Достижения

2019

1. Оценка научных перспектив проекта радиоинтерферометра на базе Земля-Луна

Дано научное обоснование проекта автономной, дистанционно управляемой радиообсерватории, располагаемой на поверхности Луны. Работая совместно с существующими радиотелескопами на Земле в режиме радиоинтерферометрии со сверхдлинной базой (РСДБ), лунная обсерватория сформирует интерферометр с длиной базы до 410000 км. Произведено численное моделирование РСДБ-наблюдений на базе Земля-Луна, совместно со станциями международной РСДБ сети. Показано, что такие наблюдения позволят значительно повысить точность определения параметров орбитального движения и углов либрации Луны, координат радиоисточников и релятивистских параметров.

Авторы: С.Л. Курдубов, Д.А. Павлов, С.М. Миронова (ИПА РАН), С.А. Каплев (АО "ЦНИИмаш")

Публикации:

1. Sergei L Kurdubov, Dmitry A Pavlov, Svetlana M Mironova, Sergey A Kaplev. Earth–Moon very-long-baseline interferometry project: modelling of the scientific outcome // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Volume 486, Issue 1, June 2019, Pages 815–822.

2018

1. РСДБ-эксперимент для проверки общей теории относительности

В целях проверки общей теории относительности путем измерения отклонения лучей света в гравитационном поле Солнца спланирован и проведен специальный суточный сеанс РСДБ-наблюдений. На радиотелескопах семи обсерваторий (Светлое, Зеленчукская, Бадары, HartRAO, SHAO, Sejong и Hobart) проводились наблюдения двух сильных радиоисточников 0229+131 и 0235+164 вблизи Солнца на угловых расстояниях от 1 до 3 градусов. Из обработки только одной суточной серии наблюдений исследуемых радиоисточников получена оценка параметра γ параметризованного постньютоновского (ППН) формализма с точностью 0.9·10^-4, что превышает точность предшествующих оценок γ, полученных из глобального уравнивания более 5 млн РСДБ-наблюдений квазаров.

Авторы: Д. Иванов, А. Мельников, А. Михайлов (ИПА РАН) в соавторстве с O. Titov, А. Girdiuk, S. B. Lambert, J. Lovell, J. McCallum, S. Shabala, L. McCallum, D. Mayer, M. Schartner, A. de Witt, F. Shu, S. Yi, B. Soja, B. Xia, T. Jiang

Публикации:

1. O. Titov, A. Girdiuk, S. B. Lambert, J. Lovell, J. McCallum, S. Shabala, L. McCallum, D. Mayer, M. Schartner, A. de Witt, F. Shu, A. Melnikov, D. Ivanov, A. Mikhailov, S. Yi, B. Soja, B. Xia, T. Jiang. Testing general relativity with geodetic VLBI – What a single, specially designed experiment can teach us // A&A. – 2018. – 618 A8.

2017

1. Вероятное положение гипотетической планеты X и ее влияние на другие тела Солнечной системы

Анализ особенностей движения близпараболических комет и долгопериодических комет с афельными расстояниями до 2000 а.е. позволил уточнить данные о предполагаемом положении планеты X на современную эпоху в предположениях ее прямого и обратного движения. В случае прямого движения планета может находиться на расстоянии Δ из интервала [1110, 1120] а.е., иметь прямое восхождение α в интервале [83°, 90°] и склонение δ в интервале [8°, 10°]. В случае обратного движения данные о ее предполагаемом положении следующие: Δ ∈ [790, 910] а.е., α ∈ [48°, 58°], δ ∈ [-12°, -6°]. Данные о предполагаемом положении планеты X дали возможность оценить гравитационные возмущения, которые может оказывать эта планета на тела Солнечной системы.

