Книга: Астероидно-кометная опасность: вчера, сегодня, завтра

6.5. Российские информационные системы для работы с орбитальными и физическими характеристиками малых тел Солнечной системы

6.5. Российские информационные системы для работы с орбитальными и физическими характеристиками малых тел Солнечной системы

Как уже отмечалось в этой и предыдущих главах, количество открываемых объектов, сближающихся с Землей, быстро растет. С введением в строй новых инструментов появляется возможность систематически обнаруживать гектометровые и даже декаметровые тела, оцениваемое число которых очень велико. Информационная система, цель которой собирать, каталогизировать, обеспечивать данные для дальнейшего мониторинга обнаруженных тел, и, конечно, предоставлять накопленные данные исследователям (а в общем — мировому сообществу), должна быть очень мощной. Пока основой такой системы является система, созданная в Центре малых планет (США). Ею пользуются исследователи всех стран. Однако мощностей ЦМП уже скоро будет недостаточно. Особую роль в этих условиях начинают играть региональные (национальные) центры.

Можно перечислить несколько информационных систем, разработанных в российских обсерваториях и представленных на астрономических конференциях за последние 2 года: 1) программная система ЭПОС Пулковской обсерватории, 2) каталог АСЗ ИПА РАН, 3) банк данных АСЗ Самарского государственного университета, 4) программный комплекс, разработанный в ИНАСАН. Приведем краткое описание и сравнение вышеперечисленных информационных систем.

ЭПОС (Эфемеридная программа для объектов Солнечной системы) является эффективным инструментом для исследования и эфемеридной поддержки наблюдений объектов Солнечной системы, в том числе и ОСЗ.

Программная система (ПС) ЭПОС включает следующие компоненты: — «Каталоги объектов». Программа хранит во встроенной базе данных элементы и другие характеристики малых тел Солнечной системы (более 300 тыс. астероидов и более 2000 комет, в основном данные, полученные из ЦМП, некоторая часть — из своих собственных наблюдений), позволяет просматривать, редактировать и экспортировать эти данные, получать их выборки в соответствии с различными условиями, а также импортировать самые последние данные из широко известных каталогов (B. Marsden, E. Bowell и т. д.).

— «Эфемериды». Программа вычисляет самые разнообразные по типу и точности эфемериды для наблюдений объектов Солнечной системы, а также для задач моделирования их движения. ПС вычисляет наблюдаемые и геометрические параметры, а также оскулирующие элементы орбит заданных объектов.

— «O-C: Сравнение наблюдений и вычислений». Программа сравнивает наблюденные положения и скорости объектов с вычисленными.

— «Кадр». Программа визуализирует видимое движение многих объектов на небесной сфере на фоне звезд, а также позволяет получить списки объектов Солнечной системы и звезд, видимых в заданный момент

времени в заданной площадке небесной сферы или в заданной ограниченной области пространства.

— «Треки». Программа визуализирует видимые пути (треки) многих объектов на небесной сфере на фоне звезд.

— «Орбиты». Программа визуализирует возмущенное движение одновременно многих объектов и групп объектов по их орбитам в пространстве.

— «Опасные объекты». С помощью этой программы можно получить список потенциально опасных объектов для Земли и других больших планет, а также список тесных сближений астероидов с заданной большой планетой в заданном интервале времени.

— «Что наблюдать». Программа позволяет получить список объектов Солнечной системы, которые можно наблюдать в заданную ночь в заданном месте Земли. При этом можно наложить ограничения на минимальные величины блеска, высоты объекта над горизонтом, элонгации и пр.

Таким образом, ПС ЭПОС позволяет пользователю получать как точные эфемериды для множества объектов, так и быструю иллюстрацию их движения в широком временном диапазоне, что несомненно полезно для поддержки существующих и развития новых наблюдательных программ и для обеспечения эфемеридными данными заинтересованных наблюдателей. ПС ЭПОС распространяется на CD-диске.

Каталог АСЗ ИПА РАН содержит данные об астероидах, имеющих перигелийные расстояния, меньшие 1,33 а.е. Исходные данные берутся из публикаций ЦМП. Данные каталога представлены в виде 5 отдельных таблиц: сведения о наблюдениях, орбитальные данные, физические характеристики, обстоятельства сближений, эфемериды. Обстоятельства сближений вычислены для нумерованных планет на интервале до 2050 г., а для ненумерованных — до 2020 г. К каждой таблице применимы следующие функции: исключение колонок, наложение разнообразных условий на колонки, сортировка. Существует возможность просматривать данные как в виде HTML-таблиц, так и в виде текста. Каталог АСЗ ИПА РАН можно использовать как справочное пособие об астероидах, сближающихся с Землей. Доступ к каталогу через интернет можно получить совершенно свободно по адресу http://www.ipa.nw.ru/PAGE/DEPFUND/LSBSS/hazard/ (подробнее об истории исследования малых планет в Санкт-Петербурге см. в разделе 3.3).

В Самарском государственном университете создается банк данных эволюции орбит АСЗ. В качестве математической модели, описывающей движение астероида, используются дифференциальные уравнения с учетом гравитационных и релятивистских эффектов в барицентрической системе координат. Эта система из 72 уравнений решалась модифицированным методом Эверхарта 27-го порядка с переменным шагом интегрирования.

Разработано приложение, которое предоставляет возможность просмотреть эволюцию движения любого астероида на любом интервале времени. Эволюции элементов орбит представляются в виде графиков и таблицы. На исследуемом интервале времени составляется таблица тесных сближений астероида с большими планетами Солнечной системы и Луной и строится трехмерная модель Солнечной системы, наглядно показывающая эволюцию движения астероида.

Пользователь может задавать параметры форматирования полученных графиков и таблиц для их лучшей наглядности. Данное приложение сохраняет полученные результаты в виде двоичных файлов. Реализована возможность сохранения таблиц и диаграмм в Microsoft Excel и в виде Web-страницы.

Информационная система электронной обработки данных наблюде ний околоземных объектов в ИНАСАН.

В отделе космической астрометрии ИНАСАН уже на протяжении 3 лет также разрабатывается информационная система для поддержки астрономических исследований. Информационная система разрабатывалась в рамках НИР «ЭГИДА». Система многопользовательская, что является преимуществом для научных организаций. Она состоит из базы данных и клиентского приложения, которое может быть установлено на неограниченное количество компьютеров. К преимуществам информационной системы можно отнести широкий спектр возможностей по статистическому анализу данных, возможности расчета исследуемых величин сразу для группы объектов, совмещение в одном каталоге всех типов малых тел Солнечной системы (астероидов, комет, метеорных потоков и т. п.).

При создании программы использовались возможности визуального программирования, вследствие чего программа имеет дружественный по отношению к пользователю интерфейс. Информационную систему можно использовать как справочное пособие по орбитальным и физическим характеристикам объектов. Программный комплекс предлагает широкие возможности для поиска и обработки данных о малых телах Солнечной системы, предусмотрено выполнение сложных запросов к базе данных и последующая обработка полученных результатов. Например, реализованы модули для кластерного анализа с использованием различных модификаций D-критерия или разработанного в ИНАСАН E-критерия, модули вычисления гипотетических радиантов комет и астероидов, эволюции орбит отдельных астероидов при сближении с планетами и для набора избранных тел и т. п.

В приложениях 3 и 4 приведены списки российских и международных организаций, работающих по проблеме астероидно-кометной опасности и публикующих в сети данные по опасным объектам, в том числе и программы, позволяющие в режиме реального времени вычислять необходимые параметры движения любых известных астероидов и комет.