ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННАЯ ЭВОЛЮЦИЯ АНТРОПОГЕННЫХ ОБРАЗОВАНИЙ В СРЕДНЕЙ АТМОСФЕРЕ И ОКОЛОЗЕМНОМ КОСМИЧЕСКОМ ПРОСТРАНСТВЕ

© А.А.Гаврилов, О.В.Кайдалов
© Государственный музей истории космонавтики им. К.Э. Циолковского, г. Калуга
Секция "Проблемы ракетной и космической техники"
2001 г.

На основании теоретических исследований построена физико-математическая модель пространственно-временной эволюции (ПВЭ) антропогенных образований продуктов сгорания и выбросов компонент твердотопливных двигателей (ТТД) космических аппаратов (КА) в средней атмосфере и околоземном космическом пространстве (ОКП) (интервал высот 20—1000 км). Нестационарная численная модель ПВЭ антропогенных образований основана на решении уравнений движения в переменных дагранжа для N инжектированных антропогенных частиц (космозолей), находящихся под действием поля силы тяжести и аэродинамического сопротивления атмосферы. При моделировании ПВЭ антропогенных образований в ОКП основное внимание уделено расчету траекторий мелких антропогенных частиц (АЧ) с радиусами <1 мкм. При расчете движения мелких частиц в ОКП учтены динамические и эволюционные эффекты негравитационных возмущений кеплеровских траекторий частиц, таких как репульсивное действие светового излучения, эффект Пойтинга-Робертсона, резонансные воздействия гравитационных приливов.

При решении уравнений движения частиц для интервала высот 20-120 км впервые учитывается перенос частиц за счет дрейфа, возникающего из-за нелинейного воздействия приливов на движение частиц, и «расплывание» облака частиц, обусловленное значительным усилением турбулентной диффузии в средней атмосфере приливами. С учетом длиннопериодных вариаций солнечной и геомагнитной активности разработаны алгоритмы оперативного и долгосрочного прогноза концентрации АЧ в ОКП.