Лаборатория эфемеридной астрономии (ЛЭА)
![]() | Заведующий лабораторией Питьева Елена Владимировна доктор физико-математических наук ![]() |
- Построение численной теории движения больших планет и Луны, уточнение ее параметров из радиотехнических, лазерных и оптических позиционных наблюдений планет, Луны, естественных и искусственных спутников больших планет. Среди улучшаемых параметров, в частности, массы планет, их спутников и астероидов, параметры вращения планет, динамическое сжатие Солнца и планет, релятивистские параметры PPN-формализма, вековое изменение гравитационной постоянной, параметры эволюции системы Земля- Луна и т.д.
- Построение и практическое использование численных эфемерид естественных спутников планет.
- Совершенствование численной теории ERA-2006 вращения деформируемой Земли c жидким ядром и уточнение ее параметров из анализа VLBI данных, а также построение численных теорий вращения Марса и других тел Солнечной системы.
- Поддержание и развитие программного обеспечения для решения задач эфемеридной и динамической астрономии на базе проблемно-ориентированного языка SLON и универсального программного комплекса ЭРА.
Лаборатория активно сотрудничает с рядом зарубежных организаций: комиссиями МАС 4, 7, 8, 15, 16, 19, 20, JPL (Лаборатория реактивного движения, США), IMCCE (Институт механики и вычисления эфемерид, Франция), с кафедрой небесной механики Санкт-Петербургского Университета и участвует в проектах IVS (International VLBI Service) и ISLR (International Satellite Laser Ranging Service).
В оперативной работе лаборатории совершенствуется и расширяется астрономическая часть платформо-независимой Windows/Linux версии программного комплекса ЭРА, поддерживается DOS версия, доступная по FTP.
Программный пакет ЭРА включает:
- транслятор с проблемно-ориентируемого релационного языка SLON, на котором описываются задачи эфемеридной астрономии
- интегрированный интерфейс пользователя для отладки SLON-программ,включающий текстовый и табличный редакторы, а также онлайновую школу DOS-версии системы ЭРА.
Собран и постоянно пополняется банк оптических и радиотехнических наблюдений больших планет, их спутников и космических аппаратов, находящихся на поверхности или проходящих вблизи планет (более 500 тысяч данных за 1913 2008 гг.), а также создана и поддерживается база данных системы ЭРА наблюдений и орбитальных элементов астероидов и комет.
Создана новая база системы ЭРА лазерных наблюдений Луны (1970-2008 гг.), включающая данные шести станций, в том числе высокоточные наблюдения обсерватории Апаче ("APOLLO").
Российские радарные наблюдения планет доступны на сайте
Составлены нормальные места радарных наблюдений, представляющие наблюдения в сжатой форме. Обновленные нормальные места альтиметрических наблюдений КА Mars Global Surveyor (MGS) (1998 - 2006 гг.) и Odyssey (2002 - 2007 гг.) доступны на сайтеВысокоточные численные эфемериды планет EPM2004, построенные совместным интегрированием движения планет, Луны, Солнца, 301 крупного астероида с учетом возмущений от сжатия Солнца и кольца малых астероидов на интервале 1880-2050 гг., положены в основу национального "Астрономического ежегодника" с 2006 г. и доступны (по FTP.
Ведется работа по уточнению модели и параметров на основе LLR данных оригинальной численной теории орбитально-вращательного движения Луны, учитывающей эффекты, обусловленные упругостью, приливной диссипацией энергии, фрикционным взаимодействием жидкого ядра Луны и ее мантии.