Авторы: Ю.С. Бондаренко, Д.Е.Вавилов, Ю.Д. Медведев, Е.В. Питьева, Ю. А. Чернетенко (ИПА РАН)

Публикации:

1. Ю.Д. Медведев, Д.Е. Вавилов, Ю.С. Бондаренко, Д.А. Булекбаев, Н.Б. Кунтурова. Уточнение положения планеты X по движению близпараболических комет // Письма в АЖ, 2017, Т. 43, №2, С. 120–125.

2. Ю.Д. Медведев, Ю.С. Бондаренко, Д.Е. Вавилов, Д.А. Булекбаев. Определение положения планеты X и оценка ее гравитационного влияния на тела Солнечной системы // Труды ИПА РАН.– СПб.:2017.– Вып. 43.

3. Питьева Е.В., Питьев Н.П., Павлов Д.А. Двумерные кольца Главного пояса астероидов и транснептуновых объектов и их влияние на движение планет и положение барицентра // Труды ИПА РАН.– СПб.:2017.- Вып. 43.

4. Medvedev Yu., Vavilov D. Position of planet X obtained from motion of near-parabolic comets // American Astronomical Society, 2016, DPS meeting 48, id.120.01. 5. Чернетенко Ю.А. О семействах долгопериодических комет, связанных с крупными телами за пределами планетной области Солнечной системы // Труды ИПА РАН.– СПб.:2016.? Вып. 39.- С. 115-126.).

2. Издание монографии "Анализ астрометрических каталогов с помощью сферических функций"

Рассматриваются методы анализа астрометрических каталогов, основанные на использовании скалярных и векторных систем ортогональных функций. Изложены базовые понятия астрометрии, позволяющие обобщить задачи обработки астрометрических наблюдений классическими и современными средствами. Описаны методы пикселизации данных на сфере, которые удобно применять при обработке современных каталогов, содержащих сотни миллионов звезд. Представлен новый метод определения углов взаимной ориентации двух систем отсчета (метод ROTOR), и показано его применение для анализа систематических разностей положений и собственных движений звезд каталогов FK5 и HIPPARCOS. Предложен новый алгоритм отделения сигнала от шума, адаптированный для пикселизации данных по методу HealPix. Впервые при использовании векторных сферических функций применена аналитическая модель уравнения яркости. Описанные методы использованы для сравнения массовых астрометрических каталогов PPMXL, UCAC4 и XPM.

Авторы: Витязев В.В. (СпбГУ)

Публикации:

1. Анализ астрометрических каталогов с помощью сферических функций.—СПб.: Изд-во С.-Петерб. ун-та, 2017. — 224 с. ISBN 978-5-288-05740-3 Для научных сотрудников, аспирантов и студентов, работающих в области астрометрии. Издание осуществлено при финансовой поддержкеРоссийского фонда фундаментальных исследований по проекту №17-12-00021, не подлежит продаже.

2016

1. Реализация в рамках численной теории EPM модели орбитально-вращательного движения Луны с учётом жидкого ядра

В рамках численной теории движения тел Солнечной системы (EPM) реализована новая модель орбитально-вращательного движения Луны. В новой реализации учитываются: изменение гравитационного потенциала в результате приливных и вращательных деформаций, вращательный момент жидкого ядра и диссипация энергии при трении ядра о кору. Использованы современные модели гравитационных потенциалов Земли (EGM2008) и Луны (GL660b), модели вариаций гравитационного потенциала Земли от приливных возмущений Луны и Солнца. Взвешенные среднеквадратические значения остаточных разностей лазерных наблюдений последнего десятилетия равны: 1.8 см (станция Cerga, 2009-2016), 1.4 см (станция Apache Point, 2006-2016), что соответствует лучшим мировым результатам. Полученное решение позволило определить положение наблюдательных станций и лунных отражателей с сантиметровой точностью, а также уточнить параметры жидкого ядра Луны (угловую скорость, коэффициент сжатия, коэффициент трения о кору). Уточнённые значения массы Луны и старших коэффициентов гравитационного потенциала свидетельствуют о хорошем согласии с результатами гравиметрического эксперимента GRAIL. Использование современной модели приливных возмущений гравитационного потенциала Земли, рекомендованной IERS, позволило уменьшить значение немоделируемого изменения эксцентриситета Луны с 2.4 x 10^-12 (в модели DE430) до -1.4 x 10^-12/год. Были определены параметры приливной диссипации, исходя из которых получены вековые параметры лунной орбиты: изменение большой полуоси 38.20 мм/год, приливное ускорение в средней долготе -25.90"/столетие² и изменение эксцентриситета 1.48 x 10^-11/год. Точность полученной эфемериды Луны оценивается в 1 м в положении на орбите и 0.06" в параметрах физической либрации.

