Моделирование засоренности земной. Часть III

В своем желании оживить экран вашего ноутбука, Вы раз за разом вбивали в поисковую строку Яндекса: “скачать картинки природа”, но каждый раз попадали на сайты сомнительного содержания! Не стоит расстраиваться и падать духом! Я советую Вам прямо сейчас посетить сайт www.nastol.com.ua, где Вы найдете огромное количество потрясающих обоев для рабочего стола вашего компьютера!


060912 1854 3 Моделирование засоренности земной. Часть III

Инженерная модель НАСАНациональное управление США по аэронавтике и исследованию космического пространства (англ. National Aeronautics and Space Administration) — агентство, принадлежащее федеральному правительству США, подчиняющееся непосредственно вице-президенту США и финансируемое на 100 % из государственного бюджета, ответственное за гражданскую космическую программу страны. Все изображения и видеоматериалы, получаемые НАСА и подразделениями, в том числе с помощью многочисленных телескопов и интерферометров, публикуются как общественное достояние и могут свободно копироваться. ORDEM2000 позволила выявить и каталогизировать более 200 000 единиц космического мусора. Результаты работы этой модели Вы можете видеть на рисунке сверху, где белыми точками изображен космический мусор

 

Основная рабочая инженерная модель НАСАНациональное управление США по аэронавтике и исследованию космического пространства (англ. National Aeronautics and Space Administration) — агентство, принадлежащее федеральному правительству США, подчиняющееся непосредственно вице-президенту США и финансируемое на 100 % из государственного бюджета, ответственное за гражданскую космическую программу страны. Все изображения и видеоматериалы, получаемые НАСА и подразделениями, в том числе с помощью многочисленных телескопов и интерферометров, публикуются как общественное достояние и могут свободно копироваться. ORDEM2000 в 2010 г. претерпела существенную модернизацию и была заменена последней версией ORDEM2010, которая, впервые включила моделирование популяции геосинхронного КМ размером 10 см и крупнее. Однако с ее помощью моделируется и очень мелкий КМ — например, в диапазоне 10 мкм — 1 мм, а также в сантиметровом диапазоне [2011; Krisko, 2011a; Xu et al., 2010].

 

опорными для моделирования популяции геосинхронных ко принимаются измерения телескопов, а для моделирования низкоорбитального КМ — радиолокационные измерения (СККП США, «Хэйстэк», ХЭКС).

 

Ключевым нововведением в версии модели ORDEM2010 считается структура входных файлов ежегодных популяций КМ с 1995 по 2035 г. размером 10 мкм — 1 м от низких орбит до геосинхронных. Основными измерительными данными, учитываемыми при моделировании популяции КМ микронного размера, служат зарегистрированные in-situ кратеры и эрозии от сверхскоростных ударов, выявленные в послеполетном анализе возвращенных на Землю экспонированных в космосе поверхностей [Krisko, 2009, 2010, 2011a; Xu et al., 2011]. Сравнение последних версий этих моделей — ORDEM2010 и MASTER2009 — достаточно подробно проведено в [Flegel et al., 2010].

 

В них за основу берется текущее состояние засоренности ОКП, затем добавляются и исключаются некоторые потоки КМ с учетом взрывов, столкновений, сгорания КМ в атмосфере, мусора, сопутствующего запускам и функционированию и т. п., прогнозируются орбиты этих КО. В результате получаем статистическую картину засоренности в будущем с множеством координатных и некоординатных характеристик, включая даже плотность материала КМ (как, например, в ORDEM2010).

 

В современных моделях прогноза засоренности важным компонентом представляется так называемая модель трафика, предсказывающая частоту и характер будущих космических миссий и их влияние на характеристики популяций КМ. Трафик учитывает все типы выводимых на орбиты КО, размер, массу, параметры их орбит, ожидаемые орбитальные маневры и коррекции, переводы на орбиты захоронения, возможные причины взрывов (остатки топлива на борту, баллоны со сжатым газом, наличие аккумуляторных батарей и других энергетических ресурсов).

 

Хорошая модель трафика должна позволять для разных сценариев развития космических программ оценить эффективность предлагаемых мер по предотвращению дальнейшего техногенного засорения космоса. Здесь нельзя обойтись без учета национальных, международных, частных, межкорпоративных и прочих программ космической деятельности, которые ожидают нас в будущем. Предвидеть их особенно на далекое будущее — дело очень ненадежное: слишком много факторов, отличающихся существенной неопределенностью, могут повлиять на формирование и, главное, реализацию этих программ.