Проведена обработка 16834 лазерных измерений дальности Луны за 1970-2008 гг. с использованием четырёх различных численных теорий: американских DE403, DE405, DE421 и теории EPM-ERA, развиваемой в ИПА РАН; 65 параметров динамического движения Луны, координат станций и лунных отражателей были определены.Обновленные эфемериды EPM2008 включают новые значения масс планет и других объектов солнечной системы, полученные разными авторами по наблюдениям космических аппаратов и спутников планет и другие уточненные постоянные, улучшенную динамическую модель с добавлением в совместное интегрирование 21 наибольших Транс-Нептуновых Объектов (ТНО) и расширенную базу данных 1913-2008 гг. Проводились эксперименты по учету возмущений от других ТНО, чьи возмущения моделировались однородным кольцом ТНО, расположенным в плоскости эклиптики с радиусом, равным 43 АЕ, и разными массами. В процессе улучшения планетной части эфемерид EPM2008 по разным типам наблюдений определялось около 260 параметров. Ошибки остаточных невязок наблюдений не превосходили их априорных ошибок. Ориентация EPM2008 эфемерид относительно международной системы отсчета ICRF осуществлялась по 118 РСДБ наблюдениям разных КА, находящихся около планет, на фоне квазаров, координаты которых даны в системе ICRF с точностью долей mas. Проведено сравнение EPM2008 с эфемеридами DE405 и последней версией JPL - DE421, показавшее их хорошее согласие.
Эфемериды планет EPM2008 доступны по FTP.Численным интегрированием уравнений движения систем спутников внешних планет построены эфемериды спутников Урана (Ариель, Умбриель, Титании, Оберона, Миранды), галилеевых спутников Юпитера и 3-8 спутника Сатурна (работа проводилась совместно с ЛАЕ), 9-ого спутника Сатурна - Фебы и спутника Нептуна - Тритона.
По современным фотографическим и ПЗС наблюдениям спутников (около 30000, 1982-2007 гг.) улучшены орбитальные элементы и определены другие параметры эфемерид спутников. В частности, для орбиты Тритона впервые получено статистически значимое значение экcцентриситета его орбиты:
e = 0.0028±0.0003; удалось уточнить также значение второй зональной гармоники Нептуна J2 = 0.00294 ± 0.00042.Численным интегрированием построена теория вращения деформируемой Земли с двухслойным жидким ядром, описывающая радиоинтерферометрические наблюдения 1984-2008 гг., полученные на глобальной сети РСДБ-станций. Уточнены значения основных геодинамических параметров, влияющих на вращение Земли (число Лава k2, параметры жидкого ядра, запаздывание приливов Земли в целом и приливов в её жидком ядре, коэффициент трения в граничном слое мантия - жидкое ядро и др.). Из анализа лазерных измерений дальности геодезических спутников Лагеос-1 и Лагеос-2 была предпринята попытка оценить динамическое число Лава k2d, описывающее влияние дифференциального вращения жидкого ядра относительно мантии на вращение Земли. Всего было обработано около двух миллионов лазерных измерений дальности на интервале 1988-2003 гг. Было получено 26 независимых оценок k2d на годичных интервалах, из которых выведено средневзвешенное, впервые экспериментально определеннное, значение k2d = 0.0613 ± 0.0013. Из того же анализа выведены поправки к принятому значению коэффициента J2 геопотенциала, а также амплитуды и фазы годичных и полугодичных колебаний. Полученный положительный тренд в J2 означает, что принятая величина векового уменьшения J2, приписываемая обычно пост-ледниковой релаксации, должна быть существенно уменьшена.
Построена численная теория вращения Марса, параметры которой определены из обработки радиометрических наблюдений марсианских спускаемых аппаратов Viking-1, Viking-2 и Pathfinder (1976-1997 гг). Определены начальные значения углов Эйлера и их производных, а также величина динамического сжатия Марса. Показано, что угловая скорость вращения Марса испытывает резкие скачки дважды за марсианский год, оставаясь постоянной в остальное время. Моменты скачков соответствуют специфическим положениям Марса на его эксцентрической орбите, когда солнечная инсоляция достигает критических уровней.
Построена совместная вековая система уравнений общей теории вращения Земли и уравнений поступательного движения планет и Луны (в рамках работы по созданию долгосрочной аналитической теории вращения Земли).