Авторы: Павлов Д.А., Питьева Е.В, Скрипниченко В.И., Суворкин В.В., Ягудина Э.И. (ИПА РАН)

Публикации:

1. Dmitry A. Pavlov, James G. Williams, Vladimir V. Suvorkin: Determining parameters of Moon’s orbital and rotational motion from LLR observations using GRAIL and IERS-recommended models // Celestial Mechanics and Dynamical Astronomy 126(1), 61-88 (2016).

2. Павлов Д.А: Уточнение параметров орбиты и либрации Луны на основе модели DE430 // Известия ГАО в Пулкове № 223: Труды Всероссийской астрометрической конференции «Пулково-2015», Санкт-Петербург, 229–234 (2016).

3. E. Yagudina. Parameters of new version of Lunar Ephemeris EPM2015 at the base of LLR observations 1970-2016 years // 20th International Workshop on Laser Ranging, GFZ German Research Centre for Geosciences (2016).

2. Высокоточные положения двойных и кратных звезд: итоги 60-летних наблюдений на 26-дюймовом рефракторе в Пулкове

За период с 1956 по 2014 гг. получено более 30 тысяч относительных положений компонент визуально-двойных и кратных звезд в целях определения орбит и масс звезд. Позиционные наблюдения проводились на 26-дюймовом рефракторе Пулковской обсерватории до 2007 г. фотографическим способом, с 2003 г. при помощи ПЗС-камер. Новые методы оцифровки и измерения астрофотографий позволяют повысить точность старых результатов до уровня, сопоставимого с точностью современных ПЗС-наблюдений. Точность относительных положений составила, в среднем, 0.010 угл. сек. для фотографических и 0.005 угл. сек. для ПЗС-наблюдений. Каталоги положений опубликованы и доступны в сети Internet.

Авторы: И. С. Измайлов, Т.П. Киселева, О. В. Кияева, О. А. Калиниченко, Е. А. Рощина, Л. Г. Романенко, Т. А. Васильева, Н. А. Шахт, Д. Л. Горшанов (ГАО РАН)

2015

1. Динамические явления в приливах и вращении Земли

На основе анализа РСДБ наблюдений на глобальной сети из 138 станций за период данных 1980-2014 гг. (около 15 млн. измерений) выполнены масштабные исследования двух геодинамических явлений: резонансных возмущений приливных лунно-солнечных деформаций твердого тела Земли, обусловленных свободной околосуточной нутацией её жидкого ядра, и вариаций параметров вращения Земли, вызванных океаническими приливами. Впервые в мире получены значения комплексных частотно-зависимых приливных параметров (чисел Лява/Шида) для 11 суточных и 5 долгопериодических приливных волн. Получены коэффициенты 70 членов разложения вариаций параметров вращения Земли, обусловленных суточными и полусуточными лунно-солнечными приливами в мировом океане, с точностью 1.8-4.6 мкс дуги для обеих координат земного полюса и 0.2-0.3 мкс для всемирного времени.

