Фундаментальные исследования
1. Созданы оригинальные высокоточные численные модели движения малых тел Солнечной системы, позволяющие на длительных интервалах времени исследовать орбитальную эволюцию таких небесных тел как:
- Искусственные спутники Земли, Луны и Марса;
- Космический мусор;
- Естественные спутники (Юпитера);
- Астероиды, в том числе опасные, сближающиеся с Землей;
- Кометы;
- Метеороидные потоки;
- Экзопланеты.
Орбитальные модели позволяют выявлять динамический хаос в движении небесных тел, а для астероидов, сближающихся с Землей, кроме того, — оценивать вероятность столкновения опасных космических объектов с планетой.
Научным Советом по астрономии РАН были включены в список важнейших достижений астрономических учреждений России следующие результаты, полученные астрономами ТГУ:
- результаты исследовательской работы по численному моделированию динамики галилеевых спутников Юпитера (1999 г.);
- результаты работы по исследованию динамической структуры околоземного орбитального пространства (2014 г.)
2. Предложены новые эффективные индикаторы динамического хаоса, основанные на модификации так называемого MEGNO-метода. Они способны не только отчетливо выявлять регулярную и хаотическую природу орбитального движения, но и определять уровни регулярности с выделением периодичности в регулярной составляющей фазового пространства.
3. Разработаны оригинальные интеграторы высоких порядков для численного решения дифференциальных уравнений орбитального движения. Интеграторы основаны на численных методах:
- Метод Гаусса–Эверхарта;
- Коллокационный метод Рунге–Кутты;
- Экстраполяционный метод Грэгга–Булирша–Штера;
- Многошаговый метод Адамса–Мультона;
- Геометрический метод Йошиды.
4. Разработаны эффективные методы для стохастического моделирования параметрической неопределенности в сильнонелинейных обратных задачах небесной механики. Это — так называемый метод возмущенных наблюдений, а также метод кусочно-линейного переноса. Предложены показатели нелинейности обратных задач.
5. Разработан численно-аналитический метод построения профилей излучения пульсаров для мгновенного излучения кривизны из магнитных полюсов на основе индикатрис синхротронного излучения (модель Радхакришнана и Кука). Достоинством метода является то, что в нем заложено множество параметров, влияющих на формирование профилей. Знание этих параметров позволяет с высокой степенью точности воспроизводить профили излучения экспериментально наблюдаемых пульсаров, что показано на примерах целого ряда конкретных пульсаров. Этот подход к идентификации параметров излучения пульсаров может помочь глубже разобраться с феноменом периодичности излучения нейтронной звезды.
Прикладные исследования
1. В интересах АО ИСС им. академика М.Ф. Решетнева разработан аппратно-программный комплекс для отработки методов и алгоритмов высокоточного расчета эфемеридной информации КА системы ГЛОНАСС с использованием межспутниковых измерений в условиях влияния немоделируемых ускорений.
2. В интересах ЦАО Росгидромет совместно с ИКИ РАН создана методика для прогнозирования наложений зон видимости с авроральных имаджеров космических аппаратов Метеор-МП и Зонд, находящихся на разновысотных орбитах. Это необходимо, прежде всего, для исследования возмущенной полярной ионосферы. Благодаря разработанной методике выявлено наиболее благоприятное время выведения спутников на целевые орбиты и начала проведения космического эксперимента.
По перечисленной выше тематике за 10 лет защищены одна докторская и шесть кандидатских диссертаций. Выполнены исследования по программам Министерства образования, грантам РФФИ и хоздоговорам на сумму около 35 млн. руб.
Астрономическое образование
На физическом факультете ТГУ в составе образовательной программы по направлению «Физика» реализуется модуль «Астрономия», сформированный следующими профильными дисциплинами.
Бакалавриат
- Общая астрономия;
- Небесная механика;
- Аналитические и численные методы небесной механики;
- Динамика искусственных спутников Земли;
- Космическая геодезия и геодинамика;
- Геофизика и физика планет;
- Общая астрофизика;
- Астрометрия;
- Сферическая астрономия;
- Определение орбит;
- Технологии программирования.
Магистратура
Программа «Классическая и прикладная астрономия. Небесная механика»
- Методы теории специальных возмущений;
- КАМ-теория;
- Управляемое движение космических аппаратов;
- Резонансы и малые знаменатели;
- Метеорная астрономия;
- Методы определения орбит из наблюдений;
- Галактическая астрономия;
- Методы параллельных вычислений;
- Типографика и презентация.
Программа «Астрофизика. Физика космических излучений и космоса»
- Теоретическая астрофизика;
- Космическая электродинамика;
- Квантовые процессы в сверхсильных магнитных полях;
- Галактическая астрономия;
- Радиоастрономия;
- Релятивистская теория спина;
- Теория релятивистского излучения;
- Методы параллельных вычислений;
- Типографика и презентация.
Сотрудничество с астрономическими организациями
- Государственный астрономический институт им. П.К. Штернберга МГУ (Москва);
- Институт астрономии РАН (Москва);
- Институт космических исследований РАН (Москва);
- Институт прикладной математики им. М.В. Келдыша РАН (Москва);
- АО «Газпром космические системы» (Королев);
- Астрономический институт им. В. В. Соболева СПбГУ (С.-Петербург);
- Институт прикладной астрономии РАН (С.-Петербург);
- Главная астрономическая обсерватория РАН (С.-Петербург);
- Специальная астрофизическая обсерватория РАН (Нижний Архыз);
- АО «Информационные спутниковые системы» им. академика М.Ф. Решетнева (Железногорск).
Астрономические организации, где работают выпускники
- АО «Информационные спутниковые системы» им. академика М.Ф. Решетнева (Железногорск);
- АО «Газпром космические системы» (Королев);
- Московский авиационный институт (Москва);
- Специальная астрофизическая обсерватория РАН (Нижний Архыз);
- НИИ прикладной математики и механики (Томск);
- Томский планетарий (Томск).
Материально-техническое обеспечение
- Суперкомпьютер «СКИФ Cyberia»;
- Персональные компьютеры;
- Высокоточные GPS/ГЛОНАСС приемники фирмы Topcon;
- Базовый GNSS приёмник Trimble NetR9.