Физики выяснят, как «обезвредить» отработавшие спутники ГЛОНАСС и GPS
17 Октября 2017

Аспирант физического факультета ТГУ Дмитрий Красавин изучает, какие орбиты будут занимать отработавшие навигационные спутники, и ищет способы остановить превращение когда-то полезного объекта в опасный космический мусор. Его исследование заняло первое место в номинации «Математика и механика» Всероссийского конкурса научно-исследовательских работ студентов и аспирантов «Наука будущего – наука молодых».

– Я исследую эволюцию спутниковых орбит в околоземном пространстве и пытаюсь найти места, куда нужно отводить спутники перед тем, как они отработают свое,– объясняет Дмитрий Красавин. – Моя задача – найти такие области, где орбиты спутников будут в принципе стабильными и сами спутники станут не космическим мусором, а просто обломками.

У спутника системы GPS по окончании работы или при потере управления орбита вскоре становится нестабильной, а через 20 лет полностью непредсказуемой. Это вызывается наложением орбитального резонанса, который связан с вращением Земли, и вековыми резонансами – гравитационным влиянием Луны и Солнца. Как следствие, некогда полезное устройство превращается в опасный космический мусор, который может навредить действующим системам. Со спутниками ГЛОНАСС такие изменения начинают происходить примерно через 100 лет после завершения работы. 

Физики ТГУ ищут способы заранее «обезвредить» уже отработавшие спутники: изучают поведение спутников в интервале 100 лет, рассчитывают эволюцию их орбит. При этом реально определить в пространстве такие точки, где выход спутника из строя будет безопасным, и устройство можно будет отвести в это место до того, как оно отработает свой срок.

– Сейчас все посчитано вокруг области функционирования GPS. По ГЛОНАСС результатов меньше, но уже ясно, что эта область гораздо стабильнее. Кроме того, есть еще китайская навигационная спутниковая система Бэйдоу, – объясняет перспективы работы Дмитрий. – Разворачивается и европейская система Галилео, там пока совсем немного спутников, но именно им особенно важны такие расчеты: чтобы знать, где развернуться без перспектив оставить космический мусор в важной области космического пространства.

В своей магистерской работе аспирант делал расчеты для GPS, в его кандидатской диссертации «Исследование динамической структуры области навигационных спутниковых систем» к ним добавятся спутники ГЛОНАСС и, возможно, других систем.

Добавим, что Дмитрий Красавин решает одну из задач поддерживаемого государством проекта «Исследование динамики малых объектов Солнечной системы в условиях сложного наложения резонансов различной природы», руководит которым профессор ФФ Татьяна Бордовицына. Все расчеты по этому блоку проводятся на суперкомпьютере ТГУ СКИФ-Cyberia. 

На всероссийском научно-исследовательском конкурсе «Наука будущего – наука молодых» награду получил еще один представитель ТГУ – магистрант ФТФ Эльмир Сайфуллин: приз симпатий жюри за работу «Моделирование перераспределения частиц плазмы в цилиндрической камере магнетронной установки» (научный руководитель – профессор Анна Князева).