У прибиранні космічного сміття і освоєнні місяця допоможе проект томських вчених

15

Вчені фізичного факультету томського державного університету в рамках проекту, підтриманого рнф, досліджують складні траєкторії руху навколоземних об’єктів штучного і природного походження – космічного сміття, навколомісячних об’єктів і астероїдів, що зближуються з землею. Закономірності їх орбітальної еволюції та динаміки вивчаються за допомогою комп’ютерного моделювання та машинного аналізу даних. Результати проекту допоможуть розібратися з розподілом космічного сміття в навколоземному просторі, вирішити завдання освоєння місяця і навколомісячного простору.

» навколоземний космічний простір все інтенсивніше використовується в інтересах господарської діяльності людства. Створюються нові супутникові системи – які розгортаються в космосі, — пояснює керівник проекту, доцент кафедри астрономії та космічної геодезії фф тгу ганна александрова. — відпрацьовані об’єкти цих систем, як правило, залишаються на навколоземних орбітах і перетворюються на космічне сміття. В даний час в навколоземному просторі, за даними nasa, знаходиться кілька сотень тисяч об’єктів розміром не менше 10 сантиметрів. Щорічний приріст становить приблизно тисячу фрагментів».

Серед цих об’єктів більше 3000-космічні апарати (ка) і тільки шість відсотків з них – функціонуючі об’єкти. Як відзначають дослідники, для роботи в навколоземному просторі необхідне знання динаміки некерованих об’єктів. Наявність даних про особливості їх траєкторії дозволить оптимізувати вибір областей розміщення нових супутникових систем, а також знайти найбільш підходящі області паркінгу відпрацьованих свій ресурс об’єктів.

“не менш актуальним завданням є дослідження орбітальної еволюції навколомісячних об’єктів, оскільки в найближчі десятиліття людство має намір освоювати місяць і навколомісячний простір, – додає анна александрова. — дослідження динамічної структури цієї області космосу допоможе уникнути помилок і непродуктивних витрат при реалізації навколомісячних проектів».

Разом з тим, в рамках проекту вирішується й інше завдання, що стоїть перед людством, – підвищення точності прогнозування руху астероїдів, що зближуються з землею (асз). Створення вченими тгу більш точної моделі руху асз дозволить краще прогнозувати потенційну небезпеку цих об’єктів.

» дослідження, які ми проводимо, супроводжуються великим обсягом розрахунків, тому в рішенні задачі використовується машинний аналіз, – уточнює ганна александрова. — цей інструмент дозволить нам спрогнозувати рух десятків тисяч об’єктів і проаналізувати більше мільйона часових рядів різних динамічних і резонансних характеристик».

Для аналізу даних дослідники використовують алгоритмічну модель, реалізовану із застосуванням штучних нейронних мереж. Це автоматизувало частину процесу з виявлення резонансів, що впливають на рух навколоземних і навколомісячних об’єктів. Комп’ютерна модель дозволяє віднести резонанси до того чи іншого класу. Застосування методів машинного навчання значно прискорює обробку великого обсягу даних і позбавляє вчених від одноманітного рутинного процесу класифікації.

Крім того, фізики тгу вже провели удосконалення чисельних моделей руху супутників землі і місяця, що підвищило точність і швидкість прогнозу. Моделі реалізовані на кластері тгу скіф cyberia.