Авторы: Губанов В.С., Курдубов С.Л. (ИПА РАН)

2. Радиолокация астероида 436724 (2011 UW158)

Получены высокоточные доплеровские наблюдения астероида 436724 (2011 UW158). C помощью облучения астероида передатчиком на 70-метровой антенне DSS-14 (обсерватория Голдстоун, США) и приёма отраженных радиосигналов на антеннах обсерваторий «Зеленчукская» и «Бадары» РСДБ-комплекса «Квазар-КВО». По всем имеющимся позиционным и радиолокационным наблюдениям уточнена орбита астероида и оценена вероятность его столкновения с Землей, которая оказалась близка к нулю на столетнем интервале времени. По наблюдениям уширения спектра отраженного сигнала получены оценки размера (от 350 до 520 м) и периода вращения астероида (36±3 мин). Анализ амплитуд принятых сигналов в левой и правой круговой поляризациях указывает на наличие большого количества неровностей на поверхности этого астероида.

Авторы: Беннер Л. (США: Обс. Голдстоун), Бондаренко Ю. С., Кочетова О. М., Маршалов Д. А., Мельников А. Е., Мишин Н. А., Мишина В. Ю., Медведев Ю. Д. (ИПА РАН)

2014

1.

Проведена модернизация теоретической и программно-алгоритмической базы, использующейся в ИПА РАН для решения задач эфемеридной астрономии. Модернизация позволила получить новые научные результаты: уточнение орбиты Плутона по оптическим наблюдениям 1930-2013 гг., уточнение орбиты Сатурна по наблюдениям космического аппарата Cassini 2004-2014 гг., численное интегрирование уравнения для разности релятивистских шкал времени TT-TDB совместно с уравнениями движения тел Солнечной системы. Фундаментальные эфемериды Солнца, Луны и планет, охватывающие временной интервал более чем в 400 лет и содержащие параметры лунной либрации, представлены в формате SPICE, принятом Международным астрономическим союзом, что позволило расширить область применения эфемерид. Обновлённая программно-алгоритмическая база используется при подготовке отечественных эфемеридных изданий, а также при решении задач фундаментального координатно-временного обеспечения в рамках ФЦП «Поддержание, развитие и использование системы ГЛОНАСС на 2012-2020 гг.»

Авторы: Питьева Е.В., Павлов Д.А., Глебова Н.И., Скрипниченко В.И., Васильев М. В., Ягудина Э. И., Гирдюк А.А., Лукашова М.В., Свешников М.Л., Космодамианский Г.А. (ИПА РАН)

2013

1. Эфемерида Луны EPM-ERA 2013 и навигационная селеноцентрическая сеть объектов на лунной поверхности

На основе сравнения 18700 лунных светолокационных наблюдений 1970-2013 гг. и теории орбитально-вращательного движения Луны построена высокоточная эфемерида Луны EPM-ERA 2013. Точность представления светолокационных наблюдений Луны эфемеридой EPM-ERA 2013 составляет 4.9 см, что сопоставима с точностью американских эфемерид серии DE/LE и французской эфемериды INPOP10. На основе данных космических миссий и наземных наблюдений создана глобальная опорная сеть кратеров на поверхности Луны в динамической системе координат. Опорная сеть, включающая 282215 объектов, согласована с селеноцентрической системой координат, связанной с осями инерции Луны. Построенные эфемериды Луны и навигационная сеть на поверхности Луны могут использоваться в проектах космических лунных миссий.

Авторы: Васильев М.В., Ягудина Э.И. (ИПА РАН), Нефедьев Ю.А., С. Валеев (Астрономическая обсерватория им. Энгельгардта)

2. Результаты исследования систематических ошибок опорных координатных систем

Впервые непосредственно из обработки РСДБ-наблюдений на интервале более 30 лет получены систематические ошибки координат радиоисточников Международной небесной системы координат ICRF2 в виде двумерных карт их распределения по небесной сфере и разложения по ортонормированным сферическим функциям до 9-го порядка включительно. У некоторых источников обнаружены значительные линейные тренды координат, достигающие 13 мкс дуги в год, и аномальные переменные смещения такого же порядка, подтверждаемые данными картографирования источников. Кроме того, у ряда РСДБ-станций обнаружены заметные аномальные смещения относительно линейной модели тектонического движения в пределах 3-4 мм.

