» в диапазоне 3,08-3,37 млрд лет.
Высокотитанистые морские базальты широко распространены в таких лунных морях, как Море Спокойствия, Море Дождей, Океане Бурь, а также в подчиненном количестве присутствуют в Море Изобилия, в Море Влажности и в Море Облаков. Низкотитанистые морские базальты широко распространены в Море Ясности, Море Кризисов, Море Холода, Море Познанном и в подчиненном количестве присутствуют по периферии Моря Дождей, центральную часть которого занимают высокотитанистые базальты. По данным гамма-съемки автоматической станции «Лунар Проспектор» железистые базальты западной части Океана Бурь обогащены Th (>2-6 г/т), U и К. Так как эти базальты покрывают значительные территории, их происхождение сложно объяснить простой ассимиляцией нижележащего корового субстрата, обогащенного K2O, REE, Р (KREEP). Вполне возможно, что этот факт указывает на изначальную обогащенность мантийного источника редкоземельными элементами, однако этот вопрос пока остается дискуссионным.
Лунный пирокластический материал:
а. Фото NASA #S73-15085 Частицы оранжевого стекла из образца грунта 74220 (корабль «Аполлон-17»).
б. Фото NASA #S71-43587 Частицы зеленого стекла из образца грунта 15401 (корабль «Аполлон-15»)
Лунный пирокластический материал является очень редким типом лунных морских образований. Он представлен зелеными и оранжевыми стеклами — преимущественно в виде стеклянных шариков и их обломков, которые по химическому составу не имеют прямых эквивалентов среди кристаллических пород (рис. выше). Зеленые стекла отличаются примитивным мафическим составом и рассматриваются как наименее дифференцированное лунное вещество. Поверхность частиц зеленых и оранжевых стекол сильно обогащена Zn, Pb, F и другими легколетучими компонентами, что связывается с конденсацией на их поверхности вулканических испарений.
Ультраосновные породы, которые тоже крайне редки, встречаются, как уже говорилось, в виде включений в морских базальтах. Они представлены передробленными и перекристаллизованными дунитами, реже перидотитами. Состоят преимущественно из оливина (Fe9—12) с примесью пироксенов, плагиоклаза, металлического железа, троилита. Образование этих пород связывается как с ранним этапом глобальной дифференциации Луны (возраст мантийных дунитов близок возрасту Луны), так и с более поздними этапами становления лунной коры.
|
Автор: Admin |
2014-02-11 |
|
С тех времен наш мир претерпел множество изменений, но одно осталось неизменным – люди, как и прежде, любят слушать музыку. Однако современное искусство художественного воплощения при помощи звуков шагнуло далеко вперед и разделилось на множество стилей и направлений.
Технологии тоже сделали свое дело, и нам нет необходимости идти в филармонию для того, чтобы послушать окрестное исполнение нетленных композиций Баха или Бетховена: онлайн музыка дает нам возможность сделать это, не отходя от компьютера!
И в заключение, я бы хотел порекомендовать всем меломанам посетить сайт www.101.ru, где они смогут прослушать самые популярные музыкальные композиции в онлайн режиме.
Продолжение легенды о плащанице
Семейство совсем молодого тогда еще Жана-Пьера де Вуази каждое воскресенье проделывало путь до церкви Св. Магдалины в Рэде. Барон Пьер III де Вуази и его супруга Женовефа выступали первыми. В этот день баронесса непременно надевала на себя зеленое платье с белыми кружевами. На голове ее всегда сиял позолоченный серебряный обруч, скромная копия ее свадебной диадемы. К обручу прикреплялся прозрачный шелковый платок, укрывавший волосы баронессы.
Сам Жан-Пьер всегда следовал в паре с братом Жилем, его женой и маленьким сыном. По дороге де Вуази они ни слова не произнесли друг с другом, только приветствовали стоящих вдоль дороги горожан. В церкви семейство баронов садилось на семейные скамьи на хорах. Отсюда все было превосходно видно: и проповедника, и алтарь.
В то воскресное утро в церкви ожидали легата святого престола во Франции, кардинала Одо де Шатеруа, вместе с королем Людовиком начавшего подготовку к новому Крестовому походу и теперь проповедовавшего по всему королевству.
Юный Жан-Пьер де Вуази отлично знал историю всех шести предыдущих Крестовых походов. Он знал все об этих «святых предприятиях», начиная с первого, объявленного 27 ноября 1095 года.
Это был морозный солнечный день. Свыше ста тысяч людей, как сообщал автор одной из хроник, собрались в тот день на большом поле у ворот французского города Клермон, чтобы услышать слова верховного понтифика.
Папа Урбан II занял место на подиуме, окруженный архиепископами, епископами и аббатами, вместе с которыми он прибыл на консилиум в Клермон.
И вот папа Урбан II поднялся со своего трона на возвышении и начал проповедь. Папа говорил о неверных — мусульманах, заполонивших Святую землю, завоевавших и обездоливших ее, тиранящих тамошних восточных христиан и усложняющих жизнь пилигримов из Европы. Папа призвал христиан Запада выйти в поход, чтобы спасти христианство на Востоке. Каждый, кто еще в силах, должен был выступить в начале лета в поход. Сам Господь Бог поведет крестоносцев вместе с сонмом ангелов и святых, заверил слушателей Урбан П. Каждый, кто будет смело биться за святое дело, получит прощение и отпущение всех грехов. Речь Урбана зажигала, воспламеняла умы. «Deus lo volt! — Так хочет Господь!» — кричали сотни глоток, восторженно воспринимая слова папы.
Все знали печальное положение христиан в Святой земле. Иерусалим и Сирия были захвачены турками-сельджуками, действительно сурово относившимися к восточным христианам и опасными для западных пилигримов. Уже во времена папы Григория VII (1073—1085) созрел план помощи своим собратьям по вере, воспользовавшись воссоединением греческого христианства с Католической церковью, с 1054 года находившегося в расколе (схизме) с Римом.
Так что неудивительно, что призыву папы Урбана II последовали тысячи людей из самых разных стран Европы. Под руководством Боэмунда Тарентского, Готфрида Булъонского, Раймона Тулузского, Роберта Фландрского и Болдуина I Булонского армии крестоносцев и, прежде всего французских и лотарингских рыцарей, а также норманнов из Франции и Южной Италии в августе 1096 года отправились в направлении Византии, чтобы заручиться поддержкой Восточной христианской церкви.
