Исследование комплексов малых тел Солнечной системы, сближающихся с планетами Земной группы

• Автор: Нароенков, Сергей Александрович
• Шифр специальности: 01.03.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 139 с. : ил.

Содержание
Содержание
Введение

Глава 1. Семейства астероидов как предмет исследования. Обзор работ

1.1. История исследования семейств астероидов Главного пояса

1.2 Методы выделения ассоциаций

1.3 Спектральные свойства астероидов как средство идентификации членов семейств

1.4 Динамическое и физическое старение семейств

1.5 Поиск семейств среди астероидов, сближающихся с Землей

Глава 2. Исследование ассоциаций малых тел Солнечной системы среди объектов, сближающихся с орбитой Землей

2.1 Выбор методики определения ассоциаций

2.2 Особенности предложенного метода выделения ассоциаций астероидов
2.3 Алгоритм для поиска ассоциаций среди множества тел
2.4 Примеры уточнения границ ассоциаций
2.5 Результаты поиска ассоциаций астероидов среди АСЗ
2.6 Исследование физико-химических свойств астероидов в ассоциациях
2.6.1 Исследование таксономических типов астероидов
2.6.2 Исследование цветовых характеристики астероидов, сближающихся с Землей
Заключение
Глава 3. Исследование эволюции астероидов в избранных ассоциациях
3.1. Эволюция орбит астероидов
3.2 Симплектический метод интегрирования для изучения эволюции астероидов
3.3 Выбор ассоциаций для исследования динамической эволюции орбит астероидов
3.3.1 Ассоциация астероидов №1
3.3.2 Ассоциация астероидов №26
Заключение
Глава 4. Информационная система обработки данных о малых телах Солнечной системы
4.1 ИС электронной обработки данных в ИНАСАН - ИС «Кластер»
4.2 Общий вид программного комплекса
4.3 Модуль «Поиск и отбор объектов»
4.4 Модуль «Обработка данных»
4.5 Модуль «Прогнозирование движения»
4.6 Модуль «Поиск семейств»
4.7 Модуль «Моделирование виртуальных объектов»
Заключение
Заключение
Литература
Приложение 1. Списки полученных ассоциаций
Приложение 2. Постановка наблюдательной задачи для исследования избранных ассоциаций

Введение
Актуальность
Знание о населенности околоземного пространства небесными телами очень актуально в наши дни. Причины этого- освоение космического пространства с практическими целями, понимание реальности космических угроз, а также возможность, используя огромные объемы новых знаний о малых телах, уточнять модели эволюции Солнечной системы в целом, планет и их окружения в частности. Огромные объемы информации, накопленные и получаемые при наблюдениях объектов, сближающихся с орбитой Земли, других малых тел, требуют хранения и оперативной обработки, предоставляя все больше возможностей для исследования распределений малых тел Солнечной системы и путей их эволюции. С момента обнаружения первого астероида (1801 г.) в течение 90 лет астрономы визуально открыли 322 малые планеты. В 1891 году Макс Вольф открыл первый фотографический астероид (№323). Ровно через 100 лет, к 1 января 1991 г., всего было обнаружено 4655 астероидов. Таким образом, «фотографический век» по сравнению с «визуальным веком» увеличил число астероидов на порядок. В 1990-е гг. фотопластинку и глаз заменили электронные приемники света - ПЗС-матрицы. В результате, в конце 2007 года открыто более 400 тыс. астероидов. Менее чем за 20 лет количество астероидов выросло на 2 порядка. Сейчас их открывается примерно по 500 каждый месяц. Эти новые данные требуют систематизации и осмысления, выявления групп с похожими параметрами, физическими характеристиками, характером движения и т.п.
Последние годы отмечены перестройкой наших представлений о малых телах Солнечной системы - кометах, астероидах, метеороидах. В результате тщательного изучения особенностей движения, физической природы и взаимосвязи различных групп малых тел, чему значительно способствовало применение новых численных методов небесной механики,

все полнее раскрываются характерные черты этих замечательных образований. Вопросы природы, эволюции и происхождения малых тел Солнечной системы привлекают все более широкое внимание астрономов, а изучение астероидов приобретает особое значение в исследовании Солнечной системы.
Поиск семейств среди астероидов, метеороидов и комет, сближающихся с Землей, является интереснейшей задачей. На сегодняшний день нет достаточно ясной картины о происхождении и путях пополнения семейств околоземных астероидов. Для некоторых метеорных потоков еще не определены родительские тела. Существуют теоретические работы, которые связывают часть метеорных потоков не только с кометами, но и с астероидами, сближающимися с Землей. Известны комплексы малых тел Солнечной системы вблизи орбиты Земли, которые включают в себя астероиды, кометы, отдельные метеороиды и метеорные потоки. Поэтому необходимо разрабатывать и применять критерии выделения малых тел, входящих в комплексы и семейства, схожими не только орбитальными характеристиками, но и общностью происхождения, то есть схожими физическими параметрами, орбитальной эволюцией и т.д.
Астероиды в процессе эволюции могут сталкиваться, разрушаться, образуя группы осколков - тогда появляется ассоциация (семейство) астероидов или метеороидов, имеющее одно родительское тело. А может появиться и новый астероид, объединившийся из осколков родительских тел. Как показывает численное моделирование столкновений силикатных тел астероидного размера, многие из существующих сейчас астероидов после взаимных столкновений могли реаккумулироваться и поэтому представляют собой не монолитные тела, а «груды булыжников».
Астероиды, сближающиеся с планетами Земной группы, можно рассматривать как постоянный источник астероидной опасности. Динамическая эволюция астероида, разрушения тел в результате гравитационного влияния планет, либо столкновения между астероидами

окончательный вариант разбиения объектов на группы при заданном алгоритме разбиения. В каждой конкретной задаче этот выбор производится по-своему, с учетом главных целей исследования, физической и статистической природы используемой информации и т.д.
Выбор той или иной меры расстояния между кластерами влияет, главным образом, на вид выделяемых алгоритмами кластерного анализа геометрических группировок объектов в пространстве признаков.
Объединение или метод древовидной кластеризации используется при формировании кластеров несходства или расстояния между объектами. Эти расстояния могут определяться в одномерном или многомерном пространстве. Наиболее прямой путь вычисления расстояний между объектами в многомерном пространстве состоит в вычислении евклидовых расстояний. Если речь идет о двух- или трёхмерном пространстве, то эта мера является реальным геометрическим расстоянием между объектами в пространстве (как будто расстояния между объектами измерены рулеткой). Нами для вычисления меры расстояния между орбитами был использован
критерий геометрической близости орбит Драммонда (Drummond, 1979,
1981), уже упоминавшийся выше, в главе 1.
D/ = ФУ + Ф-У + (Ф-У + ФфФ1 * (Ф~У (2.1)
ек + е, qk + q, 180 2 180 4 '
Данный критерий нами был выбран по причине того, что Драммонд уже с помощью этого критерия выделял ассоциации среди АСЗ, и мы свои результаты сравнивали с результатами, полученными Драммондом.
Кроме меры расстояния между объектами, надо иметь некоторое численное значение, чтобы отделить объекты одного кластера от другого. В общем смысле, величина Dc определяет границы определяемых семейств или ассоциаций. Основным недостатком способа определения ассоциаций с помощью критерия орбитальной схожести является то, что не существует строгих правил оценки Dc для любого набора объектов, так как величину Dc