ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ ........................................................................................................................ 8
В.1 Актуальность работы .............................................................................................. 8
В.2 Степень разработанности ..................................................................................... 10
В.3 Цели и задачи ......................................................................................................... 14
В.4 Научная новизна работы ....................................................................................... 15
В.5 Научная и практическая значимость работы ...................................................... 16
В.6 Методология и методы исследования ................................................................. 17
В.7 Положения, выносимые на защиту ...................................................................... 18
В.8 Степень достоверности и апробация результатов ............................................. 20
В.9 Краткое содержание диссертационной работы .................................................. 32
В.10 Благодарности ...................................................................................................... 35
ГЛАВА 1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ АСТЕРОИДАХ, СБЛИЖАЮЩИХСЯ
С ЗЕМЛЕЙ ....................................................................................................................... 36
1.1 Вводные замечания ................................................................................................ 36
1.2 Популяция астероидов, сближающихся с Землей .............................................. 37
1.2.1 Общие сведения о популяции АСЗ ................................................................ 37
1.2.2 Классификация астероидов, сближающихся с Землей ................................ 41
1.3 Астероидная опасность ......................................................................................... 45
1.3.1 Опасные астероиды ......................................................................................... 45
1.3.2 Астроблемы ...................................................................................................... 48
1.3.3 Метеориты ........................................................................................................ 50
1.3.4 Пути решения проблемы астероидной опасности ....................................... 52
1.4 Проблемы и методы изучения динамики АСЗ .................................................... 53
1.4.1 Получение наблюдений .................................................................................. 53
1.4.2 Ошибки численного моделирования ............................................................. 55
3
1.4.3 Модель сил ....................................................................................................... 55
1.4.4 Эффект Ярковского ......................................................................................... 59
1.4.5 Методы интегрирования ................................................................................. 65
1.4.6 Начальная орбитальная неопределенность ................................................... 66
1.4.7 Нелинейные методы ........................................................................................ 67
1.4.8 Способы заполнения доверительных областей ............................................ 69
1.4.9 Характеристики хаотичности ......................................................................... 70
1.4.10 Орбитальные и вековые резонансы ............................................................. 71
1.4.11 Методы оценки вероятности столкновения астероида с Землей .............. 72
1.5 Выводы по главе 1 .................................................................................................. 77
ГЛАВА 2 МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ОРБИТАЛЬНОЙ ДИНАМИКИ
АСТЕРОИДОВ ................................................................................................................ 79
2.1 Вводные замечания ................................................................................................ 79
2.2 Дифференциальные уравнения движения. Модель сил ..................................... 79
2.3 Методы интегрирования........................................................................................ 83
2.4 Алгоритмы построения начального облака неопределенности ........................ 85
2.5 Алгоритм выявления тесных сближений астероида с планетами .................... 88
2.6 Вычисление резонансных характеристик ............................................................ 89
2.6.1 Орбитальные резонансы ................................................................................. 89
2.6.2 Вековые резонансы .......................................................................................... 91
2.7 Вычисление характеристик хаотичности движения .......................................... 93
2.8 Методика исследования структуры возмущений ............................................... 96
2.9 Метод быстрого численного оценивания вероятности столкновения астероида
с планетой ..................................................................................................................... 99
2.10 Выводы по главе 2 .............................................................................................. 102
ГЛАВА 3 ПРОГРАММНАЯ СИСТЕМА ИДА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ
ДИНАМИКИ АСТЕРОИДОВ ...................................................................................... 104
4
3.1 Обзор стороннего программного обеспечения для исследования динамики
астероидов ................................................................................................................... 104
3.2 Задачи, решаемые программной системой ИДА .............................................. 108
3.3 Структура программного комплекса ИДА ........................................................ 109
3.4 Подсистема «Ассоль» .......................................................................................... 110
3.5 Подсистема «Наблюдения» ................................................................................. 119
3.6 Подсистема «Distribution» ................................................................................... 121
3.7 Подсистема «Ансамбль частиц» ......................................................................... 122
3.8 Подсистема «Evolution» ...................................................................................... 122
3.9 Подсистема «OMEGNO» ..................................................................................... 125
3.10 Подсистема «Вековые резонансы» ................................................................... 125
3.11 Подсистема «Эллипсоид» ................................................................................. 126
3.12 Подсистема «Covar_coll» .................................................................................. 127