В Византии крестоносцев принял император Алексий I Коммин, однако император-схизматик очень сильно постарался, чтобы импозантная орда «борцов за веру» как можно скорее покинула пределы Византии. На пути в Иерусалим через Антиохию крестоносцы попали в ловушку турков-селъджуков, но мусульмане были побеждены. И вот 15 июля 1099 года крестоносцам удалось после четырехнедельной осады взять Иерусалим.
В Святом городе смерти и воскрешения Христа было основано христианское королевство, мирским главой которого был избран Готфрид Бульонский, герцог Нижней Лотарингии. Из скромности он принял титул «Наместника Гроба Господня». Вскоре часть крестоносцев вернулась на родину. Те же, что остались в Святой земле, ориентировались в Иерусалиме на европейские образцы, создавая из него государство, подобное мелким герцогствам. Во время Второго крестового похода были основаны княжество Антиохийское и королевство Кипрское.
Но вот в 1187 году над христианским Иерусалимским королевством разразилась беда: город был захвачен султаном Саладином. Понадобился еще один Крестовый поход. Сначала совместными действиями королей Англии и Франции был отвоеван город Аккон. В результате мирного договора с султаном христианам даже дали право на безопасные паломничества в Иерусалим. Но без помощи Византии крестоносцы были не в состоянии вернуть себе Святой город. И Четвертый крестовый поход обернулся уже против Константинополя.
Только Пятый крестовый поход, в который в 1228 году отправился Фридрих II, дал католическому христианству возможность вернуть Иерусалим. В городе крестоносцев Сен-Жан д’Акре Фридрих II встретился для переговоров с египетским султаном Аль-Камилем, и тот без боя передал Иерусалим императору Священной Римской империи. Мирный договор был подписан на десять лет. Император Священной Римской империи гарантировал мусульманам свободный доступ в мечети и их собственные места паломничества. Сам Фридрих женился на дочери-наследнице короля Иерусалимского и в 1229 году сам был коронован иерусалимской короной.
Кто только не принимал участия в Крестовых походах на протяжении целого столетия: и император Фридрих I Барбаросса, и французский король Филипп II Август, дед короля Людовика IX, и английский король Ричард I Львиное Сердце. Но в 1244 году мусульмане вновь завоевали Иерусалим.
В подобной ситуации французский король Людовик IX отважился уже на Шестой крестовый поход. В конце августа 1248 года король с двадцатипятитысячной армией отплыл на Кипр, передав бразды правления в руки своей матери, королевы Бланки. Вместе с королем отправился и старший брат Жана-Пьера де Вуази, девятнадцатилетний Пьер.
После того как королевское воинство перезимовало на Кипре, оно высадилось в Египте 5 июня 1249 года и на следующий день завоевало Дамъетту. Нападение на Каир весной 1250 года окончилось катастрофой: король Людовик IX вместе со всей своей армией оказался в плену и вернул свободу высокой ценой: непомерными откупными и передачей Дамъетты. Униженная армия отбыла в Сен-Жан д’Акру, последний из городов крестоносцев в Святой земле.
Людовик IX
Четыре года король Людовик IX провел в Святой земле. И только весной 1254 года он вернулся во Францию. Вскоре после прибытия флота крестоносцев на родину родители Жана-Пьера узнали, что их старший сын скончался сразу после отбытия из Аккона. Горе де Вуази было ужасно. Отец Жана-Пьера «бежал» в науки, собрав всю доступную литературу о все тех же Крестовых походах. Это был его способ пережить утрату сына.
Барон Пьер III де Вуази долгие годы внимательно изучал все рисунки и все эскизы ландшафта, корабли и битвы, описанные в книгах и свитках, и наиточнейшим образом подсчитал количество солдат и оружия, деньги и пожертвования, отпущенные на каждый крестовый поход. Он даже постарался проверить все письменно зафиксированные воспоминания отдельных крестоносцев. Он стал самым настоящим экспертом истории Крестовых походов.
Карта Святой земли, составленная в 1759 году. Сегодня Святая земля территориально принадлежит современному израильскому государству и является главным предметом арабско-израильского конфликта.
Больше всего барона интересовала теологическая обоснованность походов, о которой говорили папы и святые, например знаменитый Бернар Клервосский. Изучая все эти труды, барон сделался решительным противником всего «предприятия». И не потому, что испытывал симпатию к мусульманской религии и магометанам — они были ему чужды, — а оттого, что не понимал, почему католическое христианство, верное папе римскому, должно идти на такие кровавые жертвы ради христиан в Святой земле, которые все поголовно были еретиками и схизматиками.
Рис. 1. Изображение слона в Chronica majorat, из-за которого жизнь молодого де Вуази изменилась кардинальным образом
А вот на юного Жана-Пьера книги из библиотеки отца, посвященные Крестовым походам, производили иное впечатление. В его фантазии дороги Святой земли были усыпаны золотом и драгоценными камнями. В библиотеке отца отыскалась Chronica majorat Матфея Парсиянина с изображениями слонов (рис.1). И Восток окончательно покорил молодого де Вуази.
По всей видимости, Восток не оставлял и ум короля Людовика IX. Наконец король решился еще на один поход. Его призыв достиг Рэде и ушей юного Жана-Пьера де Вуази.
|
Автор: Admin |
2012-09-01 |
|
Хотите побывать этим летом в славном городе Ставрополь, тогда обязательно занесите в закладки своего браузера сайт http://2stavropol.ru/, по страницам которого Вы совершите электронную экскурсию по этому прекрасному городу. Так что, когда Вы приедете в Ставрополь, то будете знать его как свои пять пальцев и точно не сможете пропустить ни одной достопримечательности.
Рис. 1. Бремя существования переходной ступени вывода КА на ГСО с борта шаттла
Слабые гравитационные возмущения влияют на время существования КО на ГСO с высотой перигея меньше 300 км, а выбор ориентации орбиты по отношению к Солнцу и Луне может заставить лунно-солнечные возмущения работать на снижение перигея. На рис. 1 показано, как время существования РН изменяется в зависимости от угла между плоскостью начальной орбиты переходной ступени и Солнцем [Loftus et al., 1992]. Это подсказывает очень дешевый способ ускорения схода с орбиты некоторых КА, но для других может потребоваться существенная коррекция программ запуска, полета, функционирования и согласования с прочими требованиями миссии.
На низких орбитах можно использовать приспособления для усиления торможения в атмосфере, например, установку насадок или изменение геометрии поверхности с целью увеличения ее площади. Это могут быть надувные баллоны. Чтобы они не сдувались после перфорации мелким мусором, использовать способы придания им жесткости после надува.
