Отчет по Междисциплинарному научному проекту
Скачать 247.74 Kb.
|
1 2
Отчет по Междисциплинарному научному проекту «Инновационные решения в области космической механики, физики, астрофизики, биологии и медицины для реализации космической отрасли России» за 2008 год 1. Головное подразделение по проекту: НИИЯФ МГУ 2. Подразделения МГУ – участники проекта: Механико-математический факультет, биологический факультет, факультет фундаментальной медицины, ГАИШ, НИИ механики, НИИЯФ. 3. Сопредседатели координационного совета: Григорьев А.И. - академик РАН и РАМН, заведующий кафедрой факультета фундаментальной медицины, Панасюк М.И. - профессор, доктор физико-математических наук, директор НИИЯФ. 4. Сведения об исполнителях проекта с разбивкой по подразделениям.
5. Основные результаты совместных исследований 1. Разработка физических моделей космического пространства для использования в ракетно-космической промышленности 1.1 Модели околоземного космического пространства 1.1.1 Проанализированы экспериментальные данные по потокам тяжелых ионов солнечных космических лучей, измереных специализированным инструментом SIS на космическом аппарате ACE. С начала работы по настоящее время прибором было зарегистрировано 56 событий СКЛ, данные от которых имели достаточную статистическую обеспеченность для надежных выводов. В итоге анализа имеющихся данных было надежно установлено, что: индексы энергетических спектров всех ионов, выраженных как степенные функции импульса частиц в среднем равны (6.8) и в 1.17 раз больше, чем индекс спектра протонов (5.8); величина отношения потоков ионов к потоку протонов в событиях солнечных космических лучей при энергии 30 МэВ на нуклон почти в десять раз меньше, чем было установлено ранее для энергии меньшей 10 МэВ на нуклон; величина отношения потоков ионов к потоку протонов флюктуирует вокруг среднего согласно логнормальному распределению, ширина которого возрастает с ростом атомного номера А частиц пропорционально (A/Q)2, где Q – средняя эффективная величина заряда иона в событиях солнечных космических лучей. 1.1.2 Приведенные закономерности были учтены при разработке единственной в международной практике комплексной модели потоков частиц. Результаты разработки были обобщены в 5 докладах на Ассамблее КОСПАР в Монреале (Канада) в июле 2008 года. Для использования в расчетах результатов проникновения заряженных частиц из межпланетного в околоземное космическое пространство была закончена разработка нового метода расчета вертикальных жесткостей обрезания. 1.1.3 Продолжено усовершенствование инженерных моделей радиационных эффектов и разработка алгоритмов программ для расчетов характеристик радиационного воздействия на космонавтов и оборудование космических аппаратов (поглощенной и эквивалентной дозы, частоты сбоев в элементах микроэлектроники). Создан интерактивный комплекс программ COSRAD, позволяющий прогнозировать радиационные условия и радиационные эффекты на борту околоземных космических аппаратов и станций. 1.2 Модель внешней гелиосферы 1.2.1 Разработана модель внешней гелиосферы и границы гелиосферы — области взаимодействия солнечного ветра с локальной межзвездной средой, которая согласуется со всеми основными экспериментальными данными, полученными на космических аппаратах. В основе модели лежат нестационарная кинетико-газодинамическая и кинетико-магнитогидродинамическая модели взаимодействия солнечного ветра с локальной межзвездной средой, разработанные на мехмате МГУ. Нестационарная модель учитывает изменение параметров солнечного ветра с солнечным циклом, полученные на околоземных космических аппаратах, а стационарная кинетико-магнитогидродинамическая модель учитывает влияние межзвездного магнитного поля. Совместно с НИИЯФ МГУ исследовались спектры поглощения в линии Лайман-альфа в направлении близлежащих звезд. Анализ спектров показал, что наилучшее совпадение теории и эксперимента достигается при значительных (4.5 мкГ) величинах межзвездного магнитного поля и небольших (15-20 град.) углах наклона направления вектора напряженности межзвездного магнитного поля к направлению движения межзвездной среды. Данный результат хорошо согласуется с данными Вояджеров 1 и 2 по пересечению гелиосферной ударной волны на 94 а.