Мониторинг малых небесных тел: цели и задачи практического применения

Ю. Д. Медведев¹, Ю. С. Бондаренко¹, Д. А. Маршалов¹, Б. М. Шустов², М. Ю. Ховричев³

¹ИПА РАН, г. Санкт-Петербург, Россия

Систематические наблюдения (мониторинг) малых небесных тел — важный канал развития наших представлений о Солнечной системе и ее эволюции. Кроме того, мониторинг малых небесных тел (МНТ) имеет четкое практическое значение. Такой практической целью мониторинга МНТ является оценка и прогноз угроз, обусловленных фактором существования МНТ естественного происхождения: сближающихся с Землей астероидов и комет, а также входящих в околоземное космическое пространство (ОКП) метеороидных потоков.

Угрозу представляют все МНТ, входящие в ОКП. Столкновения с метеороидами размером более 1 см могут серьезно повредить или даже уничтожить КА. Более мелкие частицы могут повредить солнечные панели, оптические поверхности космических телескопов (камер) и т. д. Тела крупнее 10 м по современным представлениям рассматриваются как источник астероидно-кометной опасности. Прямой угрозы КА такие тела не несут, поскольку вероятность столкновения КА с крупным МНТ очень мала. Однако, как показывает опыт исследований в метеорной астрономии, крупные тела (и астероиды и кометы) являются источниками образования метеороидных потоков. Эти метеороидные потоки представляют опасность для КА, но наблюдать их весьма затруднительно. Однако, наблюдая крупные «родительские» тела можно прогнозировать и параметры сопутствующих потоков при событиях конкретных сближений крупных МНТ с Землей. Прогнозы метеорных потоков основаны на моделях метеорного вещества в ОКП и носят лишь статистический характер. Непосредственные наблюдения метеороидных потоков до их входа в атмосферу практически невозможны из-за малых размеров частиц, образующих такие потоки. Датчики космического базирования, обеспечивающие регистрацию столкновений с метеороидами и частицами пыли, годятся для измерений некоторых параметров уже столкнувшихся с КА частиц и служат для накопления данных, необходимых для дальнейшего построения моделей метеорного вещества в ОКП.

Задачами мониторинга МНТ являются:

• обнаружение новых опасных для Земли МНТ;
• сбор, хранение, систематизация и доступ к информации об МНТ;
• определение предварительных орбит вновь открываемых МНТ;
• улучшение орбит — перевычисление элементов орбит известных МНТ с учетом новых наблюдений;
• прогнозирование угроз — определение обстоятельств нахождения МНТ в околоземном пространстве и столкновений с Землей;
• выдача целеуказаний на проведение дополнительных наблюдений МНТ;
• получение точных астрометрических измерений каждого МНТ, чтобы обеспечить своевременную оценку орбиты и последующую каталогизацию ранее неизвестных потенциально опасных МНТ или уточнение орбит известных МНТ;
• получение физических характеристик, требующих особого внимания МНТ, с тем чтобы оценить степень их риска при столкновении с Землей или КА;
• оценки плотности распределения метеорных частиц в ОКП.

Потенциальными потребителями данных о мониторинге малых небесных тел могут быть государственные органы, космические агентства, частные компании, занимающиеся космической деятельностью, и общественность. Выполнение перечисленных выше задач на систематической основе предполагает создание специальной системы (подсистемы). Основные требования к такой подсистеме со стороны потенциальных потребителей могут включать следующие:

• данные и информация (прогнозы) должны быть точными и надежными, чтобы обеспечить эффективное применение заблаговременных предупреждений и мер по смягчению последствий;
• данные и информация должны быть в основном доступны для всех потенциальных пользователей, включая государственные учреждения, космические агентства, частные компании и широкую общественность. В некоторых случаях (например, во избежание паники при появлении сообщений о возможном столкновении крупного МНТ с Землей) информация будет распространяться в соответствии с оговоренным регламентом.