Solnechno-Zemnaya Fizika Solnechno-Zemnaya Fizika Солнечно-земная физика 2712-9640 71051 10.12737/szf-101202410 Результаты исследований Results of current research Результаты исследований Photometrical observations and shape modeling of space debris in medium Earth orbits Фотометрические наблюдения и моделирование формы космического мусора на средневысотных орбитах Коробцев Иван Владимирович Korobtsev Ivan Vladimirovich korobtsev@yandex.ru Мишина Марина Николаевна Mishina Marina Nikolaevna mmish@iszf.irk.ru Караваев Юрий Степанович Karavaev Yurii Stepanovich Еселевич Максим Викторович Eselevich Maxim Viktorovich mesel@iszf.irk.ru

кандидат физико-математических наук;

candidate of physical and mathematical sciences;

 Горяшин Владимир Егорович Goryashin Vladimir Egorovich vgor@iszf.irk.ru Институт солнечно-земной физики СО РАН Иркутск Россия Institute of Solar Terrestrial Physics SB RAS Irkutsk Russian Federation Институт солнечно-земной физики СО РАН Иркутск Россия Institute of Solar Terrestrial Physics SB RAS Irkutsk Russian Federation Институт солнечно-земной физики СО РАН Иркутск Россия Institute of Solar Terrestrial Physics SB RAS Irkutsk Russian Federation Институт солнечно-земной физики СО РАН Иркутск Россия Institute of Solar Terrestrial Physics SB RAS Irkutsk Russian Federation Институт солнечно-земной физики СО РАН Иркутск Россия Institute of Solar-Terrestrial Physics SB RAS Irkutsk Russian Federation 26 03 2024 26 03 2024 10 1 74 82 19 10 2023 06 12 2023 https://zh-szf.ru/en/nauka/article/71051/view

Глобальные навигационные спутниковые системы (ГНСС) ГЛОНАСС, GPS, Бэйдоу, Галилео используют круговые средневысотные околоземные орбиты с периодом около полусуток в диапазоне наклонений от 50° до 70°. Орбиты ГНСС являются важной эксплуатируемой областью околоземного космического пространства. Информация о присутствующем в этой области космическом мусоре (КМ) и его характеристиках крайне важна для оценок рисков и принятия мер по их предотвращению. В работе приводятся результаты фотометрических наблюдений объектов КМ в окрестностях орбит ГНСС с помощью 1.6-метрового телескопа АЗТ-33ИК Саянской солнечной обсерватории ИСЗФ СО РАН за период 2018–2023 гг. Показано распределение объектов КМ по плоскостям орбит ГНСС. Получены временные и фазовые зависимости видимого блеска всех измеренных объектов КМ. Построены средние кривые блеска КМ, определены периоды вращения объектов и их динамика. Приведены результаты моделирования кривой блеска, характерной для нескольких объектов КМ из области орбит ГНСС. Предложены форма космического объекта и параметры собственного вращения, которые соответствуют наблюдаемой кривой блеска.

The circular medium Earth orbits with a period of about half a day in the inclination range from 50° to 70° are used by various global navigation satellite systems (GNSS), such as GLONASS, GPS, Beidou, Galileo. GNSS operating orbits are one of the important areas in near-Earth space. The information about the space debris (SD) existing in this region and its characteristics is important for risk assessments and mitigation. We report the results of photometrical observations of SD objects in the vicinity of GNSS orbits obtained with the 1.6-meter AZT-33IK telescope of ISTP SB RAS Sayan Solar Observatory in 2018–2023. We show how SD objects existing in this region are distributed relative to GNSS objects. We derive time and phase dependences of the apparent brightness of all measured SD objects. Folded light curves are constructed, rotation periods and their dynamics are determined. The results of modeling the light curve inherent for several SD objects from the GNSS orbital are presented. We suggest a possible space object shape and parameters of proper rotation, which correspond to the observed light curve.

 космический мусор фотометрические наблюдения кривая блеска моделирование space debris photometrical observations light curve modeling Работа выполнена при финансовой поддержке Минобрнауки России The work was financially supported by the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation

Девяткин A.B., Горшанов Д.Л., Куприянов В.В., Верещагина И.А. Программные пакеты «Апекс-I» и «Апекс-II» для обработки астрономических ПЗС-наблюдений. Астрономический вестник. 2010. Т. 50, № 1. С. 74-87. Bakhtigaraev N.S., Levkina P.A., Chazov V.V. Empirical model of motion of space debris in the geostationary region. Solar System Res. 2016, vol. 50, iss. 2, pp. 130-135. DOI: 10.1134/S0038094616020027. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теоретическая физика. Т. I: Механика. М.: Наука, 2004. 224 с. Deeming T.J. Fourier analysis with unequally-spaced data. Astrophys. Space Sci. 1975, vol. 36, iss. 1, pp. 137-158. DOI: 10.1007/BF00681947. Bakhtigaraev N.S., Levkina P.A., Chazov V.V. Empirical model of motion of space debris in the geostationary region. Solar System Res. 2016. Vol. 50, iss. 2. P. 130-135. DOI: 10.1134/S0038094616020027. De Pontieu B. Database of photometric periods of artificial satellites. Adv. Space Res. 1997, vol. 19, iss. 2, pp. 229-232. DOI: 10.1016/S0273-1177(97)00005-7. Deeming T.J. Fourier analysis with unequally-spaced data. Astrophys. Space Sci. 1975. Vol. 36, iss. 1. P. 137-158. DOI: 10.1007/BF00681947. Devyatkin A.B., Gorshanov D.L., Kupriyanov V.V., Vereshchagina I.A. “Apex-I” and “Apex-II” software packages for astronomical CCD observations processing. Astronomicheskii vestnik [Astronomical Bulletin]. 2010, vol. 50, no. 1, pp. 74-87. (In Russian). De Pontieu B. Database of photometric periods of artificial satellites. Adv. Space Res. 1997. Vol. 19, iss. 2. P. 229-232. DOI: 10.1016/S0273-1177(97)00005-7. Karpov S., Katkova E., Beskin G., Biryukov A., Bondar S., Davydov E., et al. Massive photometry of low-altitude artificial satellites on MINIMEGA-TORTORA. Revista Mexicana de Astronomia y Astrofisica (Serie de Conferencias). 2016, vol. 48, pp. 112-113. Karpov S., Katkova E., Beskin G., et al. Massive photometry of low-altitude artificial satellites on MINIMEGA-TORTORA. Revista Mexicana de Astronomía y Astrofísica (Serie de Conferencias). 2016. Vol. 48. P. 112-113. Lafler J., Kinman T.D. An RR Lyrae star survey with the Lick 20-inch astrograph II. The calculation of RR Lyrae periods by electronic computer. Astrophys. J. Supplement. 1965, vol. 11, pp. 216-222. DOI: 10.1086/190116. Lafler J., Kinman T.D. An RR Lyrae star survey with the Lick 20-inch astrograph II. The calculation of RR Lyrae periods by electronic computer. Astrophys. J. Supplement. 1965. Vol. 11. P. 216-222. DOI: 10.1086/190116. Landau L.D., Lifshitz E.M. Teoreticheskaya fizika. T. I.: Mekhanika. [Theoretical Physics. Vol. I.: Mechanics]. Moscow, Nauka Publ., 2004, 224 p. (In Russian). Murakami H., Rios O., Impelluso T.J. A theoretical and numerical study of the Dzhanibekov and tennis racket phenomena. Journal Applied Mechanics. 2016. Vol. 83, iss. 11. 111006. 10 p. DOI: 10.1115/1.4034318. Murakami H., Rios O., Impelluso T.J. A theoretical and numerical study of the Dzhanibekov and tennis racket phenomena. Journal Applied Mechanics. 2016, vol. 83, iss. 11, 111006. 10 p. DOI: 10.1115/1.4034318. Šilha J., Krajčovič S., Zigo M., et al. Space debris observations with the Slovak AGO70 telescope: Astrometry and light curves. Adv. Space Res. 2020. Vol. 65, iss. 8. P. 2018-2035. DOI: 10.1016/j.asr.2020.01.038. Šilha J., Krajčovič S., Zigo M., Toth J., Žilkova D., Zigo P., et al. Space debris observations with the Slovak AGO70 telescope: Astrometry and light curves. Adv. Space Res. 2020, vol. 65, iss. 8, pp. 2018-2035. DOI: 10.1016/j.asr.2020.01.038. URL: https://www.sdo.esoc.esa.int/environment_report/Space_Environment_Report_latest.pdf (дата обращения 20 августа 2023 г.). URL: https://www.sdo.esoc.esa.int/environment_report/ Space_Environment_Report_latest.pdf (accessed August 20, 2023). URL: https://www.esa.int/Safety_Security/Space_Debris/Space_debris_by_the_numbers (дата обращения 11 августа 2023 г.). URL: https://www.esa.int/Safety_Security/Space_Debris/ Space_debris_by_the_numbers (accessed August 11, 2023). URL: https://www.space-track.org (дата обращения 20 августа 2023 г.). URL: https://www.space-track.org (accessed August 20, 2023). URL: http://spacedata.vimpel.ru/ru (дата обращения 7 августа 2023 г.). URL: http://spacedata.vimpel.ru/ru (accessed August 7, 2023). URL: https://www.mathworks.com/products/matlab.html (дата обращения 12 января 2022 г.). URL: https://www.mathworks.com/products/matlab.html (accessed January 12, 2022). URL: https://www.virtualdub.org (дата обращения 12 января 2022 г.). URL: https://www.virtualdub.org (accessed January 12, 2022). URL: http://ckp-rf.ru/ckp/3056/ (дата обращения 12 марта 2023 г.). URL: http://ckp-rf.ru/ckp/3056/ (accessed March 12, 2023).