Авторы: Губанов В.С., Курдубов С.Л.(ИПА РАН)

2012

1. Динамическая модель движения планет и ее параметры

На основе динамической модели движения планет, учитывающей взаимные возмущения планет, Солнца, Луны, астероидов и транснептуновых объектов (ТНО), и расширенной базы радиотехнических и оптических наблюдений построена обновленная планетная часть эфемерид EPM2011 и получены следующие результаты:

1. определены массы 21 крупнейшего астероида
2. получены оценки общей масса астероидов главного пояса Mbelt=(12.3+2.1)x10^-10M_sun и общей массы всех ТНО, равная MTNO=790×10^-10M_sun
3. определены углы поворота между эфемеридами EPM2011 и системой ICRF: ε_x = -0.000±0.042, ε_y = -0.025±0048, ε_z = 0.004±0.028
4. определены значения релятивистских ППН-параметров: β = 0.99998+0.00003 и γ = 1.00004±0.00006

Авторы: (ИПА РАН)

2. Определение орбиты спутника Linus астероида 22 Kalliope методом спекл-интерферометрии

Впервые для определения точных положений спутников кратных астероидов, были проведены наблюдения двойного астероида (22) Каллиопа на телескопе БТА САО РАН с использованием метода спекл-интерферометрии. На основе наблюдений, полученных в течение 10 ночей, была определена истинная орбита спутника Линус. Впервые для данного типа объектов орбита была определена с использованием метода А.А.Киселёва на основе геометрического метода. Некоторые элементы орбиты (наклонение, долгота восходящего узла, долгота перицентра) спутника Линус были получены впервые.

Авторы: (ГАО РАН, САО РАН)

3. Российская сеть лазерной дальнометрии спутников

С началом регулярных лазерных наблюдений геодинамических спутников и спутников ГЛОНАСС на всех обсерваториях РСДБ-комплекса «Квазар-КВО» завершено создание первой очереди Российской сети лазерной дальнометрии. Наблюдения проводятся с помощью квантово-оптических систем «Сажень-ТМ» и оперативно представляются в Международную службу лазерной локации спутников (ILRS) и в Информационно-аналитический центр ГЛОНАСС. Результаты анализа наблюдений геодинамических спутников ЛАГЕОС показывают, что точность статистически нормированных измерений дальности находится на уровне 10 мм.

Авторы: (ИПА РАН, ОАО НПК «СПП», ФГУП "ЦНИИмаш").

2011

1.

Впервые из обработки более 635 тысяч наблюдений разных типов, в основном радиотехнических (1961-2010 гг.), планет и космических аппаратов была получена скорость изменения гелиоцентрической гравитационной постоянной: (GM)'Sun/GMSun=(-5.0±4.1) 10-14 в год (3σ). Из полученной скорости изменения GMSun с учетом максимальных пределов возможного изменения массы Солнца MSun найдены более жесткие ограничения на изменение гравитационной постоянной: с вероятностью 95% годовое значение попадает в интервал: -4.2·10-14 < G'/G < +7.5·10-14. Анализ наблюдений проводился на основе эфемерид EPM2010 (ИПА РАН), построенных совместным численным интегрированием уравнений движения больших планет, Солнца, Луны, астероидов и транснептуновых объектов в постньютоновском приближении.

Авторы: (ИПА РАН)

Публикации:

1. Питьева Е.В., Питьев Н.П. Оценки изменения массы Солнца и гравитационной постоянной по современным наблюдениям планет и космических аппаратов // Астрономический вестник, 2012. Т. 46, № 1.

2.

