Учёные физического факультета Томского государственного университета в рамках проекта, поддержанного РНФ, исследуют сложные траектории движения околоземных объектов искусственного и естественного происхождения – космического мусора, окололунных объектов и астероидов, сближающихся с Землей. Закономерности их орбитальной эволюции и динамики изучаются с помощью компьютерного моделирования и машинного анализа данных. Результаты проекта помогут разобраться с распределением космического мусора в околоземном пространстве, решить задачу освоения Луны и окололунного пространства.

– Околоземное космическое пространство всё интенсивнее используется в интересах хозяйственной деятельности человечества. Создаются новые спутниковые системы, которые разворачиваются в космосе, – объясняет руководитель проекта, доцент кафедры астрономии и космической геодезии ФФ ТГУ Анна Александрова. – Отработавшие объекты этих систем, как правило, остаются на околоземных орбитах и превращаются в космический мусор. В настоящее время в околоземном пространстве, по данным NASA, находится несколько сотен тысяч объектов размером не менее 10 сантиметров. Ежегодный прирост составляет примерно тысячу фрагментов.

Среди этих объектов более 3000 – космические аппараты (КА) и только шесть процентов из них – функционирующие объекты. Как отмечают исследователи, для работы в околоземном пространстве необходимо знание динамики неуправляемых объектов. Наличие данных об особенностях их траектории позволит оптимизировать выбор областей размещения новых спутниковых систем, а также найти наиболее подходящие области паркинга отработавших свой ресурс объектов.

– Не менее актуальной задачей является исследование орбитальной эволюции окололунных объектов, поскольку в ближайшие десятилетия человечество намерено осваивать Луну и окололунное пространство, – добавляет Анна Александрова. – Исследование динамической структуры этой области космоса поможет избежать ошибок и непроизводительных затрат при реализации окололунных проектов.

Вместе с тем, в рамках проекта решается и другая задача, стоящая перед человечеством, – повышение точности прогнозирования движения астероидов, сближающихся с Землей (АСЗ). Создание учёными ТГУ более точной модели движения АСЗ позволит лучше прогнозировать потенциальную опасность этих объектов.

– Исследования, которые мы проводим, сопровождаются большим объемом расчетов, поэтому в решении задачи используется машинный анализ, – уточняет Анна Александрова. – Этот инструмент позволит нам спрогнозировать движение десятков тысяч объектов и проанализировать более миллиона временных рядов различных динамических и резонансных характеристик.​

Для анализа данных исследователи используют алгоритмическую модель, реализованную с применением искусственных нейронных сетей. Это автоматизировало часть процесса по выявлению резонансов, влияющих на движение околоземных и окололунных объектов. Компьютерная модель позволяет отнести резонансы к тому или иному классу. Применение методов машинного обучения значительно ускоряет обработку большого объема данных и избавляет ученых от однообразного рутинного процесса классификации.
Кроме того, физики ТГУ уже провели усовершенствование численных моделей движения спутников Земли и Луны, повысившее точность и скорость прогноза. Модели реализованы на кластере ТГУ СКИФ Cyberia.

Источники

Проект ученых ФФ поможет в уборке космического мусора и освоении Луны
Томский государственный университет (tsu.ru), 07/09/2021
Проект томских ученых поможет в уборке космического мусора
Зато Говорим (zato-govorim.ru), 07/09/2021
Трехлетний космический проект ТГУ поддержан РНФ на 4,5 млн ежегодно
РИА Томск (riatomsk.ru), 07/09/2021
В Томске изучат траектории космического мусора и близких астероидов
Российская газета. СФО (rg.ru), 07/09/2021
В Томске изучат траектории космического мусора и близких астероидов
Рамблер/новости (news.rambler.ru), 07/09/2021
В уборке космического мусора и освоении Луны поможет проект томских ученых
Поиск (poisknews.ru), 07/09/2021
Проект томских ученых поможет в уборке космического мусора
Томское время (tomsk-time.ru), 07/09/2021
Трехлетний космический проект томских физиков поддержан РНФ
ИА Красная весна (rossaprimavera.ru), 07/09/2021
В томском вузе ученые занимаются исследованием траекторий движения космического мусора
Комсомольская правда (tomsk.kp.ru), 07/09/2021
Уборка космического мусора и освоение Луны
Научная Россия (scientificrussia.ru), 08/09/2021
Проект ученых ТГУ поможет в уборке космического мусора и освоении Луны
Российский научный фонд (rscf.ru), 09/09/2021
Проект ученых ТГУ поможет в уборке космического мусора и освоении Луны
Российский научный фонд (рнф.рф), 09/09/2021