Перевод КА и РН на орбиты захоронения в конце их активного существования. Принудительное снятие КО с орбит и сокращение времени их существования обходится сравнительно недорого для НОКО или КО на эллиптических орбитах с низким перигеем. С ростом высоты их стоимость неприемлемо возрастает. Есть более универсальный метод «разредить» переполненные рабочие орбиты — перевод выработавших ресурс КА на орбиты захоронения, где они уже не представляют угрозы для действующих КА. Такие орбиты должны отстоять достаточно далеко от рабочих, чтобы естественные возмущения не вернули их вскоре назад. Перевод КО на орбиты захоронения не может считаться радикальным способом борьбы с засорением космоса, так как не уменьшает общей кинетической энергии в ОКП. Этот способ снижает риск столкновений в исходном районе, но повышает его в районе захоронения. Если там произойдет разрушение КА, то осколки могут достигнуть и его прежней рабочей орбиты. При выборе способа снижения опасности столкновения для действующих КА нужно сопоставлять различные варианты по стоимости и эффективности. Представляется, что в перенаселенной низкоорбитальной области, где трудно найти место для орбиты захоронения, обычно больше подходят методы радикального удаления КО с орбиты. Но для ГСО и полусуточных орбит они слишком дороги.
Швейцарцы уже изобрели миниатюрные аппараты, которые научное сообщество прозвало космическими пылесосами. Основная задача этих сверхтехнологичных устройств – очищение орбиты нашей планеты от мусора
Методы активного удаления КМ с орбит. Эта идея возникла почти лет 30 назад [Liou, Johnson, 2007b; Orbital___, 1985]. Однако из-за технической сложности и чрезвычайно высокой стоимости подобных проектов их не относили к разряду практически реализуемых. Удаление с орбит крупных КО требует высокозатратного создания специальной космической транспортной техники при сравнительно малой значимости снижения риска столкновений в результате такой операции. Самая оптимистическая оценка стоимости реализации подобного проекта [Petro, Ashley, 1989] — более 15 млн. дол. на каждый КО в нижней орбитальной области, не считая затрат на разработку маневровых систем.
События 2007, 2009 гг. (разрушения КА «Фенгюн-1С», «Иридиум-33», «Космос-2251») и последние модельные исследования, подтвердившие явную нестабильность популяции КМ в низкоорбитальной области (ниже 2000 км), дали новый импульс для дискуссий на эту тему. Как уже упоминалось выше, президент США Обама заявил в 2010 г., что национальная космическая политика США предусматривает проведение исследований и развитие технологий удаления КО из ОКП. Были даны соответствующие директивы NASA и Министерству обороны США [Liou, 2011b; President…, 2010].
Перед планированием операций по активному удалению КО встает ряд вопросов:
• в каком орбитальном районе следует осуществлять такие операции в первую очередь;
• каковы главные цели этих операций;
• какой КМ следует удалять в первую очередь;
• какой будет выигрыш от этого;
• каким образом конкретно осуществлять операцию.
В свете последних исследований и событий в космосе ответ на первый вопрос будет однозначен — низкоорбитальная область с наиболее неустойчивой популяцией КМ с признаками начала каскадного процесса. Засорение более высоких орбитальных областей, как мы уже отметили, проходит значительно медленнее. Второй вопрос затрагивает как общие, так и частные цели. Общей вполне может быть максимизация отношения достигаемой выгоды к стоимости операции. Частные цели: управление ростом популяции мусора, ограничение интенсивности столкновений, смягчение последствий столкновений для конкретно выбранных КА, например, пилотируемых, и т. п. Какой КМ удалять прежде всего, во многом зависит от ответа на второй вопрос. Если цель операции — стабилизация роста популяции КМ или снижение числа катастрофических столкновений, то удалять нужно в первую очередь крупные массивные КО. В случае постановки задачи снижения угрозы нарушения функционирования действующих КА, следует настраиваться на удаление КО размером от 5 мм до 1 см. Они самые опасные в этом смысле и составляют 80 % всех КО размером более 5 мм [Liou, 2011b]. Другой вопрос — как это сделать.
Идей высказано достаточно много, включая и весьма фантастические предложения: «космические веники», огромные пенные шары, фольговые ловушки, лазерные испарители наземного и космического базирования. Короче, в настоящее время не существует сколько-нибудь эффективных технологий удаления мелкого КМ, а все предлагаемые схемы выглядят очень дорогими.
Выбор того или иного метода борьбы с засорением ОКП по сути будет компромиссом между эффективностью его применения и стоимостью реализации.
Мы уже говорили, что из-за ошибок прогнозирования движения КО в 159 атмосфере невозможно с достаточной определенностью и, главное, своевременно предсказать место и время падения на Землю крупных обломков, что не позволяет принять необходимые меры защиты.
Главная неопределенность связана со «слабым» знанием вариаций плотности верхней атмосферы, и трудностью предсказания изменяющейся во времени площади поперечного сечения НОКО из-за его переменной ориентации в пространстве. Функцией этих двух характеристик будет сила сопротивления атмосферы, как очень важная компонента уравнений движения КО. Из-за плохого знания этих характеристик точность прогнозирования движения НОКО снижается на ±15 %, что составляет несколько, а иногда и десятки километров за сутки. Эти ошибки существенно превосходят все остальные, включая погрешности наблюдения и неоднозначность модели движения. Особенно недопустимы такие ошибки при расчете параметров сближения КО для программирования маневра уклонения от столкновения.
Над этой проблемой работают многие ученые, но ее решение пока оказывается им не под силу. Заметно улучшить точность определения этих двух характеристик сейчас нереально. Единственный, по нашему мнению, вариант — увеличение плотности средств наблюдения и рациональное их размещение с целью сокращения «слепых» для СН интервалов движения КО. Положительный эффект в этом случае гарантирован, однако проблема — в высокой стоимости реализации такого варианта. В то же время, если это все-таки будет сделано, то приведет не только к демпфированию проблемы непредсказуемости атмосферы, но и к существенному покрытию слабо контролируемых сегодня областей орбит, т. е. к более быстрому обнаружению КО, причем на большем разнообразии орбит.
Обе СККП испытывают множество трудностей в обнаружении и контроле движения БЭКО и других КО в высокоорбитальной области. Одна из причин этих трудностей — несовершенство используемых повсеместно методов поиска и обнаружения малоразмерных и слабоконтрастных КО. В ОКП присутствует гигантская масса элементов КМ с широчайшим разбросом орбитальных, массогабаритных и прочих индивидуальных параметров: по высотам, размерам, яркости и т. п. При этом специалисты испытывают большой дефицит измерительной информации для полноценного исследования проблемы техногенного засорения ОКП. КО различных классов требуют индивидуального подхода к их поиску и обнаружению.
