Главная Новости ПулКОН РСДБ Обсерватории Публикации About us Контакт

Международная конференция
"Околоземная астрономия - 2007"

3-7 сентября 2007, п. Терскол, КБР

Глобальная система мониторинга геостационарной орбиты

И.Е. Молотов1,2,3, В.М. Агапов1, М.А. Ибрагимов4, Е.А. Литвиненко2, А. Алиев4, И.С. Гусева2,
В.В. Куприянов2, В.В. Титенко5, Г.В. Борисов6, О.П. Русаков2, Г.И. Корниенко7, А.В. Ерофеева7,
Р. Сальес8, О.Н. Гребецкая8,2, А.М. Выхристенко9, Р.Я. Инасаридзе10, Ю.С. Лих2, С.Э. Смирнов11

1ИМП им. М.В. Келдыша РАН, 2ГАО РАН, 3ОАО МАК "Вымпел", 4АИ им. Улугбека АН РУз, 5КМЗ им. Зверева, 6ГАИШ МГУ, 7УАФО ДВО РАН, 8БНАО, 9ПГУ им. Т.Г. Шевченко, 10ГНАО, 11ИКИР ДВО РАН

Global system for geostationary orbit monitoring

I.E. Molotov1,2,3, V.M. Agapov1, M.A. Ibrahimov4, E.A. Litvinenko2, A. Aliev4, I.S. Guseva2, V.V. Kouprianov2, V.V. Titenko5, G.V. Borisov6, O.P. Rusakov2, G.I. Kornienko7, A.V. Erofeeva7, R. Zalles8, O.N. Grebetskaya8,2, A.M. Vihristenko9, R.Ia. Inasaridze10, Yu.S. Likh2, S.E. Smirnov11

1KIAM, 2CAO RAS, 3Vimpel JSC, 4AI UAS, 5ZKZ, 6SAI MSU, 7UAPO FEB RAS, 8BNAO, 9PSU, 10GNAO, 11IKIR FEB RAS

Резюме:
 
В 2004-2007 гг. была сформирована Научная сеть оптических инструментов для астрометрических и фотометрических наблюдений (НСОИ АФН, ранее известная как ПулКОН). В её составе образована подсистема для слежения за крупными (>1м) объектами на геостационарной орбите (ГСО). Пункты наблюдений Пулково, Научный, Абастумани, Китаб, Уссурийск, Паратунка, Тариха, Тирасполь, образующие эту подсистему, дооснащены типовыми аппаратурой и программным обеспечением. За период с 1.01.2007 по 10.10.2007 было получено более 100 тысяч измерений вдоль всех 360° ГСО. С 2008 г. подсистема сможет обеспечить наполнение динамической базы данных ИПМ им. М.В. Келдыша РАН информацией по всем объектам в области ГСО не слабее 15,5m, а с 2009 г. - и по большей части объектов на высокоэллиптических орбитах.

Abstract:
 
During 2004-2007, the Scientific network of optical instruments for astrometry and photometry observations (earlier known as the PulCOO) is formed. Special subsystem for the tracking of the large objects (> 1 m) on geostationary orbit (GEO) is established. Pulkovo, Nauchny, Abastumani, Kitab, Ussuriysk, Paratunka, Tarija and Tiraspol observation facilities forming the subsystem are equipped with standard telescopes, CCD-cameras, GPS-receivers and software. More than 100 thousands measurements along 360° GEO ring are obtained during the period of 01.01.2007 - 10.10.2007. Since 2008 the subsystem will be able to provide the information for all objects in GEO area down to 15.5m for the KIAM space debris database, since 2009 and for the most portion of high elliptical objects.

Введение

Работы по созданию Пулковской кооперации оптических наблюдателей (ПулКОН) начались в 2001 г. совместными усилиями ГАО РАН и ИПМ им. М.В.Келдыша РАН, когда потребовалась поддержка экспериментов по РСДБ-локации спутников [1] координатными измерениями. В 2004 г. начались регулярные наблюдения избранных объектов на ГСО и эллиптических орбитах в Пулково, Научном, Маяках и Уссурийске. В течение 2005-2006 гг. в Центре сбора, обработки и анализа информации по космическому мусору при Баллистическом центре ИПМ им. М.В. Келдыша РАН было обработано более 130 тысяч измерений по объектам, размещённым вдоль ГСО на дуге в 340,9°. В результате было обнаружено 288 некаталогизированных объектов [2]. После нескольких этапов модернизации, выполненных в т.ч. при поддержке ОАО МАК "Вымпел" и включавших приобретение 20-и современных ПЗС-камер, сформировалась НСОИ АФН. Сеть объединяет 15 обсерваторий, расположенных в России, Украине, Узбекистане, Таджикистане и Боливии, и, в сотрудничестве с обсерваториями Циммервальд (Астрономический институт Университета Берна) и Тенерифе (ЕКА), образует международную научную сеть оптических инструментов для наблюдений объектов на геоцентрических орбитах (ISON). В конце 2006 г. была принята новая стратегия развития Сети. С целью оптимизации её возможностей по наблюдению различных типов космических объектов [3] решено сформировать несколько специализированных подсистем телескопов. Две из них предназначены для обнаружения и сопровождения объектов крупнее 1-м (ярче 15,5m) в области ГСО.