е. и 84 а.е. Были рассчитаны спектры энергичных (0.1-20 кэВ) атомов (ЭНА) гелиосферного происхождения. ЭНА будут измерены на КА IBEX. Успешный запуск КА IBEX был осуществлен NASA 19.10.2008г. Данные КА IBEX будут доступны для участников МНП МГУ. 1.2.2 В результате проведенного анализа предложена теоретическая концепция двух типов аппаратов для изучения границы гелиосферы: 1. Исследования внешней гелиосферы на ИСЗ (аналоги проекта IBEX), с использованием метода удаленной диагностики. Подчеркнем, что проведение экспериментов такого рода возможно силами МГУ и РАН в рамках программы малых спутников. Основное требование к спутнику – высокая эллиптическая траектория. 2. Запуск космического аппарата (КА) в область локальной межзвездной среды для осуществления прямых измерений параметров околосолнечной межзвездной среды. Необходимая для выполнения научных задач скорость ухода такого КА 15-20 а.е./год. 1.3 Модель внутренней гелиосферы 1.3.1 Выявлены общие и специфические характеристики экстремальных солнечных и гелиосферных событий, явившихся причиной наиболее сильных возмущений космической погоды в околоземном космическом пространстве. Для описания и классификации указанных событий применяются специально разработанные методы безразмерного масштабного анализа, основанные на МГД-подходе и плазменной кинетике. Сформулированы нерешенные вопросы и перспективы дальнейших исследований в данной области 1.3.2 Исследовано распределение рентгеновских вспышек на Солнце по их длительности. Создана обширная база данных о времени нарастания около 40000 рентгеновских вспышек и способ ее визуализации в виде гистограмм и кинофильмов на протяжении 21, 22 и 23 солнечных циклов по данным космических аппаратов с минутным разрешением по времени. Новый результат состоит в том, что распределение вспышек по времени их нарастания хорошо аппроксимируется единым логнормальным распределением, параметры которого зависят от класса вспышки и меняются от цикла к циклу. 1.3.3 Сформулирована и разрабатывается новая гипотеза о возможных причинах изменения климата Земли. Согласно этой гипотезе, наряду с другими многочисленными и сложными факторами важную роль могут играть совершенно ничтожные и трудно уловимые изменения теплового сопротивления земной коры. Показано, что при постоянном тепловом потоке из недр Земли и прочих равных условиях увеличение эффективной теплопроводности коры на 0,1% способно привести к повышению температуры земной поверхности на 1 градус. Такие изменения возможны за счет конвективной составляющей в порах, трещинах и кавернах под действием сейсмических и тектонических процессов, увеличивающих или уменьшающих их число, размеры, форму и т.п. 1.3.4 В совместном теоретическом исследовании, выполненном в 2008 г. на Механико-математическом факультете и в НИИЯФ, показано, что интерпретация недавних наблюдений (выполненных в США и Европейским космическим агентством) относительно поглощения электромагнитного излучения ближайших к нам звезд в линии Лайман-альфа не является полностью однозначной. В связи с этим обсуждается гипотеза, выдвинутая в НИИЯФ МГУ И.С. Веселовским о том, что ближайшая к нам межзвездная среда, в которую погружена гелиосфера, в настоящее время находится в состоянии неоднородного и нестационарного движения со скоростью порядка нескольких десятков километров в секунду. 1.3.5 Сотрудники ГАИШ и НИИЯФ использовали многоволновые наблюдения динамических процессов на Солнце и в гелиосфере для изучения интересных вспышечных событий 30.07.2005. Выводы представляются важными для диагностики состояния космической погоды в околоземном космическом пространстве и причин ее изменения на Солнце и в гелиосфере. 2. Разработка интеллектуальных систем стабилизации, управления и навигации микроспутников и новых типов робототехнических систем повышенной проходимости 2.1 Разработка интеллектуальных космических систем и научной аппаратуры для зондирования космического пространства. 