Том 63, № 2 (2025)

В рамках численной модели исследовано влияние перемежаемости на ускорение частиц в экваториальной плоскости хвоста магнитосферы Земли. Для сопоставления с данными наблюдений выбрано событие 17.VII.2001, когда в плазменном слое хвоста магнитосферы более 10 мин наблюдалась потоки плазмы со скоростями до 400 км/c и амплитудой турбулентного магнитного поля порядка 10 нТл. Моделирование электромагнитного поля осуществлено при помощи суперпозиции вейвлетов, которые распределяются равномерно по всей вычислительной области. Специальным распределением амплитуд удается достичь того, чтобы результирующее поле было мультифрактальным и перемежаемым. Показано, что при ускорении в перемежаемом поле энергетические спектры частиц поднимаются и выполаживаются, – это значит, что частицы способны набрать больше энергии, чем при ускорении в турбулентном плазменном слое без учета перемежаемости.

В работе приведены результаты проведенных на борту Российского сегмента Международной космической станции экспериментов “Тест”, “БТН–Нейтрон”, “УФ-атмосфера” и “Матрешка Р”. Изложены различные аспекты микрометеороидной обстановки: источники мелкодисперсного осадка на поверхности МКС, его биохимический состав, физические характеристики частиц, факторы воздействия на конструктивные элементы и аппаратуру МКС. Исследование основано на результатах отдельных космических экспериментов (КЭ), проводившихся на борту РС МКС. На основе различных способов учета метеорной опасности и полученных данных в рассматриваемых КЭ предложено сформировать междисциплинарную единую модель окружающей среды пилотируемого космического комплекса. Взятие проб мелкодисперсного осадка с поверхности объектов в околоземном космическом пространстве является эффективной альтернативой запуску дорогостоящих специализированных межпланетных станций для изучения Вселенной.

В работе представлены возможные варианты изменения орбиты космического аппарата, функционирующего вблизи солнечно-земной точки либрации, с целью пролета астероидов, сближающихся с Землей. Предложены два способа построения перелетных траекторий к одному или нескольким небесным телам: перевод аппарата с исходной ограниченной орбиты в окрестности точки либрации L₂ системы Солнце – Земля на требуемую в этой же окрестности и его увод к Земле по траектории из множества неустойчивого многообразия. Приведены примеры, в которых в качестве целевых выбраны астероиды 1997 XF₁₁ и Апофис, чьи траектории будут проходить вблизи космического аппарата в 2028 и 2029 гг. соответственно. Показано, что при имеющихся топливных ограничениях аппарат может быть перенаправлен к указанным астероидам предлагаемыми способами. Согласно проведенным расчетам, во всех случаях космический аппарат не покидает околоземное пространство и поэтому во время или после пролета исследуемого астероида может быть задействован в решении других научных задач.

Формулируется задача автономного управления поступательным движением космического аппарата в окрестности фокуса гравитационной линзы Солнца. Поставленная задача решается методом машинного обучения с подкреплением с использованием современных стохастических численных методов. Исследуются затраты характеристической скорости на нацеливание на фокусную линию удаленного протяженного источника, финальная точность нацеливания и качество работы функции управления. Результаты исследования приводятся для различных форм состояния и наблюдения: 1) положение и скорость; 2) зашумленные положение и скорость; 3) изображение кольца Эйнштейна. Сравнивается эффективность работы стратегий управления при использовании рекуррентных слоев и полносвязных слоев с входом в виде стека измерений. Также рассматривается обучение моделей управления с учетом ошибок исполнения маневров.