1. Телескопы для сопровождения ГСО-объектов.

Первоначально ПулКОН создавалась для слежения за избранными ГСО-объектами, поэтому в первую очередь обращалось внимание на географическое расположение наблюдательного пункта. Т.о. в рамках Сети была возобновлена работа 40-см двойных астрографов Цейса в Уссурийске (конец 2004 г.), в Абастумани (начало 2006 г.) и Китабе (начало 2007 г.), а также 23-см экспедиционного астрографа в Тарихе (см. рис. 1). Кроме того, три новых 22-см телескопа RST-220 были установлены соответственно в Пулково (середина 2005 г.), Тирасполе (апрель 2007 г.) и Научном (октябрь 2007 г.), а покупной 25-см MEADE LXD-75 - в Паратунке (сентябрь 2007 г.). Т.о. обеспечена возможность наблюдений избранных объектов вдоль всей геостационарной орбиты.

  

Рис.1. 40-см двойной астрограф в Абастумани (слева), 23-см экспедиционный астрограф в Тарихе (справа).

Телескопы были дооснащены ПЗС-матрицами американской фирмы FLI (IMG1001E и IMG6303E), а также универсальным программным обеспечением АПЕКС-2 (http://apex.lna.gao.len.su) [4] и системой точной привязки времени измерений [5] на базе платы GPS-приемника Trimble resolution T, разработанными группой программной и технической поддержки Сети в Пулковской обсерватории. Экспедиции ГАО РАН побывали в каждой обсерватории с целью установки аппаратуры, тренировки наблюдателей и организации первых тестов. Наблюдения ГСО-объектов выполняются по целеуказаниям академического Центра сбора, обработки и анализа информации по космическому мусору при Баллистическом центре ИПМ им. М.В. Келдыша. Одной из основных задач является сопровождение ГСО-объектов с блеском не слабее 15,5m, информация по которым отсутствует в публично распространяемых орбитальных данных, и которые были обнаружены во время целевых наблюдательных кампаний [6]. Наблюдательная статистика для некоторых телескопов за 2007 г. приведена в Таблице 1. Всего за период с 1.01.2007 по 10.10.2007 было получено более 100 тысяч измерений вдоль всех 360° ГСО.

Таблица 1. Статистика наблюдений за период с 01.01.2007 г. по 10.10.2007 г.

Пункт, телескоп ночи проводки измерения
1 Абастумани, ДАЦ 68 556 9401
2 Китаб, ДАЦ 153 1096 25598
3 Научный, PH-1 65 6557 35580
4 Паратунка, LXD-75 2 19 279
5 Пулково, RST-220 30 1066 7913
6 Тариха, эксп. астрограф. 37 868 7758
7 Тирасполь, RST-220 41 1154 8504
8 Уссурийск, ДАЦ 68 692 4416

2. Телескопы для обнаружения некаталогизированных космических объектов.

В 2007 г. перед НСОИ АФН была поставлена задача обнаружения и сопровождения всех ГСО-объектов с блеском не слабее 15,5m, поэтому было принято решение образовать подсистему поисково-обзорных 22-см телескопов с большим полем зрения. Пробная эксплуатация подобного телескопа РН-1 с полем зрения 2,8°х2,8° в НИИ "КрАО" группой Василия Румянцева показала его чрезвычайно высокую эффективность [7]. Во время 22 обзоров ГСО, проведенных с июня по сентябрь 2007 г. было получено 15529 измерений по 660 каталогизированным и 88 ранее не известным высокоорбитальным объектам. Среди наблюдавшихся неизвестных фрагментов были найдены неожиданно яркие объекты с большим отношением площади к массе [8]. В 2007 г. проведены работы по комплектации существующих 22-см телескопов RST-22 крупноформатными ПЗС-камерами типа PL09000 и PL16803, а также начато серийное производство нового 22-см телескопа ORI-22. Два первых ORI-22 были установлены в Китабе (сентябрь 2007 г.) и Уссурийске (сентябрь 2007 г.). Поле зрения телескопов составило соответственно 2,7°х2,7° и 4°х4° (см. рис. 2).

  

Рис. 2. Новый 22-см телескоп ORI-22 с ПЗС-камерой PL09000 в Уссурийске на монтировке Кудэ-рефрактора и его поле зрения 4°х4°.

До конца 2007 г. планируется произвести ORI-22 для Паратунки и Абастумани, а к весне 2008 г. - и для Тарихи. Этапы ввода в строй поисково-обзорных телескопов и их характеристики представлены в Таблице 2. На первом этапе часть телескопов будет повешена на монтировки других инструментов (АКД в Пулково, ДАЦ в Китабе и Абастумани, Кудэ-рефрактор в Уссурийске).

