Введение к работе
Актуальность темы
Развитие космической техники и усложнение космических экспериментов в дальнем космосе требуют создания эфемерид, существенно более точных, чем классические. С появлением новых наземных наблюдательных методик (ПЗС-матрицы, интерферометрия, наблюдения взаимных явлений и др.), позволяющих получить существенно более высокую точность наблюдений, чем ранее, требования к точности орбит и эфемерид небесных тел также возрастают. Поэтому работа по построению новой теории Гипериона и улучшению параметров его орбиты безусловно является актуальной.
Цель работы
Целью настоящей диссертационной работы является:
-
исследование качества существующих теорий движения Гипериона;
-
построение теории движения Гипериона, дающей точность, сравнимую с точностью.современных наземных наблюдений.
Научная новизна работы
-
В качестве опорной орбиты в методе Энке использована возмущенная орбита (полученная на основе численного интегрирования с относительно большим шагом), что позволило существенно повысить точность интегрирования уравнений движения.
-
Для получения разложения пертурбационной функции и теории движения первого порядка была использована система компьютерной алгебры, что существенно облегчило построение операторов Ньюкома и коэффициентов Лапласа и позволило получать разложения пертурбационной функции в аналитическом виде, удобном для дифференцирования и интегрирования.
Практическая ценность
-
Полученные описания и элементы разложений могут быть легко использованы для построения аналитических теорий первого порядка в других резонансных (и нерезонансных случаях).
-
Полученная методика построения приближенных эфемерид может быть использована для построения подобного рода эфемерид и для иных временных интервалов, нежели приведенный в работе.
-
Интегрирование по методу Энке позволяет существенно экономить машинное время при обработке наблюдений. С другой стороны, точность интегрирования по методу Энке выше, чем точность опорной орбиты (т. е. выше точности наперед заданного численного интегрирования).
-
Результаты исследований могут быть применены при построении новых теорий движения Гипериона, учитывающих последующие наблюдения этого спутника.
На защиту выносятся
-
Новые элементы орбит Титана и Гипериона, полученные на основе численной теории и представляющие наблюдения с точностью современных наземных наблюдений.
-
Методика построения полиномов Ньюкома и коэффициентов Лапласа с использованием системы аналитических вычислений, позволяющая получать их представления в виде легко аналитически дифференцируемых и интегрируемых отрезков тригонометрических рядов.
-
Опорная аналитическая орбита Гипериона, полученная на основе гармонического анализа прямоугольных сатурноцентриче-ских координат и скоростей этого спутника.
-
Численная теория движения Гипериона, полученная методом Энке с использованием аналитической опорной орбиты, полученной гармоническим анализом.
-
Средние элементы для быстрого вычисления приближенной поисковой эфемериды с погрешностью порядка г".
Апробация работы
Основные научные результаты представлены в выступлениях на следующих всероссийских и международных научных конференциях:
-
Алгоритмы и программы небесной механики: Всесоюзное совещание: Ин-т теор. астрон. АН СССР. Ленинград, 1990.
-
Компьютерные методы небесной механики: Всероссийское совещание (с международным участием): Ин-т теор. астрон. РАН. Санкт-Петербург, 24-26 ноября 1992.
-
Mathematical Methods in Studying the Structure and Dynamics of Gravitating Systems: Petrozavodsk, 1993.
-
Современные проблемы теоретической астрономии, 20-24 июня
1994 г., Санкт-Петербург: Международная конференция: Ин-т
теор. астрон. РАН.
-
Small Bodies in the Solar System and their Interactions with the Planets. Mariehamn, Aland, August 8-12, 1994.
-
Phesat95 'CCD and photometric receptors applied to the observation of the satellites of Saturn during the 1994-1996 opportunity'. Bucharest, Romania, September 19-21, 1994.
-
3rd International Workshop on Positional Astronomy and Celestial Mechanics, October 17-21, 1994, Cuenca.
-
Программы наблюдений высокоорбитальных спутников Земли и небесных тел Солнечной системы. 13-15 декабря 1994г., Санкт-Петербург.
-
Dynamique, Ephemerides et Astrometrie du Systeme Solaire (Symposium 172 de l'UAI, Paris, 3-8 juillet 1995)
10. Компьютерные методы небесной механики -95. 17-20 октября
1995 г., Санкт-Петербург.
-
Астероидная опасность-96. 16-19 июля 1996 г., Санкт-Петербург.
-
Также на семинарах Лаборатории движения комет и спутников Отдела малых тел Солнечной системы Института теоретической астрономии РАН производились выступления с докладами по тематике диссертации.
Публикации и вклад автора
Основные результаты диссертации изложены в 6 статьях и 15 тезисах докладов конференций. Работы опубликованы в отечественных и зарубежных изданиях.
Три работы [9, 11, 20], написаны в соавторстве с Ю. В. Батраковым (Институт теоретической астрономии Российской академии наук), К. Н. Замарашкиным, А. А. Киселевым и Т. П. Киселевой (Главная астрономическая обсерватория Российской академии наук). Вклад автора состоял в создании поисковой эфемериды для наблюдений Гипериона.
Структура работы
Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключительного раздела, списка литературы и приложений. Объем диссертации составляет 152 страницы машинописного текста, в том числе 5 рисунков, 4 таблицы, 97 нумерованных формул и 247 строк программ. В списке литературы 129 ссылок.
В первой главе обозреваются теории движения Гипериона от Ньюкома до настоящего момента.
Во второй главе рассматриваются вопросы, касающиеся численного интегрирования уравнений движения Гипериона в прямоугольных координатах.
Третья глава посвящена проблеме представления результатов численного интегрирования в виде компактных эфемерид — для поисковых целей и для задания опорной орбиты.
Четвертая глава подводит итог исследованию, описывая методику использования опорной орбиты в методе Энке и преимущества последнего перед численным интегрированием уравнений движения в прямоугольных координатах.
В Заключении изложены основные результаты работы.
В Приложениях приводятся некоторые разложения, на которые имеются ссылки в тексте диссертации.