Расшифровку всех приведенных в статье условных сокращений смотреть здесь: «Исследование ближнего космоса: условные сокращения».
|
Автор: Admin |
2012-06-30 |
|
Замучили проблемы с желудком? Тогда Вам стоит знать, что кефир положительно влияет на всю микрофлору вашего организма, способен восстановить кислотно-щелочной дисбаланс и является действенным средством для борьбы с болезнетворными микробами.
Однако этот кисломолочный продукт из магазина не будет обладать теми же лечебными свойствами, что и тот, который Вы приготовите сами из заквасок Vivo, приобрести которые можно на сайте zakvaski.com.
Экипажи шаттла миссий STS-122 и STS-123 при внешнем осмотре МКС обнаружили целый ряд повреждений от ударов КМ [Hyde et al., 2008] (рис. 12).
В апреле 2010 г. экипажем шаттла (миссия STS-131) были доставлены для лабораторного анализа на Землю две защитные алюминиевые панели переходного шлюза МКС после почти девяти лет их пребывания в космосе. Размер каждой панели — 1,3×0,84 м, толщина —0,02 м. На них обнаружено 58 кратеров от ударов КМ (24 на одной и 34 на другой) размером от 0,3 мм и более. Самый большой кратер имел размер 1,8 мм. В кратерах обнаружены частицы силикагласса и тефлона. Возможно, это вторичные удары осколков от солнечных панелей, поврежденных КМ.
Шаттл «Дискавери»
В 1990 г. на орбиту с помощью шаттла «Дискавери» (миссия STS-31) был выведен телескоп «Хаббл» (Hubble Space Telescope, HST), предназначенный для наблюдения электромагнитного излучения, для которого земная атмосфера непрозрачна прежде всего в инфракрасном диапазоне (рис. 14). Конструкция телескопа довольно защищенная. По расчетам Института космических телескопов ее соударения с КМ размером 5 мм и более должны происходить один раз в 17 лет, а с более мелким, конечно, гораздо чаще. При этом 40 % конструкции, включая солнечные батареи, могли получить лишь незначительные повреждения [Portree, Loftus, 1999].
Рис. 14. Телескоп ««Хаббл»» космического базирования
В течение длительного функционирования телескопа он многократно подвергался ударам КМ. Естественно, к нему периодически направлялись команды специалистов для осмотра и проведения ремонтных работ.
Рис. 15. Распределение количества ударов элементов КМ в оборудование космического телескопа «Хаббл» по размерам (от 1 мм до 5 см) за семь лет полета
Ремонтная бригада космонавтов, прибывшая на межорбитальном корабле через семь лет полета «Хаббла», насчитала 511 следов от ударов частиц КМ размером от 1 мм до 5 см. На рис. 15 представлена гистограмма распределения количества ударов в обшивку и внешнее оснащение телескопа по размерам столкнувшихся с ним частиц [Ailor, 2008]. Из нее видно, что чаще всего случались столкновения с КМ размером от 1 мм до 1 см. Чем крупнее частицы КМ, тем реже столкновения с ними. Однако не следует думать, как может показаться из гистограммы, что столкновения с частицами мельче 1 мм происходили редко. Просто следы от очень мелкого мусора не вошли в выборку, по которой она строилась (рис. 16).
Рис. 16. Пробоины от ударов мелких частиц на поверхности HST, выявленные с помощью снимков Скотта Келли и измеренные в лаборатории НАСА
В июне 2007 г. во время специального осмотра экипаж МКС доложил 109 о повреждении от удара КМ на блоке радиатора термозащитного покрытия российского модуля «Заря», охарактеризовав его как похожее на пулевое отверстие (см. рис. 10 и 11). Размеры разрыва наружного слоя — 6,7×3,3 см, отверстий в нижних слоях многослойного «одеяла» — приблизительно 1,0×0,85 см. Последующий лабораторный анализ показал, что подобное повреждение мог нанести КО размером от 0,2 до 0,3 см, атаковавший модуль почти вскользь (~70° от нормали к поверхности покрытия) на скорости менее 6 км/с [Christiansen et al., 2007].
Рис. 13. одно из повреждений МКС на поручне D
Одно из повреждений на алюминиевом D-образном поручне (рукоятке) довольно сильное. Это кратер диаметром около 5 мм. Кроме того, на противоположной стороне от ударной волны образовался скол. Все это хорошо видно на рис. 13 [Hyde et al., 2008].
Рис. 17. В центре — радиатор камеры 2, возвращенный на Землю. Снимок сделан из грузового люка шаттла «Атлантис», пристыкованного к HST
Рис. 18. крупный план радиатора
В мае 2009 г. командой шаттла «Атлантис» миссии STS-125 был снят с телескопа и возвращен на Землю радиатор (размером 2,2×0,8 м) широкоугольной камеры (радиатор был экспонирован в космосе с 1993 г.). Ввиду относительно большой площади его поверхности и значительного времени экспозиции, он может служить уникальным интегральным детектором ударов микрометеоров и КМ в области высот 560…620 км. Послеполетный анализ поверхности с помощью цифрового микроскопа выявил 685 кратеров от ударов частиц размером 300 мкм и крупнее [Liou and team, 2010]. Расположение радиатора на космическом телескопе показано на рис. 17 и 18 [MMOD…, 2009]. На рис. 18 красными кружками помечены повреждения, обнаруженные еще в инспекционной миссии 2002 г., зелеными — новые кратеры, выявленные в 2009 г.
После первых 10 лет работы телескопа «Хаббл» в антенне КА обнаружили дыру размером около 2 см от удара КМ. Во время миссии STS-103 в 1999 г. был произведен осмотр поверхности HST с фотографированием отдельных участков. Астронавт Скотт Келли сделал 99 снимков специальной камерой через иллюминатор из кабины корабля. Впоследствии исследователи выбрали для подробного анализа 571 след от ударов КМ и микро-метеороидов. Наибольшее отверстие имело размер 2…3 мм, а большинство пробоин — от 1 до 2 мм. Вокруг каждой пробоины образовалась вмятина вдвое большего диаметра [New Report…, 2002; Survey…, 2002].
Примеры повреждений показаны на рис. 16. Наибольшая плотность ударов на обследованной в этой миссии поверхности HST составила 45 ударов на квадратный метр. Это кумулятивный результат за 10 лет полета HST.
То, что удалось вернуть с HST (и не только с него), обычно тщательно исследуется в наземных лабораториях [Anz-Meador, 2011; Klinkrad, Stokes, 2006; Opiela et al., 2010].
