Отделы
Отделы НИИ ПММ ТГУ. Нажмите на отделе для получения подробной информации.
|
Отдел небесной механики и астрометрии |
|
Исследования по динамике малых тел Солнечной системы и астрометрии ведутся в Томском университете 85 лет. Они были начаты в 1923 г. проф. Н.Н. Горячевым и развивались его школой до 1940 г. После Великой отечественной войны от многочисленной школы Н.Н. Горячева в Томском университет осталось только два человека: доценты А.М. Лейкин и А.А. Сивков. Но им удалось возродить кафедру, подготовку студентов и научные исследования по астрономии.
В 1968 г. в воссозданном НИИ ПММ при ТГУ была открыта лаборатория небесной механики, преобразованная в 1977 г. после объединения с обсерваторией в отдел небесной механики и астрометрии. Прошедшие годы после образования НИИПММ при ТГУ были исключительно плодотворными для астрономов Томского университета.
Первым заведующим лабораторией небесной механики НИИПММ при ТГУ был доцент Р.Г. Лазарев. С его именем связано открытие в Томском университете нового научного направления по исследованию распределения и эволюции метеороидного вещества в Солнечной системе. В настоящее время это направление исследований возглавляет ученица Р.Г. Лазарева, д.ф.-м.н Г.О. Рябова. За долгие годы исследований получены многочисленные интересные результаты, из которых особенно выделяются два: построение модели распределения спорадического метеороидного вещества в окрестности орбиты Земли (автор Н.Т. Светашкова) и создание полной математической модели метеороидного потока Геминиды (автор Г.О. Рябова). Последняя модель позволила дать ответы на многие вопросы, касающиеся происхождения Геминид и их современной структуры. Следует отметить, что столь полных моделей метеороидных потоков в мире существует всего две (для потока Персеиды подобная модель разработана в Канаде).
Исследования по небесной механике ведутся в постоянном взаимодействии двух направлений: теоретического, связанного с созданием новых методов и алгоритмов, и практического, направленного на исследование динамики конкретных небесных объектов.
В области теории можно выделить следующие основные результаты:
- построена на ЭВМ чисто буквенное решение ограниченной задачи трех тел (Т.С. Бороненко, Ю.Б. Шмидт);
- создана полная аналитической теории движения искусственных спутников Земли (В.А. Тамаров, Е.П. Стреженкова);
- разработана теория сверхоскулирующих промежуточных орбит, основанная на введении фиктивного притягивающего центра с переменной массой, и на ее основе созданы новые алгоритмы и методы определения предварительных орбит, улучшения начальных параметров движения и высокоточного прогнозирования пространственных положений и скоростей малых тел (В.А. Шефер);
- построен широкий класс высокоэффективных алгоритмов численного моделирования движения естественных и искусственных малых тел Солнечной системы (Т.В. Бордовицына, Л.Е. Быкова, Л.Е. Сухоплюева, Н.А. Шарковский, В.А. Шефер, В.А. Авдюшев и др.);
- предложены нетрадиционные методы решения обратных задач динамики, позволяющие решать сложные задачи оценивания параметров движения небесных тел по данным измерений (А.М. Черницов, В.А. Тамаров, А.П. Батурин, В.А. Авдюшев и др.);
- выполнено теоретическое обоснование способов построения областей возможных движений небесных тел и предложен ряд алгоритмов построения этих областей для случаев слабой и сильной нелинейности задачи (А.М. Черницов, В.А. Тамаров, В.А. Авдюшев и др.);
Разработанные методы и алгоритмы успешно применены к исследованию движения и пространственного распределения астероидов, комет, естественных и искусственных спутников планет и космического мусора. Наиболее важными из этих результатов представляются следующие:
С 1995 г. под руководством доц. Л.Е. Быковой группой молодых научных сотрудников (Т.Ю. Галушина, А.П. Батурин, Е.Н. Шиханова и др.) ведутся исследования по динамике астероидов, сближающихся с Землей (АСЗ). По оценкам NASA на 6 января 2008 г. 915 объектов из числа известных АСЗ входят в группу потенциально опасных для Земли. Отметим, что падение даже небольшого небесного тела в наше время может вызвать катастрофу регионального или даже глобального масштаба, что связано с появлением на Земле большого числа потенциально опасных технических объектов. Поэтому очень важно во время выявлять потенциально опасные для Земли астероиды и исследовать эволюцию их орбит. К настоящему времени группой Л.Е. Быковой исследована орбитальная эволюция 140 резонансных АСЗ (из известных 500), рассмотренные астероиды классифицированы по степени устойчивости резонансов и потенциальной возможности их тесных сближений с планетами, в том числе с Землей; построена и исследована область возможных движений чрезвычайно опасного для Земли астероида 99942 APOPHIS, который в 2029 г. сблизится с Землей на расстояние порядка 23000 – 26000 км, и выполнена оценка вероятности его столкновения с Землей в 2036 – 2037 гг.
Построены по данным измерений численные модели движения ряда комет (А.М. Черницов, В.А. Шефер, А.П. Батурин), в том числе кометы Гершель-Риголе, для которой эта задача оказалась исключительно сложной из-за специфики распределения наблюдений.
Завершены исследования по построению численных моделей движения всех спутников системы Юпитера (В.А. Авдюшев, М.А. Баньщикова). Здесь также из-за специфики распределения наблюдений большие трудности возникли с построением моделей движения близких спутников.
В течение более чем 20 лет в отделе небесной механики и астрометрии НИИ ПММ под руководством проф. Т.В. Бордовицыной ведутся исследования по динамике искусственных спутников Земли (ИСЗ). Разработана и постоянно обновляется высокоточная численная модель движения ИСЗ, используемая для решения разнообразных прикладных задач, как в коллективе отдела, так и в других организациях России. В частности, на основе этой модели группой авторов (Т.В. Бордовицына, В.А. Авдюшев, А.П. Батурин, А.Г. Головкина и др.) в настоящее время ведутся исследования по построению общей картины образования и эволюции космического мусора, образовавшегося в окрестности орбиты Земли в результате деятельности человека в космосе.
На обсерватории ТГУ постоянно ведутся наблюдения различных затменных явлений (М.Р. Федянин). В 1986 и 2008 гг. были проведены наблюдения полных солнечных затмений, имевших место на территории Кемеровской и Новосибирской областей.
В научных исследованиях коллектива постоянно принимают участие студенты, аспиранты и докторанты механико-математического и физического факультетов ТГУ.