Разработана новая модель движения звезд в тесной двойной системе с консервативным обменом массой. Модель позволяет учитывать эллиптичность относительной орбиты звезд, реактивные силы, создаваемые струей, а также притяжение звезд струей перетекающего вещества. Исследовано влияние реактивной силы на эволюцию орбит звезд при различных соотношениях масс звезд. Разработанная модель дает возможность вычислять вековые возмущения элементов относительной орбиты звезд для любых тесных систем с консервативным обменом массой на любом интервале времени.

Авторы: (ГАИШ МГУ им. М. В. Ломоносова)

Публикации:

1. Лукьянов Л.Г., Гасанов С.А. Эллиптические движения звезд в тесных двойных системах // Астрономический журнал. - М.: Наука, 2011. Т. 88. С. 797-805.

3.

Используя результаты 9 каталогов звезд, построенных по наземным наблюдениям в конце 90-х годов ХХ века и в начале ХХI века, получен сводный каталог 196 000 положений звезд до 17 mag в системе HCRFJ2000.0 в окрестностях 40 дуговых минут 240 внегалактических радиоисточников списка ICRF. Использовались фотографические каталоги Pul ERS, PIRS-B, PIRS-К, ERL, ХС1, а также каталоги, полученные по наблюдениям с применением CCD-детекторов: AMC1B, N-2004, KMAC1, CMC9 и CMC14. Расхождения координат 148367 звезд, отождествленных при сравнении с каталогом UCAC3, составляют в среднем 4.6±0.35 mas в прямом восхождении и 8.4±0.34 mas в склонении. Полученный каталог используется для уточнения координат и собственных движений звезд в окрестностях внегалактических радиоисточников, реализующих небесную опорную систему координат.

Авторы: (ГАО РАН и Николаевская астрономическая обсерватория, Украина)

Публикации:

1. V.P.Ryl'kov, N.V.Narizhnaya, A.A.Dement'eva, G.I.Pinigin, N.V.Maigurova, and M.V.Martinov. A Compiled Catalogue of Reference Stars around 227 ICRF Extragalactic Radio Sources // Kinematics and Physics of Celestial Bodies, AllertonPress Inc., 2011, Vol. 27, No. 6, pp.299-303.

2010

1.

Впервые построена аналитическая теория вращения твердой трехосной Земли относительно ее центра масс методом долгосрочной общей планетной теории, который основывается на идее разделения короткопериодических и долгопериодических членов и позволяет привести исходные уравнения поступательного движения больших планет и Луны и уравнения вращательного движения Земли к единой автономной вековой системе, включающей в себя только медленно меняющиеся со временем переменные и описывающей эволюцию планетных и лунной орбит и эволюцию вращения Земли. В результате теория вращения Земли представляется без фиктивных вековых и смешанных членов.

Авторы: (ИПА РАН)

2.

Обработаны двухнедельные непрерывные РСДБ-наблюдения, выполненные по крупнейшей международной программе CONT08 на 11 обсерваториях, включая обсерватории РСДБ-комплекса «Квазар-КВО». Получены ряды параметров вращения Земли (ПВЗ) на интервале 15 суток с высоким временным разрешением (1 час и выше). Среднеквадратические отклонения от модели IERS для приливных вариаций ПВЗ составили 218 мкс дуги для координат полюса и 18 мкс — для всемирного времени. Полученные ряды ПВЗ использованы для детального изучения взаимодействия вращения Земли с приливными и другими эффектами.

Авторы: (ИПА РАН)

3.

Получены новые астрометрические результаты - координаты галилеевых спутников Юпитера на основе наблюдения взаимных покрытий и затмений спутников в эпоху 2009 г., выполненных в 5 обсерваториях России. Получены относительные координаты спутников, внутренняя точность которых составляет 40 миллисекунд дуги.

Авторы: (ГАИШ, ГАО РАН, ИНАСАН)

Достижения до 2010 г.