Расплывающийся тороидальный пучок орбит осколков от разрушения ИСЗ «Фенгюн-К» с интервалом шесть месяцев
В результате взрыва или столкновения образуется во много раз больше осколков, чем при любом другом событии в космосе. Эти осколки занимают все более расширяющийся спектр орбит, которые постепенно группируются в тороидальное облако, трансформирующееся тем стремительнее, чем больше разброс начальных векторов скоростей фрагментов. Все это можно видеть на примере разрушения китайского КА «Фенгюн-1С» (см. рис. выше).
Характерная черта засорения ОКП — постоянное возрастание вероятности столкновений и их катастрофичности даже при небольших размерах частиц мусора (из-за гигантских относительных скоростях во время столкновения). Например, алюминиевый шарик массой в 1 г, движущийся со скоростью 10 км/с, несет такую же разрушительную силу, что и 160-килограммовый сейф, летящий со скоростью 100 км/ч [Interagency Report…, 1995; Report…, 1989].
Высокая вероятность столкновения функционирующих КА с элементами КМ вынуждает конструкторов прибегать к весьма дорогостоящей защите — бронированию корпуса КА и выведению в космос значительно большей массы, чем это необходимо для выполнения целевой задачи. При этом дополнительная масса сама в конце концов становится вкладом в КМ.
Но бронирование может спасти только от столкновения с мелким КМ (<< 1 см). Что же касается крупного, то здесь никакая броня не поможет. Известны многочисленные факты потери дорогостоящих КА в результате столкновений в космосе. Например, французского CERISE, американского «Иридиум-33».
Вероятность столкновения в космосе — очень растяжимое понятие: оно имеет смысл лишь при задании эпохи, интервала времени, размеров и формы КО, параметров их орбит и т. д. Например, вероятность столкновения КО диаметром 10 м с каталогизированным КО (т. е. размером более 10 см) на высотах 800…1000 км в течение 1997 г. составляла 0,0004, а в 2000 г. — уже 0,01! На высоте 400 км эта вероятность в пять раз меньше.
Рис. 19. Распределение потока Ноко по высоте (по данным Kaman Sciences Corporation)
На рис. 19 [Orbital___, 1995] показано изменение потока каталогизированного КМ в области низких орбит в зависимости от высоты. Но при этом не учитывался некаталогизированный КМ, а наблюдения «Хэйстэка» показали, что распределение КО размером порядка 1 см аналогично распределению крупного КМ в значительной части области низких орбит. Например, на типичной для шаттла и МКС высоте 300 км поток как крупного, так и среднеразмерного КМ в 50 раз меньше, чем на 113 высоте 1000 км. Причем на этих высотах вероятность столкновения изменяется более чем в два раза, в зависимости от уровня солнечной активности.
Расшифровку всех приведенных в статье условных сокращений смотреть здесь: «Исследование ближнего космоса: условные сокращения».
|
Автор: Admin |
2012-06-21 |
|
Ну вот, наконец-то лето и отвоевало свои права у дождливой весны и настали по-настоящему жаркие деньки, а это значит, что на охоту вышли сотни тысяч кровожадных тварей, имя которым комары. Единственным спасением от этих надоедливых насекомых являются Москитные сетки на пластиковые окна и двери, приобрести которые Вы сможете по самой выгодной для Вас цене, если прямо сейчас посетите сайт www.service-msk.ru.
В 1958 году американский аппарат Vanguard 1 стал 4 искусственным спутником Земли и первым, работающий на солнечной энергии. Помимо этого, Vanguard 1 является старейшим КА на орбите нашей планеты, т.к. после завершения своей миссии он так и не был утилизирован.
Вот уже более 54 лет Vanguard 1 движется по земной орбите и, по неподтвержденным данным, до сих пор функционирует.
Наземные РЛС и телескопы вынуждены «разглядывать» КМ через вовсе не идеально прозрачную и неоднородную атмосферу, причем на больших расстояниях. Естественно возникает предложение обратиться к бортовому базированию СН. Но у этого способа наблюдения, несмотря на ряд преимуществ (возможность наблюдения КМ с близкого расстояния, отсутствие «атмосферного фильтра»), есть и существенные недостатки. Это — большая стоимость реализации и обслуживания, высокие относительные скорости близко наблюдаемого КМ и сенсора, трудности с калибровкой орбитальных сенсоров. С дороговизной обычно справляются известным приемом «подселения» функций наблюдения КМ или даже специальных СН на КА, запускаемые с другими целями. Такой прием широко распространен в мире.
По этому пути можно пойти еще дальше. Как архив, так и результаты текущих астрономических и астрофизических наблюдений, проводимых специализированными бортовыми инструментами и ничего общего не имеющих с исследованием техногенного засорения космоса, наверняка содержат попутные наблюдения и самого КМ. В таких случаях данные этих наблюдений обходятся совершенно бесплатно. Стоит только заглянуть в «чужие» записи и «выудить» нужную информацию. Но, почему-то этим мало кто пользуется.
В предыдущих разделах показано, что наземные активные (излучающие) СН вполне способны наблюдать мелкий (много меньше 1 см) КМ. Самая мощная РЛС сантиметрового диапазона (длина волны 3 см) «Голдстоун» может обнаруживать КО диаметром 2 мм. Наиболее эффективно, с точки зрения мониторинга техногенной засоренности ОКП мелкой фракцией КМ, они могут использоваться для контроля самых нижних орбит низкоорбитальной области.
Сенсоры космического базирования выгоднее использовать для поиска и наблюдения КО на верхних орбитах низкоорбитального диапазона. Еще более полезными эти средства могут оказаться, будучи применены для зондирования высокоэллиптических орбит и ГСО. На последней редкий наземный инструмент может обнаруживать КМ размером менее 50 см. кроме того, на ГСО объекты движутся значительно медленнее, чем на низких орбитах, так что естественным образом на ГСО исчезает недостаток наблюдательных средств космического базирования — резкое снижение их эффективности из-за больших относительных скоростей СН и цели.
Что касается мониторинга частиц размером меньше нескольких миллиметров, то их практически не могут обнаружить ни наземные СН, ни (дистанционно) СН космического базирования. Здесь сравнительно эффективно работает только технология in-situ, т. е. бортовые контактные датчики. Подобные способы регистрации мелкого КМ используются уже давно. Они позволяют определять химический состав частиц (что важно для различения техногенных и метеорных частиц), их размеры, динамические характеристики и плотность на разных орбитах. Регистрация может осуществляться как пассивно, так и активно.
