II Международная научная конференция
«Наблюдение околоземных космических объектов»

Звенигород, 22-24 января 2008

Видимый блеск ИСЗ, находящегося на расстоянии ρ от наблюдателя, может быть представлен следующим образом:

где m_0с = -26.7^m - звездная величина Солнца; S - площадь эффективного сечения объекта; a_λ - коэффициент отражения; F(φ_i, ε_i, θ_i) - фазовая функция, определяющая характер рассеивания света; P_λ - коэффициент прозрачности атмосферы; P_з и P_л - коэффициенты, которые определяют долю света, освещающего поверхность объекта со стороны Земли и Луны; C - постоянная прибора, которая определяет разницу между инструментальной и стандартной фотометрическими системами для данного фотометра.

Ясно, что изменение блеска ИСЗ - это одновременное изменение большого числа параметров, непосредственно связанных с объектом и его местом в окружающем космическом пространстве. Каждая кривая блеска - это, по существу, уравнение с многими неизвестными. Поэтому измерения флуктуации блеска несут информацию о форме космического аппарата, его физических и оптических характеристиках, динамике вращения и ориентации в пространстве. Задачу отождествления искусственного космического объекта в полном объеме можно решить, выполнив следующее.

1. Необходимо синхронно с электрофотометрической записью блеска объекта зафиксировать координаты его положения на конкретные моменты времени; повторить запись фона по его трассе; провести калибровку записи блеска ИНТ по 7-8 звездам-стандартам до и после наблюдения объекта; периодически контролировать состояние прозрачности атмосферы.
2. Кривые изменения блеска должны быть привязаны к шкале времени, "очищены" от случайно попавших в поле диафрагмы звезд и выпусков объекта за диафрагму.
3. Собрать необходимую информацию для вычислений топоцентрических расстояний до объекта во время наблюдений, толщины воздушной массы на пути луча от объекта к наблюдателю, освещения объекта рассеянным светом Земли и Луны, изменения фазы объекта.
4. Располагая "чистыми" фотометрическими данными об объекте и координатами его положения на фиксированные моменты времени, провести вычисления ориентации в пространстве главных осей или оси вращения объекта.
5. Подобрать удовлетворяющую условиям задачи фазовую функцию. Учет фазовой зависимости блеска непосредственно связан с определением формы и ориентации ИСЗ.
6. Очень ценны результаты наблюдений с помощью системы фильтров (колориметрия) и поляризационных приспособлений. Именно такие наблюдения дают возможность определять не только качественные, но и количественные характеристики как объекта в целом, так и отдельных деталей его поверхности.
7. Располагая данными об ориентации космического аппарата, можно перейти к спутникоцентрическим координатам, что позволяет более полно исследовать поверхность ИНТ.

Одним из главных в этом перечне является определение топоцентрического расстояния к объекту. Существуют разные методы решения этой задачи. Например, мы вычисляем топоцентрические расстояния к ИСЗ по его оскулирующей орбите, определенной методом Гаусса на основе координатной информации. Главное, чтобы ошибка определения блеска объекта, в зависимости от его расстояния, не превышала ошибку определения его инструментальной звездной величины.

Нами была проведена оценка погрешности в значениях блеска ИСЗ, вызванная погрешностью в определении топоцентрических расстояний к ним. Результаты представлены в таблице. В первой колонке - топоцентрическое расстояние к спутнику (ρ) ; во второй - среднеквадратическая ошибка в определении положения спутника (σ_п); в третей - среднеквадратическая ошибка определения топоцентрического расстояния по методу Гаусса (σ_ρ); в четвертой - соответствующая среднеквадратическая ошибка определения поправки (Δm_ρ), вносимая в блеск ИСЗ с целью учета изменения топоцентрического расстояния.

ρ, км σ"п σρ,км Δmρ 5000 3 5 0.002m 5 15 0.006m 6 25 0.011m 10 50 0.021m 15 60 0.026m 3000 3 5 0.004m 5 15 0.011m 6 25 0.020m 10 50 0.035m 15 60 0.043m

ρ, км σ"п σρ,км Δmρ 1000 3 5 0.011m 5 15 0.027m 6 25 0.054m 10 50 0.106m 15 60 0.126m 600 3 5 0.004m 5 15 0.053m 6 25 0.089m 10 50 0.174m 15 60 0.206m

Из приведенных в таблице результатов видно, что исходя из современной точности измерения блеска ИСЗ, погрешности в определении их топоцентрических расстояний могут быть от сотен метров до нескольких километров (в зависимости от высоты полета спутника).

26 января 2008
Доклад публикуется с разрешения авторов