Модель разрушения КО (в результате взрыва, столкновения, «старения» последнего), используя по возможности более объективное физико-математическое описание процесса (своего для каждой причины разрушения), должна представить соответствующую картину разлета осколков с указанием всех параметров для каждого фрагмента или статистически в виде распределений координатных и массогабаритных параметров. Входной информацией для модели должны служить вид и энергетические характеристики причины разрушения. Ею, в частности, может быть комбинация столкновения с последующим взрывом, как, например, при испытании кинетического оружия или столкновении РН, с остатками топлива на борту, с крупным обломком. Одна из известных моделей разрушения, используемых НАСАНациональное управление США по аэронавтике и исследованию космического пространства (англ. National Aeronautics and Space Administration) — агентство, принадлежащее федеральному правительству США, подчиняющееся непосредственно вице-президенту США и финансируемое на 100 % из государственного бюджета, ответственное за гражданскую космическую программу страны. Все изображения и видеоматериалы, получаемые НАСА и подразделениями, в том числе с помощью многочисленных телескопов и интерферометров, публикуются как общественное достояние и могут свободно копироваться., применялась при апостериорном моделировании и исследовании взрыва ступени американской РН «Титан IIIC Транстэйдж» в 1992 г. [Hanada, Matney, 2002]. Она была радикально обновлена в 1998 г. и в последующие годы продолжала совершенствоваться [Krisko, 2011b]. Ее характеристики приведены в [Johnson et al., 2001].

 

Вместе с тем существующие модели разрушений весьма далеки от совершенных. Во-первых, не существует типичного разлета фрагментов ни по количеству, ни по направлению (которое можно было бы положить в основу модели), что связано с большим разнообразием причин и конкретных реализаций взрывов, условий и особенностей столкновений. Невозможно предсказать, столкнутся ли крупные КО лоб в лоб или только коснутся друг друга, тогда как результаты в первом и втором случаях будут абсолютно различными. Характер фрагментации, количество и картина разлета осколков существенно зависят от размеров и массы сталкивающихся КО, взаимного положения векторов их скоростей в пространстве, материалов конструкции, конкретных точек соударения и т. д. Во-вторых, исследователям доступно очень мало данных о конкретных взрывах и столкновениях именно в космосе, а не в лабораторных условиях. Эти данные можно использовать для изучения и большей конкретизации характера процессов взрыва и столкновения, а также калибровки соответствующих моделей.

 

Можно было бы построить теоретическую классификацию столкновений и взрывов и опираться на полученные распределения, но этот путь упирается в малое количество реальных данных для калибровки. Взрывы и столкновения в космосе удается регистрировать не так уж часто (гораздо чаще их просто не замечают СН), а если уж с этим повезет, то нужно отследить и детально, пофрагментно измерить с самого начального момента разрушения все параметры, чтобы получить удовлетворительный комплект данных. Сделать это в естественных условиях совсем не просто.

 

Проводились наземные опытные взрывы специально для определения распределения масс и скоростей фрагментов [Fucke, 1993]. Однако в лабораторных условиях невозможно воспроизвести точно «космическую» ситуацию. В США в 1992 г. довольно полные данные о характере разрушения были получены Агентством ядерной безопасности в лабораторном эксперименте, в котором снарядом массой 150 г на скорости 6 км/с обстреливалась натурная модель целого ИСЗ и его частей [Hogg et al., 1993]. Но скорости КО в космосе, тем более относительные, могут колебаться в очень широком диапазоне — от нуля до 15 км/с и выше, не говоря уже о ракурсах столкновения.

 

Проводились и преднамеренные столкновения в космосе, например, Р-78 и D-180 в 1986 г. на высоте 192 км [Orbital…, 1995; Portree, Loftus, 1999], но при этом не было получено сколько-нибудь значимой информации о мелких, неотслеживаемых фрагментах.


Расшифровку всех приведенных в статье условных сокращений смотреть здесь: «Исследование ближнего космоса: условные сокращения».


Найти на unnatural: Моделирование засоренности земной Часть
Автор: admin | 11 Июнь 2012 | 183 просмотров

Новые статьи:

Оставить комментарий:

Все размещенные на сайте материалы без указания первоисточника являются авторскими. Любая перепечатка информации с данного сайта должна сопровождаться ссылкой, ведущей на www.unnatural.ru.
Rambler's Top100