Для регистрации ударов частиц мусора можно не прикладывать никаких специальных усилий. Достаточно естественного экспонирования поверхности КО (обычно крупного) в открытом космосе. Остается только либо вернуть на Землю КО или отдельные его фрагменты и экспонированные в космосе материалы через несколько лет, в крайнем случае, месяцев полета (как это произошло с отработавшими КА LDEF, Solar Wind, PALAPA, EURECA), либо с помощью космонавтов проинспектировать поверхность действующего КА непосредственно в космосе. Между прочим, в НАСА составлена и постоянно обновляется база данных о всех столкновениях шаттлов с мелким КМ [Hyde et al., 2011].
Международная космическая станция
Пассивная технология бортовых измерений КМ in-situ не требует разработки и использования специальных дорогих датчиков удара. В качестве регистратора удара используется «штатная» поверхность действующего КА или любого пассивного КО. Затратной будет лишь их доставка на Землю, да и то, если она осуществляется специально только ради исследования результатов воздействия КМ. Часто такой возврат бывает предусмотрен функциональными причинами (возврат капсулы «Аполло», неизбежные возвращения шаттлов и других КА). Ради инспектирования поверхности кА в космосе не было ни одной целевой командировки космонавтов. Такие операции всегда проводились попутно, как при ремонте телескопа «Хаббл», так и в регламентных выходах в открытый космос членов экипажа МКС.
Рис. 1. КАА LDEF, HST (Hubble Space Telescope), EURECA
Сравнительная доступность пассивной регистрации ударов КМ о поверхность КО и обработки их следов позволила собрать большой объем данных о результатах воздействия мелкого КМ на поверхность КО. Был проведен тщательный анализ экспонированных в космосе материалов, возвращенных с космических станций «Салют», «Мир», КА Solar Max Mission, LDEF, EURECA, PALAPA, Westar, иллюминаторов капсулы Apollo, шаттлов, в эксперименте со Skylab, а также материалов, доставленных на Землю после ремонта космического телескопа «Хаббл» (рис. 1).
И все же, несмотря на гигантский объем полученной информации о воздействии КМ на поверхность КО, она имеет ограниченную ценность для описания общей популяции мелкого КМ. Во-первых, пассивные измерения рисуют только интегральную картину взаимодействия мелкого КМ с поверхностями КО и не дают возможности определить наличие и местоположение скоплений КМ; оценить его распределение в пространстве, динамику мелкой популяции под влиянием солнечной активности и других возмущающих факторов; изменение характеристик популяции во времени. В основном все данные получены с высот до 600 км, что тоже ограничивает выводы их исследований. Поскольку большинство из возвращенных поверхностей не было специально предназначено для пробирования популяции КМ, оказалось сложным определить, где следы от ударов техногенных частиц, а где от метеоритов. Не так просто выработать и систему градации повреждений, провести их калибровку. В итоге оценки размеров и других параметров частиц различались у разных исследователей в 3, а иногда в 15 раз [McDonnell, Sullivan, 1992]. Поэтому значительные усилия были предприняты в направлении усовершенствования и унификации соответствующих методик [Watts et al., 1993].
Расшифровку всех приведенных в статье условных сокращений смотреть здесь: «Исследование ближнего космоса: условные сокращения».
|
Автор: Admin |
2012-06-11 |
|
Наша жизнь кажется настолько тусклой и унылой на фоне ярких панорам космических пейзажей, которыми в последнее время нас так щедро потчует НАСА. Однако, при должном желании, даже самую обычную комнату можно превратить в полную тайн, загадок и ярких открытия частичку бескрайнего космического пространства! Все, что Вам для этого потребуется — декоративные ленты, из которых с легкостью можно выложить целый инопланетный мир, в котором хватит места для россыпи звездных скоплений и вальяжно обращающихся вокруг желтого карлика планет, многие из которых вполне могут оказаться обитаемыми!
Внести в свою жизнь частичку космического волшебства Вы сможете, если прямо сейчас посетите сайт www.radost.su и приобретете светящиеся декоративные ленты.
Орбита нашей планеты напоминает гигантскую свалку из отходов развития космонавтики
Самый банальный, но и самый надежный (относительно гарантированный) способ получения информации о КМ — непосредственное наблюдение его с помощью разнообразных средств. К сожалению, с помощью существующих средств обнаруживается и каталогизируется лишь небольшая доля общей популяции КО, в том числе КМ.
Средства наблюдения, используемые СККП, способны обнаруживать и контролировать в штатных режимах в основном ко размером более 10.20 см. Проводятся исследования с целью снижения этого порога. Как выяснилось, это возможно при использовании средств контроля в нештатных (экспериментальных) режимах. Например, при проведении космического эксперимента ODERACS-1 в 1994 г. РЛС «Дон-2Н», работая в нештатном режиме, раньше американских средств контроля обнаружила сферу с наименьшим диаметром ~5 см на высоте ~352 км (при наклонной дальности до цели 500…800 км) [оружие…, 2008; Batyr et al., 1995; Radar…, 1996].
Радиолокационные средства наблюдения (наземного базирования)
РЛС, ввиду присущих им особенностей, предпочтительнее использовать для контроля низких орбит. Их достоинства по сравнению с оптическими средствами:
• возможность наблюдения вне зависимости от времени суток, погодных условий, естественной освещенности цели;
• высокая производительность и, в частности, обнаружительная способность, определяемая рабочей частотой радара, излучаемой мощностью, параметрами антенны и т. п.;
• возможность одновременного контроля большого количества целей (до нескольких сотен);
• допускаются самые высокие скорости пересечения целью зоны действия радара;
• более простое, чем в оптических средствах, программно-алгоритмическое обслуживание процесса измерений.
Недостатки радиолокационных средств:
• практически невозможны передислоцируемые варианты;
• высокая стоимость создания и обслуживания РЛС;
• чрезмерно большое потребление электроэнергии во время работы;
• экологическая небезопасность;
• возможная неоднозначность измерений, в частности, при определении размеров наблюдаемого КО;
• зависимость чувствительности от четвертой степени расстояния до наблюдаемой цели.
Рис. 1. РЛС «Дон-2Н»
Из действующих отечественных РЛС для наблюдения КМ, пожалуй, более всего подходит многофункциональная РЛС кругового обзора «Дон-2Н» (рис. 1), предназначенная для обнаружения баллистических целей, их сопровождения (до 100 целей), определения координат и наведения противоракет (нескольких десятков) при контроле воздушного пространства России и стран Содружества. [Гаврилин, 2008; Диалектика…, 2011; оружие…, 2004, 2008]. Это единственная станция в мире из принимавших участие в космическом эксперименте ODERACS*, которая, как уже упоминалось ранее, первой обнаружила самую маленькую стальную сферу и передала измерения в Джонсоновский космический центр НАСА [оружие…, 2008; Batyr et al., 1995; Radar…, 1996]. После этого эксперимента НАСА порекомендовали привлечь станцию «Дон-2Н» к наблюдению КМ.