Таблица 2. Этапы ввода в строй поисково-обзорных телескопов.

Пункт, телескоп ПЗС-матрица Поле зрения Месяц ввода в строй
1 Китаб, ORI-22 IMG1001E 2,7°х2,7° сентябрь 2007
2 Уссурийск, ORI-22 PL09000 4°х4° сентябрь 2007
3 Тирасполь, RST-220 PL09000 4°х4° октябрь 2007
4 Пулково, RST-220 PL09000 4°х4° ноябрь 2007
5 Научный, RST-220 PL16803 4°х4° ноябрь 2007
6 Абастумани, ORI-22 PL09000 4°х4° декабрь 2007
7 Паратунка, ORI-22 PL09000 4°х4° декабрь 2007
8 Тариха, ORI-22 PL09000 4°х4° март 2008

Затем все они будут установлены на отдельные автоматизированные монтировки, которые сейчас находятся в разработке. В настоящее время пробные обзоры ГСО выполняются в Уссурийске и Китабе. В Уссурийске за 19 ночей работы с ORI-22 получено 4429 измерений, привязанных к 314 известным объектам на ГСО, 91 - на ВЭО, а также к 21 не каталогизированному объекту.

Таким образом, ожидается, что после ввода в строй поисково-обзорных телескопов на всех 8-ми пунктах будет обеспечена возможность сопровождения не только всех ярких ГСО-объектов, но и значительной части высокоэллиптических объектов, периодически проходящих через область ГСО. Для обнаружения высокоэллиптических объектов на орбитах типа "Молния" с блеском не слабее 15,5m в течение 2008 г. планируется развернуть подсистему из 4-х широкоугольных оптических камер с эффективной апертурой 15 см и полем зрения 4°х4°, которые будут установлены в Уссурийске, Китабе, Тарихе, и в Европейской части континента.

Заключение

В течение 2004-2007 гг. была создана Научная сеть оптических инструментов для астрометрических и фотометрических наблюдений, которая вместе с зарубежными обсерваториями-партнёрами образует уникальную международную оптическую сеть. В её составе образована подсистема для мониторинга ГСО. Впервые в отечественной истории измерения по космическим объектам получаются вдоль всей геостационарной орбиты. При этом результаты накапливаются и обобщаются в Центре сбора, обработки и анализа информации по космическому мусору при Баллистическом центре ИПМ им. М.В. Келдыша и открыты для научного анализа. Ожидается, что с конца 2008 г. будет обеспечена возможность ведения динамической базы данных практически по всем высокоорбитальным объектам с блеском не слабее 15,5m.

Литература:

  1. Молотов И.Е., Нечаева М.Б., Коноваленко А.А и др. Развитие метода РСДБ-локации в проекте LFVN. Изв. ГАО 218, 2006, стр. 402-414.
  2. Molotov I., Agapov V., Titenko V. et al., "International scientific optical network for space debris research", Adv. Space Res., 2006 (in press).
  3. Molotov I., Agapov V., Titenko V. Optimization of International scientific optical network for goals of observations of different space objects. Proceedings of the 58th International Astronautical Congress, Hyderabad, India, 24 - 28 September 2007, 6 pages, IAC-07- A6.I.2.
  4. Kouprianov V., "Distinguishing features of CCD astrometry of faint GEO objects", Adv. Space Res., in press.
  5. Русаков О.П., Куприянов В.В.Устройство для синхронизации наблюдений со службой точного времени GPS на базе модуля "Trimble Resolution T". Доклад, представленный на международной научной конференции "Наблюдение околоземных космических объектов", Звенигород, 23-25 января 2007, http://lfvn.astronomer.ru/report/0000018/GAO/index3.htm.
  6. Agapov V., Dick J., Guseva I. et al. Joint RAS/PIMS/AIUB GEO survey results. Proceedings of the Fourth European Conference on Space Debris, Darmstadt, Germany, 18-20 April, 2005 (ESA SR-587, August 2005), Editor: D. Danesy, ESA Publication Division, ESTEC, Postbus 229, 2200 AG Noordwijk, Netherlands, pp. 119-124.
  7. Бирюков В.В., Румянцев В.В., Борисов Г.В. Оптический контроль околоземного космического пространства в Крымской обсерватории: текущее состояние и перспективы развития. Доклад, представленный на международной научной конференции "Наблюдение околоземных космических объектов", Звенигород, 23-25 января 2007, http://lfvn.astronomer.ru/report/0000018/CrAO/index2.htm.
  8. Agapov V., Schildknecht T., Akim E. et al.Results of GEO space debris studies in 2004-2005. 57th IAC Final Papers DVD, Valencia, Spain, October 2-6, 2006, 15 pages, IAC-06-B6.1.12.

Главная Новости ПулКОН РСДБ Обсерватории Публикации About us Контакт