Monitoring of space debris rotation based on photometry

Abstract

The number of spacecraft and space debris (SD) in orbit has become so great that there is a real threat to flight safety. The task of precision calculation of the upcoming positions of any space objects (SO) in orbit in order to predict dangerous mutual approaches and to solve practical tasks has become topical. For the development of a modern orbit propagation model and the associated unified forecast of the evolution of orientation and rotation of an uncontrolled satellite, it is necessary to rely on long-term series of high-quality measurements and their analysis. At present, the direction of research on determining the state of SO rotation around a center of mass has become more and more developed. In our work, we analyze the results of photometric observations of several large objects of space debris obtained at the Astronomical Observatory of Odessa University using the KT-50 telescope during the last six years or more. The results of the evolution of the rotation rate and orientation of the Topex/Poseidon, Envisat, Oicets, Cosmos-2487 (Kondor- E) and Sich-2 satellites are presented.

Кількість космічних апаратів (КА) і тіл космічного сміття (КС) на орбіті сьогодні стала настільки великою, що виникла реальна загроза безпеці польотів. Зробилась актуальною задача прецизійного розрахунку майбутніх положень будь-яких космічних об'єктів (КО) на орбіті з метою прогнозування небезпечних взаємних зближень та для вирішення інших практичних завдань. Для розвитку сучасної моделі орбітального поширення і пов'язаного з ним прогнозу еволюції орієнтації та обертання неконтрольованого супутника необхідно спиратися на тривалі ряди високоякісних вимірювань та їхній аналіз. На початковому етапі освоєння космосу головним завданням спостережень КА було вимірювання їхніх положень серед зірок з метою забезпечення прогнозу наступного циклу спостережень. Але коли кількість КА і тіл космічного брухту на орбіті зросла настільки, що виникла реальна загроза безпеці польотів, актуалізувалося завдання прецизійного розрахунку майбутніх положень будь-яких космічних об'єктів на орбіті з метою прогнозування небезпечних взаємних зближень. На нинішньому етапі боротьби із засміченням навколоземного космосу і появи реальної технологічної можливості активного видалення КС з орбіти, зросла роль фотометричних і інших некоординатних вимірювань КО для вирішення завдання по визначенню параметрів власного обертання великих космічних тіл навколо центру маси. В даний час спостерігається помітне зростання числа досліджень, що націлені на визначення параметрів обертання КО. Це продемонструвала і остання 7-ма Європейська конференція з космічного брухту, що пройшла в квітні 2017 року. У даній роботі ми аналізуємо результати фотометричних спостережень декількох великих об'єктів космічного брухту, що були отримані в Астрономічній обсерваторії Одеського національного університету ім. І.І.Мечникова з використанням телескопа КТ-50 протягом останніх шести або більше років. Наведено результати по еволюції швидкості обертання і орієнтації КА Topex/Poseidon, Envisat, Oicets, Cosmos-2487 (Kondor-E) та Sich-2.