Это моноимпульсная радиолокационная станция сантиметрового диапазона с крупномодульными фазированными активными антенными решетками (ФАР), электронным управлением характеристиками и положением в пространстве передающей и приемной диаграммами направленности, цифровой обработкой радиолокационных сигналов. В 1989 г. станция была принята на вооружение, а в 1996 г. — поставлена на боевое дежурство.
Радиолокационная станция «Дон-2Н» обеспечивает одновременный обзор всей верхней полусферы в зоне ответственности комплекса. Она отличается высокой помехозащищенностью, адаптивностью к условиям обстановки, высокой информативностью, модульностью построения и высокой степенью автоматизации. В настоящее время «Дон-2Н» входит в состав системы ПРО центрального промышленного района А-135 и может использоваться в системах ПРН и ККП.
После обнаружения целей станция их сопровождает, автоматически отстраивается от помех и селектирует ложные объекты. Станция такого типа развернута и на полигоне Сары-Шаган (казахстан), но в усеченном варианте.
В мирной обстановке РЛС «Дон-2Н» работает в режиме малой излучаемой мощности [Диалектика…, 2011; оружие…, 2004, 2008].
*Космический эксперимент ODERACS (Orbital Debris Radar Calibration Spheres), целью которого были проверка обнаружительных возможностей и калибровка РЛС и некоторых оптических средств, проводился NASA в два этапа, соответственно, в 1994 и 1995 гг. (ODERACS-1 и ODERACS-2). С борта МКК «Шаттл» выбрасывались металлические сферы трех размеров — 6, 4 и 2 дюйма в диаметре (соответственно, ~15, 10 и 5 см) — а также диполи. В работе по сферам принимали участие и некоторые российские РЛС UHF-, S- и C-диапазонов. Они обнаружили и сопровождали 15- и 10-сантиметровые сферы с первого их прохождения через зоны действия станций, за исключением РЛС UHF-диапазона, которая устойчиво наблюдала 10-сантиметровые сферы только после снижения порога чувствительности и установки специального программного шумоподавляющего фильтра. 5-сантиметровые сферы обнаружили и сопровождали только РЛС S- и C-диапазонов. Особый интерес представляют результаты работы многофункциональной РЛС ПРО кругового обзора C-диапазона «Дон-2Н». Ее частотный диапазон и потенциальные характеристики практически идеально соответствовали задачам эксперимента — оценить возможности РЛС по обнаружению малоразмерных КО и измерению их ЭПР. В работе по пятисантиметровым сферам использовалась нештатная (экспериментальная) программа с некогерентным накоплением эхо-сигнала. В каждом прохождении сферы сопровождались вплоть до выхода из зоны действия. По результатам работы обе стороны (американская и российская) пришли к выводу, что РЛС «Дон-2Н», работая в указанном режиме, надежно обнаруживает КО размером до 5см в секторе 100…200° на дальности 500…800км и устойчиво сопровождает их до границы 900…1500км. РЛС может быть рекомендована в качестве адекватного сенсора для исследования и мониторинга засоренности низких орбит ОКП малоразмерным техногенным КМ (до 5 см). Для слежения за более мелким КМ или увеличения предельной дальности гарантированного обнаружения может быть использовано более продолжительное некогерентное накопление большего числа эхо-сигналов — до 100 и более, тогда как в эксперименте ODERACS-1 накапливалось не более 10 эхо-сигналов. Для повышения эффективности обнаружения может потребоваться разработка более совершенных поисковых режимов, теоретическая основа для которых разработана в статьях [Вениаминов, 1984, 2010; Veniaminov, 1993]. В процессе проведения ODERACS-1 Россия и США обменивались измерительной информацией, точность которой при сравнении оказалась примерно одинаковой [Batyret al., 1995; Potter et al., 1996].
Эксперимент ODERACS не был оригинален. Еще до его проведения в СССР в 1993 г. был осуществлен аналогичный эксперимент «Пион» по исследованию вариаций плотности верхней атмосферы. Дело в том, что определение и прогнозирование вариаций плотности атмосферы — самое слабое место в прогнозировании движения НОКО. Без их корректного учета точность предсказания положения НОКО на сколько-нибудь длительный и не очень длительный срок резко падает. Поэтому баллистики используют любую возможность уточнения параметров верхней атмосферы. Итак, две пассивные калибровочные сферы «Пион-5» и «Пион-6» были выведены на низкую орбиту с помощью КА «Ресурс-Ф». Время их орбитального существования составляло 22 и 23 дня. В течение этого периода российская СККП вела регулярные наблюдения сфер. На основании полученных измерений рассчитывались их точные координаты и значения баллистического коэффициента. Эксперимент помог определить более точно текущие вариации плотности атмосферы и, как следствие, существенно повысить точность прогнозирования движения НОКО во время эксперимента. Интервал прогноза составлял от 1 до 6 сут. Для расчетов плотности атмосферы использовалась ее динамическая модель ГОСТ-25645.115-84. Апостериорный анализ всех данных эксперимента подтвердил целесообразность оперативного определения вариаций плотности атмосферы и использования результатов для улучшения точности прогнозирования орбит. Полный набор оценок вариаций, полученный в различных геогелиофизических условиях, имеет независимую научную ценность и может быть использован для построения более точной модели плотности атмосферы. [Batyr, 1993a].
Расшифровку всех приведенных в статье условных сокращений смотреть здесь: «Исследование ближнего космоса: условные сокращения».
|
Автор: Admin |
2012-06-02 |
|
Надумали переехать на постоянное место жительства в Нижегородскую область? Тогда Вам стоит поближе познакомиться с этим краем. Первое, что Вам нужно знать, это то, что украшением области является город Арзамас, находящийся в одноименном регионе и имеющий богатую историю.
Более полную информацию по данной теме Вы сможете получить, если посетите сайт arzamas-rajon.ru.
Долгое время считалось, что лунные кратеры образовались при падении на Луну метеоритов разных размеров [метеоритная гипотеза немецкого геофизика А. Вегенера (1880—1930)]. Эта гипотеза не подтверждается фактическими данными, хотя нельзя отрицать, что среди множества лунных впадин могут быть некоторые происшедшие и по этой причине. Во всяком случае, неизвестно ни одного достоверного случая падения сколько-нибудь значительного метеорита на Луну, подобного тем, которые время от времени происходят на Земле, например масштаба Сихотэ-Алиньского падения 12 февраля 1947 г. Некоторые наблюдения английского астронома В. Гершеля каких-то необычайных вспышек на Луне, которые истолковывались сначала как падение метеоритов, были затем признаны недостоверными.
