Регистрация / Вход
Прислать материал

Создание системы мониторинга околоземных объектов и предупреждения космических угроз на основе нового кластера широкоугольных телескопов.

Номер контракта: 14.604.21.0099

Руководитель: Емельяненко Вячеслав Васильевич

Должность руководителя: ведущий научный сотрудник

Докладчик: Нароенков Сергей Александрович, научный сотрудник

Аннотация скачать
Постер скачать
Ключевые слова:
астероидно-кометная опасность, мониторинг околоземного пространства, предупреждение космических угроз, широкоугольные оптические системы, расчет оптических систем.

Цель проекта:
Проблема астероидно-кометной опасности является глобальной проблемой. Главным препятствием на пути исследования является дефицит данных об орбитальных свойствах опасных объектов, обусловленный нехваткой астрономических наблюдений. Существующие в мире системы мониторинга не обладают достаточной оперативностью для заблаговременного выявления опасных небесных тел. Для решения этой проблемы в проекте предлагается создание эффективного кластера широкоугольных телескопов, способных просматривать все небо несколько раз за одну ночь. Целью выполняемого проекта является разработка комплекса научно-технических решений, направленных на создание автоматизированной системы мониторинга околоземного пространства для обнаружения опасных небесных тел на основе кластера широкоугольных оптических систем высокой производительности.

Основные планируемые результаты проекта:
Реализация проекта позволит сформировать единый технический комплекс, осуществляющий обнаружение опасных небесных тел, обработку информации о движении таких тел и оценку возможности столкновения опасного небесного тела с Землей. В результате реализации проекта будет экспериментальный образец аппаратно-программного комплекса, состоящий из двух телескопов VT78d с апертурой 25 см и полем 15 градусов, который будет способен за ночь выявить на небе все опасные объекты до 18 звездной величины. В частности, это позволит обнаруживать космические тела с характеристиками, подобными Челябинскому объекту, приблизительно за сутки до столкновения.
Результаты, полученные в ходе выполнения проекта, позволят повысить безопасность населения, промышленной и гражданской инфраструктуры от космических угроз, обеспечить заинтересованные министерства и ведомства новым видом информационных услуг.

Краткая характеристика создаваемой/созданной научной (научно-технической, инновационной) продукции:
Реализация проекта позволит сформировать единый технический комплекс мониторинга околоземного пространства, состоящий из кластера широкоугольных телескопов и программного обеспечения для обработки полученных данных. Разработанное программное обеспечение позволит формировать планы наблюдений для оптимального мониторинга околоземного пространства для каждого кластера широкоугольных телескопов, программные модули для отождествления движущихся объектов и оценки вероятности опасных сближений угрожающих небесных тел позволят обнаружить опасный объект и спрогнозировать место возможного падения.
Кластер широкоугольных телескопов будет состоять из двух оптических систем имеющих следующие характеристики: апертура - 25 см, поле зрения ~10 градусов, площадь зрения - 78.5 кв. градусов, проницание - 18.7 зв. величина за 20 сек. Подобные системы ни в РФ, ни за рубежом не производятся серийно. Значительная доля высокоэффективных современных широкоугольных оптических систем имеет высокую стоимость производства из-за сложности оптических поверхностей используемых в них. Разработанная оптическая система VT78d лишена этих недостатков. Простота конструкции и простые формы оптических элементов позволяют производить такие системы массово.
Совместная работа трех кластеров из оптических систем VT78d позволит за одну ночь три раза осмотреть всю небесную сферу, доступную для наблюдения и обнаружить угрожающие тела размером от 15 метров за 12 часов до столкновения с Землей. Более крупные тела будут обнаружены заблаговременно. Запаса времени в 12 часов будет достаточно для своевременного определения места падения угрожающего тела и выдачи предупреждения специальным службам ГО МЧС.
Аналогом системы VT-78d, разрабатываемой в проекте, является система ATLAS (The Asteroid Terrestrial-impact Last Alert System), разработанная Гавайским университетом (США). Система ATLAS состоит из 50-см телескопа с полем зрения 7.4 градуса и предельным проницанием - 20 зв. величина при экспозиции 20 сек. Но стоимость производства такой оптической системы значительно выше, чем у VT-78d.

Для достижения завяленных целей проекта отсутствуют какие-либо технические и технологические ограничения и риски.



Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
Результаты проекта можно применить в сфере развития технологий предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера, в космической отрасли, в оптикоэлектронной промышленности. Результаты исследований и разработок найдут применение в астрономических исследованиях, в которых целесообразно применение кластеров роботизированных телескопов. Достаточно высока и возможность коммерциализации ожидаемых результатов. Широкоугольные оптические системы, разработанные в рамках проекта, могут активно продаваться на российском и мировом рынке. Заинтересованность в подобных комплексах для контроля космического пространства показывает Роскосмос и Министерство обороны. Создание сети наземных оптических комплексов не только решает задачи контроля околоземного пространства, но и позволяет в условиях недостаточного промышленного потенциала страны избежать отставания в данной области, обеспечить преемственность кадров для используемых наукоемких технологий.

Текущие результаты проекта:
В результате работ по проекту получены следующие результаты:
1. Проведено компьютерное моделирование оптической структурной схемы телескопа для определения оптимальных параметров. По разработанной оптической системе VT-78d подана заявка на патент.
2. Разработана математическая модель и алгоритм управления автоматизированной системой кластера широкоугольных телескопов.
3. Разработана математическая модель и алгоритмы оптимальной последовательности и порядка мониторинга для эффективного обнаружения опасных небесных тел.
4. Разработана математическая модель и алгоритмы отождествления объектов небесной сферы для выявления опасных небесных тел.
5. Разработана математическая модель и алгоритм определения орбит опасных небесных тел по коротким дугам наблюдений
6. Разработана математическая модель и алгоритмы оценки вероятности опасных сближений естественных небесных тел с Землей для выдачи предупреждения о космической угрозе.
7. Разработана Программа и методики экспериментальных исследований ЭО АПК автоматизированной системы мониторинга околоземного пространства для обнаружения опасных небесных тел на основе кластера широкоугольных оптических систем высокой производительности.
8. Разработана эскизная, конструкторская и программная документация, реализующая научно-технические решения.