2.1.1 Выполнены исследования динамики гироскопических чувствительных элементов систем ориентации и навигации малых космических аппаратов. Предложены методики идентификации параметров погрешностей вибрационного микрогироскопа для интегрированной системы управления новых космических аппаратов, позволяющие существенно повысить точность систем стабилизации космических аппаратов путем аналитической компенсации погрешностей гироскопов. 2.1.2 Выполнена разработка метода интерпретации наблюдений метеоров, основанного на аппроксимации светового участка траектории. 2.1.3 Подготовлена к защите докторская диссертация Меркурьева И.В. «Динамика гироскопических чувствительных элементов систем ориентации и навигации малых космических аппаратов» (Научный консультант проф. Ю.Г. Мартыненко). 2.2.1 Разработан и изготовлен летный комплект аппаратуры SolRad для проведения научно-образовательного космического эксперимента на российско-индийском университетском спутнике YouthSat. Аппаратура предназначена для исследования вспышечной активности Солнца и зондирования космического пространства в диапазоне жесткого рентгеновского (10-100 кэВ) и гамма- излучения (0.05-10 МэВ), а также регистрации заряженных частиц (электронов с энергиями 0.2-2 МэВ и протонов с энергиями 2-80 МэВ) солнечного и магнитосферного происхождения. Осуществлена настройка блока детектирования летного образца, выполнены калибровочные измерения с детектором гамма-квантов, а также с телескопом детекторов заряженных частиц с использованием различных радиоактивных изотопов. Проведены механические и климатические испытания аппаратуры. 2.2.2 Разработан, изготовлен и поставлен заказчику комплекс научной аппаратуры для исследования вспышек электромагнитного излучения в верхней атмосфере в ходе космического эксперимента на научно-образовательном спутнике «Татьяна-2». Аппаратура включает детектор изображения вспышки в ультрафиолете, ультрафиолетовый спектрометр вспышки, детектор ультрафиолетового и красного света, детектор фона заряженных частиц, детектор температуры и плотности электронов. Осуществлена предполетная настройка и калибровка приборов, проведены автономные испытания, включая механические и климатические. Реализована стыковка летного комплекта аппаратуры с бортом космического аппарата, выполнены приемо-сдаточные испытания и автономные комплексные испытания, начата подготовка к комплексным испытаниям в составе изделия. 2.3 Разработка оптических приборов для нового поколения космических экспериментов. Разработаны высокоточные датчики звездной ориентации (ЗД) нового поколения. Современные ЗД снабжены широкоугольными оптическими системами и работают по ярким звездам, что определяет обеспечиваемую ими точность - порядка 10". Задачи же, решаемые сегодня в области ориентации, предъявляют к ЗД существенно более высокие требования - точность ориентации 0.1", время определения координат (при знании текущей ориентации летательного аппарата с точностью порядка 20'-30') - 1 секунда, время уточнения координат (известных с точностью 10"-20")- 0.1 секунды. Определены пути достижения указанных точностей. Определены возможные параметры ЗД, обеспечивающие достижение указанных точностей ориентации. Определены требования к процессору ЗД для обеспечения обработки изображения за указанное время. 2.4 Исследование взаимодействия малых тел Солнечной системы с планетами земной группы. 2.4.1 Были сосредоточены усилия НИИЯФ и НИИ механики по разработке приборов наблюдения в ультрафиолетовом диапазоне, дающем более объективные сведения о взаимодействии метеора с атмосферой. Одновременно разрабатываются новые методы интерпретации метеорных наблюдений, основанные на изменении светимости вдоль траектории, в частности, на определении высоты погасания метеора. Разработан и обоснован новый метод определения свойств метеороидов, основанный на аппроксимации светового сектора траекторий метеоров и болидов точным решением уравнений метеорной физики. 