Однако совершенно несомненно, что на протяжении долгой истории существования Луны ее поверхность получила чрезвычайно характерную микроструктуру, которая проявляется в ее удивительных отражающих свойствах. Если, например, измерять суммарный блеск Луны в зависимости от ее фазы, то оказывается, что эта фазовая кривая отличается резким изломом в момент полнолуния. Другими словами, изменение блеска Луны вблизи полнолуния происходит не плавно, а меняется скачком. Интересно, что то же самое, и даже более резко, наблюдается и у астероидов — тел, также лишенных всякой атмосферы. Эта особенность отражения света еще резче проявляется при рассмотрении отдельных элементов лунной поверхности, в частности лунного края, противоположного линии светораздела. Оказывается, что, как бы ни падали солнечные лучи на лунную поверхность, всегда рассматриваемая область поверхности больше всего отражает свет назад, т. е. когда направление отраженного луча в точности противоположно направлению падающего. Это совершенно противоположно тому, чем отличается, например, рассеяние света мелкими пылинками, когда световой поток усиливается именно в направлении падения световых лучей.
Какова должна быть микроструктура лунной поверхности, не видимая ни в какой телескоп, для того чтобы обусловить подобную особенность отражения света?
Отмеченная особенность указывает до некоторой степени на крайнюю иссеченность поверхности Луны, при которой развиваются резкие тени, исчезающие только при условии полного совпадения падающего и отраженного лучей. Советский астроном украинский академик Н. П. Барабашев и некоторые другие ученые изучали отражательные свойства плоскостей, перерезанных глубокими прямоугольными рытвинами. Ленинградские астрономы проф. В. В. Шаронов и проф. Н. Н. Сытинская проводили опыты над неровными изборожденными минералами, но все попытки получить какое-либо подобие лунным особенностям не имели полного успеха. В действительности эта удивительная микроструктура, вероятнее всего, представляет не просто изборожденную трещинами поверхность, а сочетание множества своеобразно слипшихся зерен, что и вызывает упомянутые выше особенности в отражении света. Поэтому Луна во время полнолуния имеет вид плоской тарелки с резко очерченными краями и одинаковой яркостью ее краевых и центральных частей. Напротив, если бы поверхность Луны была гладкой, как поверхность песчаной пустыни или застывшего лавового озера, то тогда ее края должны были бы казаться совсем темными, а центр диска отличался бы наибольшей яркостью.
Интересные данные о природе Луны удалось получить измерением испускаемого ею тепла, улавливаемого высокоточными вакуумными термоэлементами. Измеренная интенсивность теплового излучения позволяет вычислить температуру лунной поверхности. Оказалось, что на лунном экваторе температура в полдень поднимается до +120° С, к заходу Солнца быстро падает до —130° С и во время длинной лунной ночи постепенно снижается до —160° С. Во время солнечных затмений на Луне1, когда Солнце скрывается всего лишь на несколько часов за диск Земли, измерениями обнаружено быстрое падение температуры лунной поверхности и затем продолжающийся более медленный спад. По этим особенностям можно определить теплопроводность лунного вещества, которая оказывается примерно в 1000 раз меньше, чем обычных земных пород. Это есть очевидное следствие того, что в условиях пустоты передача тепла между отдельными зернами происходит только через точки их соприкосновения между собой.
—————————————————————————————————-
1 В это время на Земле происходит лунное затмение.
—————————————————————————————————-
Еще более детальные сведения о физической природе Луны можно получить радиоизмерениями, которые производятся двумя различными методами: во-первых, при помощи радиолокации и, во-вторых, по приему собственного радиоизлучения нашего спутника, которое, очевидно, носит тепловой характер.
Радиолокация Луны (прием посланных с Земли к Луне радиосигналов, отраженных от лунной поверхности) была впервые осуществлена в 1946 г. и в настоящее время производится многими специальными радиостанциями. Этот метод требует большой мощности посылаемых радиосигналов или огромного усиления принимаемых отраженных радиоволн, которые при своем путешествии в оба конца, естественно, ослабляются примерно в 200 триллионов раз. При этом непосредственно характеризуется отражательная способность лунной поверхности и с большой точностью определяется расстояние между Луной и Землей в моменты наблюдений, поскольку скорость распространения радиоволн в пустоте в точности соответствует хорошо известной скорости света (300 000 км/сек). Время прохождения радиоволн в оба конца, составляющее около 2,56 сек., измеряется современными техническими средствами до одной миллионной доли своей величины. Подобный способ радиоисследований дает возможность, независимо от астрономических наблюдений, измерять расстояние до Луны с точностью около 100 м.
При современных технических средствах Луна может служить в качестве своеобразного рефлектора для радиосвязи между различными отдаленными пунктами земного шара и широко использоваться для радио- и телепередач. Действительно, подобные эксперименты показали, что лунная поверхность ведет себя более или менее как зеркальная, что кажется довольно странным, поскольку непосредственные наблюдения указывают на ее крайнюю неровность.
Более показательно исследование собственного радиоизлучения Луны, которое, в зависимости от длины радиоволн, поступает к нам от слоев, расположенных на различной глубине под лунной поверхностью: радиоволны с большей длиной волны излучаются преимущественно более глубокими слоями.
Так, наблюдения на волне длиной 0,86 см показывают колебания температуры, в зависимости от положения Солнца над лунной поверхностью, в пределах от —43° до —133° С, а наблюдения на волне длиной 3,15 см дают пределы от —58° до —83° С, т. е. соответствуют уже сравнительно очень малым изменениям температуры. Средняя же температура получается одной и той же для всех длин волн и соответствует —62° С.
Очень интересные результаты были получены советским исследователем А. Е. Соломоновичем и его сотрудниками при помощи радиотелескопа диаметром 22 м. Точность изготовления этого уникального прибора такова, что он позволяет работать на длине волны всего в 8 мм и принимать очень узкие пучки радиоволн, с раствором угла всего лишь в 2′. При сравнительной близости Луны и ее больших видимых размерах это дает возможность исследовать различные области лунной поверхности. В результате исследований обнаружено, что различные области лунной поверхности, моря или континенты, излучают радиоволны почти совершенно одинаковым образом.
|
Автор: Admin |
2012-05-20 |
|