Похожие новости

  • 18/08/2021

    Зараженные вредителями леса смогут определять при помощи дронов с ИИ

    Ученые Томского политехнического университета (ТПУ) создали микропроцессор для беспилотных летательных аппаратов, который наделен искусственным интеллектом и может определять по ходу движения дрона зараженные вредителями леса.
    226
  • 19/11/2020

    Цитируемые ученые ТПУ: «умные» удобрения, ферритовая керамика и наносеребро

    ​Проект «Цитируемые ученые ТПУ» подводит итоги публикационной активности ученых Томского политехнического университета за октябрь. Самый высокоцитируемый соавтор статей ученых ТПУ имеет индекс Хирша 57, а самый высокорейтинговый журнал — импакт-фактор 7,246.
    1118
  • 03/02/2021

    Программа мероприятий, посвященных Дню российской науки

    ​Ежегодно 8 февраля российское научное сообщество отмечает свой профессиональный праздник — День российской науки. ​ По традиции к этой дате в институтах и вузах, находящихся под научно-методическим руководством Сибирского отделения РАН, приурочены научно-популярные мероприятия: дни открытых дверей, экскурсии, лекции и так далее.
    2305
  • 25/06/2020

    И предупрежден, и вооружен: в вузах Проекта 5-100 разрабатывают методы мониторинга и очистки окружающей среды

    Вузы – участники Проекта 5-100 наряду с другими российскими университетами сегодня активно работают над устранением последствий разлива дизельного топлива в Норильске. Так, экологи Сибирского федерального университета (СФУ) ​совместно с представителями региональных властей оценили масштаб загрязнения воды и почвы.
    781
  • 09/11/2020

    Археологи ТГУ нашли по космоснимкам древние рудники в Горном Алтае

    ​​Сотрудники междисциплинарной археологической лаборатории «Артефакт» при поддержке РНФ изучают древние технологии добычи железа в Южной Сибири. В частности, они проводят исследования в Горном Алтае, где металлургия железа была развита уже в середине I тыс.
    759
  • 07/05/2017

    Получить свое изображение в 3D и познакомиться с робототехникой можно будет в ТУСУРе в Ночь науки

    В Ночь науки, которая пройдет 19 мая с 18:00 до 22:00 в рамках форума молодых ученых U-NOVUS - 2017, свои двери для всех желающих откроют STEM-центр и Школа цифровых технологий Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники.
    2002
  • 07/09/2020

    «Амбициозная задача — это основная движущая сила»: участник экспертной дискуссии Андрей Яковлев о работе ТПУ в период пандемии

    ​​​Врио ректора Томского политехнического университета Андрей Яковлев принял участие в экспертной дискуссии «Вузы нового поколения: адаптивность как конкурентное преимущество», которую организовал Благотворительный фонд Владимира Потанина на онлайн-площадке ТАСС.
    795
  • 31/10/2019

    АЛРОСА и ТГУ разработают новые технологии разведки и добычи алмазов

    ​​Томский государственный университет и компания АЛРОСА определили ряд перспективных направлений научного и инновационного сотрудничества. Договоренность была достигнута на форуме промышленных партнеров PromSkills, проходившем в ТГУ.
    803
  • 09/11/2020

    «Архипелаг 20.35»: треки томских вузов

    7 ноября более ста команд начали работу на треках, организованных ТГУ в рамках всероссийского онлайн-интенсива «Архипелаг 20.35». Они трудятся над проектами, в которых искусственный интеллект (ИИ, artificial intelligence, AI) применяется для развития образования, самореализации и повышения качества жизни человека,  управления беспилотниками.
    597
  • 24/12/2020

    Алексей Гоголев: «Мы сумели выполнить все обязательства и не снизить планку»

    И.о. руководителя Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов ТПУ рассказал о достижениях коллектива школы в 2020 году, планах и задачах на следующий год.  2020 год в силу понятных причин стал для нас крайне непростым, но мы достойно выдержали удар, сумев выполнить все обязательства по грантам, программам, не допустить снижения основных индикаторов исследовательской деятельности.
    1091