Роль малых тел Солнечной системы в задачах координатно-временного и навигационного обеспечения

1. Роль малых тел Солнечной системы в задачах координатно-временного и навигационного обеспечения Медведев Юрий Дмитриевич, Шор Виктор Абрамович Институт Прикладной Астрономии РАН

2. Малые тела Солнечной системы По состоянию на 1 апреля 2013 года в Солнечной системе открыто: 360190 нумерованных и 456409 ненумерованных астероидов; 280 нумерованных, 3322 ненумерованных короткопериодических и долгопериодических комет; 9641 объектов, сближающихся с Землей. За период с 1 января 2012 г по 31 августа 2012 г было открыто 9903 новых объектов.

3. Основные задачи Быстрый рост числа открываемых малых тел, количественный и качественный рост их наблюдений делает возможным решение ряда задач координатно-временного и навигационного обеспечения: определение высокоточных орбитальных параметров астероидов и комет; вычисление масс астероидов из их взаимных возмущений; оценка систематических ошибок и поправок нуль–пунктов звездных каталогов из обработки наблюдений астероидов.

4. Определения высокоточных орбитальных параметров астероидов и комет На сегодняшний день в базе Института имеется 356 968 систем элементов орбит малых планет, улучшенных по 87 миллионам позиционных наблюдений. Орбиты нумерованных малых планет исправляются ежемесячно, по мере поступления новых наблюдений. Как показывают наши исследования, эти системы элементов по точности не уступают системам элементов, вычисляемым в Международном планетном центре и в Лаборатории реактивного движения (США), а по некоторым статистическим характеристикам даже превосходят их.

5. Определения высокоточных орбитальных параметров астероидов и комет Элементы орбит и другие сведения о кометах содержатся в программном комплексе «Электронный каталог кометных орбит – Halley». Каталог позволяет выполнять различные эфемеридные вычисления для 280 нумерованных, 3322 ненумерованныхкороткопериодических и долгопериодических комет. Более подробно функции этого комплекса описаны в стендовом докладе: Бондаренко Ю.С., Вавилов Д.Е. Программно-вычислительный комплекс HALLEY для решения задач координатно-временного и навигационного обеспечения

6. Определения высокоточных орбитальных параметров астероидов и комет Для определение орбит вновь открытых малых тел Солнечной системы разработан универсальный метод нахождения предварительной орбиты, а также предложена модификация процедуры улучшения орбит астероидов по наблюдениям первой оппозиции. Помимо действия гравитационных сил в движении астероидов учитываются негравитационные силы – световое давление и эффект Ярковского, возникающий из-за анизотропного переизлучения солнечной радиации вращающимся вокруг оси и движущимся по орбите телом.

7. Вычисление масс астероидов из их взаимных возмущений Продолжаются работы по определению масс малых тел по их взаимному гравитационному воздействию друг на друга. Количество и качество современных позиционных наблюдений таково, что позволяет находить массы астероидов с точностями, во многих случаях превосходящими те точности, которые достигаются другими методами.

8. Вычисление масс астероидов из их взаимных возмущений Так, используя позиционные наблюдения, в ИПА в последнее время определены массы нескольких десятков астероидов и их ошибки. Для 18 астероидов значения масс и их ошибки оказалось возможным сравнить со значениями, полученными по наблюдениям времени запаздывания радиосигналов при построении эфемерид EPM2011, DE423, INPOP10a. Оказалось, что для 11 астероидов из 18 значения, полученные по позиционным наблюдениям, имеют меньшие ошибки.

9. Вычисление масс астероидов из их взаимных возмущений Кроме того, список астероидов, для которых возможно определение масс из их взаимных возмущений, постоянно растет , и этот список не ограничивается астероидами, сближающимися с Марсом, что существенно для альтернативного метода. С работами, ведущимися по определению масс астероидов из их взаимных возмущений, более подробно можно ознакомиться в статье О. М. Кочетова, Ю. А. Чернетенко Массы 27 астероидов, найденные динамическим методом // Астрономический Вестник (в печати).

10. Оценка систематических ошибок и поправок нуль–пунктов звездных каталогов из обработки наблюдений астероидов • Современные наблюдения астероидов содержат • ссылку на использованный звездный каталог. • В настоящее время наиболее активно используются • следующие каталоги: • USNO A1.0 (1996 г.),USNOA2.0 (1998 г.) • и USNO B1.0 (2003 г.) • UCAC2 (2004 г.) и UCAC3 (2006 г.) • 3. TYCHO – 2 (2000 г.) • Основной источник ошибок в звездных каталогах – • погрешности в оценке собственных движений • звезд, которые приводят к возникновению • систематических ошибок.

11. Оценка систематических ошибок и поправок нуль–пунктов звездных каталогов из обработки наблюдений астероидов Для уточнения систематических ошибок звездных каталогов нами использовались значения разностей О – Сдля позиционных наблюдений, найденные при улучшении орбит 356 968 нумерованных астероидов. Использовались наблюдения, произведенные после 2004 г., всего 50 806 933 наблюдений. Распределение наблюдений по каталогам: UCAC2 и 3 25 027 721 USNO A2.0 17 209 447 USNO B1.0 8 358 380 TYCHO – 2188 164 USNO A1.023 221

12. Оценка систематических ошибок и поправок нуль–пунктов звездных каталогов из обработки наблюдений астероидов Распределение наблюдений по небесной сфере в системе опорных каталогов UCAC 2 и 3

13. Оценка систематических ошибок и поправок нуль–пунктов звездных каталогов из обработки наблюдений астероидов Распределение наблюдений по небесной сфере в системе опорных каталогов UCAC 2 и 3

14. Оценка систематических ошибок и поправок нуль–пунктов звездных каталогов из обработки наблюдений астероидов Распределение систематических ошибок по прямому восхождению для каталогов UCAC 2 и 3

15. Оценка систематических ошибок и поправок нуль–пунктов звездных каталогов из обработки наблюдений астероидов Распределение систематических ошибок по склонению для каталогов UCAC 2 и 3

16. Оценка систематических ошибок и поправок нуль–пунктов звездных каталогов из обработки наблюдений астероидов Распределение наблюдений по небесной сфере в системе опорного каталога USNO A2

17. Оценка систематических ошибок и поправок нуль–пунктов звездных каталогов из обработки наблюдений астероидов Распределение систематических ошибок по склонению для каталога USNO A2

18. Оценка систематических ошибок и поправок нуль–пунктов звездных каталогов из обработки наблюдений астероидов Распределение систематических ошибок по склонению для каталога USNO A2

19. Оценка систематических ошибок и поправок нуль–пунктов звездных каталогов из обработки наблюдений астероидов Исследование ошибок опорных звездных каталогов показало наличие в них ощутимыхсистематических ошибок, особенно по склонению. Следует отметить, что аналогичные выводы были получены в работе S.Chesley, J.Baer andD. Monet Treatment of star catalog biases in asteroid observations // Icarus 210 (2010), 158-181. Есть надежда, что ситуацию исправит внедрение нового, более точного опорного каталога UCAC 4.

20. Заключение Количество и качество современных позиционных наблюдений малых тел позволяет существенным образом расширить круг задач, которые можно решать с их помощью, причем иногда с точностями, превосходящими точность других методов. К их числу относятся: Определение масс некоторых астероидов из их взаимных возмущений. Оценка систематических ошибок звездных каталогов. Построение высокоточных численных теорий движения тел с учетом очень тонких эффектов, таких как эффект Ярковского для астероидов и негравита- ционные ускорения в движении комет.

21. Спасибо за внимание