3.13 Автоматизация некоторых процессов при построении орбитальной
эволюции астероидов ................................................................................................. 128
3.14 Выводы по главе 3 .............................................................................................. 132
ГЛАВА 4 ОПТИЧЕСКИЕ НАБЛЮДЕНИЯ АСЗ НА ТЕРСКОЛЬСКОЙ
ОБСЕРВАТОРИИ ИНАСАН ........................................................................................ 133
4.1 Методика проведения позиционных наблюдений астероидов ....................... 133
4.2 Алгоритм построения поисковых эфемерид астероидов ................................. 136
4.3 Статистика наблюдений ...................................................................................... 138
4.4 Наблюдения 2020-го года .................................................................................... 140
4.5 Наблюдения 2021 года ......................................................................................... 143
4.5.1 Наблюдения астероидов с малыми перигелийными расстояниями ......... 143
4.5.2 Наблюдения астероидов с использованием поисковых эфемерид на основе
доверительных областей ........................................................................................ 145
4.6 Наблюдения 2022 года ......................................................................................... 150
5
4.6.1 Наблюдения астероидов с малыми перигелийными расстояниями ......... 150
4.6.2 Наблюдения астероидов с использованием поисковых эфемерид на основе
доверительных областей ........................................................................................ 157
4.6.3 Наблюдения астероида (65803) Didymos .................................................... 160
4.7 Наблюдения 2023 года ......................................................................................... 162
4.7.1 Наблюдения астероидов с малыми перигелийными расстояниями ......... 162
4.7.2 Наблюдения астероидов с использованием поисковых эфемерид на основе
доверительных областей ........................................................................................ 165
4.7.3 Наблюдения астероида 2023 BU .................................................................. 168
4.8 Выводы по главе 4 ................................................................................................ 170
ГЛАВА 5 ИССЛЕДОВАНИЕ ДВИЖЕНИЯ ГРУППЫ АСТЕРОИДОВ С МАЛЫМИ
ПЕРИГЕЛИЙНЫМИ РАССТОЯНИЯМИ .................................................................. 172
5.1 Популяция астероидов с малыми перигелийными расстояниями .................. 172
5.2 Структура возмущений астероидов с малыми перигелийными
расстояниями .............................................................................................................. 179
5.3 Исследование эффекта Ярковского .................................................................... 190
5.3.1 Сравнение двух методик определения параметра эффекта Ярковского . 190
5.3.2 Определение значения параметра эффекта Ярковского для всех
астероидов с малыми перигелийными расстояниями ......................................... 197
5.3.3 Сравнение полученных значений параметра Ярковского со значениями из
других источников .................................................................................................. 200
5.3.4 Влияние отбраковки наблюдений на полученное значение параметра
эффекта Ярковского ............................................................................................... 202
5.3.5 Оценка точности определения значения параметра эффекта Ярковского на
основе реальных и модельных наблюдений астероидов .................................... 204
5.3.6 Выводы ........................................................................................................... 210
5.4 Исследование нелинейности задачи оценивания начальных параметров ..... 211
6
5.5 Исследование динамики астероидов с малыми перигелийными расстояниями
в окрестностях орбитальных и вековых резонансов .............................................. 214
5.5.1 Вводные замечания........................................................................................ 214
5.5.2 Поиск орбитальных резонансов в движении астероидов с малыми
перигелийными расстояниями .............................................................................. 216
5.5.3 Оценка влияния эффекта Ярковского на орбитальные резонансы
астероидов с малыми перигелийными расстояниями ......................................... 219
5.5.4 Оценка влияния светового давления на орбитальные и вековые резонансы
астероидов с малыми перигелийными расстояниями ......................................... 222
5.5.5 Выводы ........................................................................................................... 230
5.6 Исследование вероятностной орбитальной эволюции некоторых астероидов с
малыми перигелийными расстояниями ................................................................... 232
5.6.1 Вводные замечания........................................................................................ 232
5.6.2 Вероятностная орбитальная эволюция астероидов с разной степенью
нелинейности задачи оценивания ......................................................................... 233
5.6.3 Вероятностная орбитальная эволюция астероида 2008 MG1 ................... 243
5.6.4 Оценка влияния эффекта Ярковского на вероятностную орбитальную
эволюцию ряда астероидов .................................................................................... 245
5.6.5 Выводы ........................................................................................................... 265
ГЛАВА 6 АПРОБАЦИЯ МЕТОДИК ОЦЕНКИ ВЕРОЯТНОСТИ
СТОЛКНОВЕНИЯ И ЕГО ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ .................................................... 267
6.1 Вводные замечания .............................................................................................. 267
6.2 Тестирование методики быстрой оценки вероятности столкновения ............ 267
6.3 Метод предотвращения столкновения астероида с Землей, основанный на
превентивном разрушении опасного объекта ......................................................... 277
6.3.1 Вводные замечания........................................................................................ 277
6.3.2 Разрушение опасного астероида .................................................................. 278
6.3.3 Область начальных данных .......................................................................... 282
7
6.4 Тестирование методики предотвращения столкновения
астероида с Землей ..................................................................................................... 288
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.............................................................................................................. 298
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ .................................................... 302
ПРИЛОЖЕНИЕ А (Справочное) Материалы наблюдений астероидов,
сближающихся с Землей, на Терскольской обсерватории в 2022 году ................... 324