2.4.2 В совместных работах ГАИШ и НИИ механики в области метеорных исследований выполнен анализ первых фотографии (сентябрь 2008 г.) звездного неба с изображениями светящихся участков траектории метеора. Фотографии получены с помощью роботов-телескопов, установленных на станции ГАИШ в г. Кисловодске. Планируется разработка математического обеспечения, позволяющего обрабатывать наблюдения с определением параметров метеорных тел непосредственно в процессе получения наблюдательных данных. 2.4.3 В работе принимали участие студенты физического факультета МГУ, студенты Уральского госуниверситета и студенты Иркутского госуниверситета. 3.1 Исследование воздействия быстрых сильноионизирующих частиц на возбудимые биологические структуры (нейроны, нервное волокно и их мембраны) и на некоторые модельные физико-химические самоорганизующиеся системы (ФФМ, Биофак, НИИЯФ МГУ). 3.1.1 Продолжена модернизация лабораторной базы для проведения исследований. Усовершенствована технология облучения биообъектов на 120-см циклотроне НИИЯФ. Введен в эксплуатацию и освоен совместно биофаком, ФФМ и НИИЯФ МГУ новый спектрометр комбинационного рассеяния света для исследований эффектов воздействия частиц из циклотрона на биообъекты на молекулярном уровне. Продолжена комплектация спектрометра современным оборудованием. Значительная часть результатов получена на базе этого спектрометра. 3.1.2 Продолжено исследование воздействие быстрых сильноионизирующих частиц на возбудимые биологические объекты. Показано, что при облучении нерва потоком - частиц происходит точечное, локальное повреждение нервного волокна и через поврежденный участок потенциал действия (ПД) не распространяется. По-видимому, миелин и его целостность играют большую роль в проведении ритмического возбуждения при действии на нерв потока заряженных частиц с высокой величиной линейной передачи энергии (ЛПЭ). С помощью лазерной интерференционной микроскопии выявлены локальные изменения коэффициента преломления изолированных нейронов при действии гипомагнитных условий (ГМУ). Выявлено, что при действии ГМУ в цитоплазме нервной клетки происходят изменения регулярных структурных процессов (движение цитоплазмы, структура цитоскелета и т.д.). Показано также, что при воздействии на нерв заряженных частиц с высокой ЛПЭ и ГМУ либо меняется вязкость аксолеммы и миелина, либо конформация каротина. Т.к. каротин является природным антиоксидантом, то, вероятно, он регулирует уровень радикалов, возникающих в нерве при действии заряженных частиц с высокой ЛПЭ и ГМУ. Таким образом, действие заряженных частиц с высокой ЛПЭ и ГМУ меняет возбудимость нервной клетки, вязкость плазматической мембраны и миелина, а также структуру регулярных процессов в цитоплазме. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
1 2
Добавить документ в свой блог или на сайт
Похожие:
 | Отчет по программе развития деятельности студенческих объединений... По проекту №1 «Фитодизайнерская деятельность по оптимизации территориальной структуры подразделений университета» |  | Отчет за 2009 год по проекту рффи 09-03-00493-а Форма 501. Краткий научный отчет Влияние реакционной среды на закономерности образования полимерных форм элементного фосфора |
| Отчет по проекту «Невероятная туалетная бумага» Дисциплина: «Управление проектами» Санкт-Петербургского государственного политехнического университета в г. Череповце | | Отчет по проекту: Разработка инновационных моделей и методологии Государственное учреждение «Центр сравнительной образовательной политики Министерства образования Российской Федерации» |
| Реферат отчета по проекту рнп 2 3818 «Виртуальный мир минералов (учебная... Отчет 30 с., состоит из введения, основной части и заключения, 4 приложений, списка литературы | | Отчет за период 2004-2005 учебный год по сетевому проекту Разработка и экспериментальная апробация содержания, форм и методов обучения в основной школе образовательной системы Д. Б. Эльконина... |
| Заключение по проекту актуализированного сниП 05. 85* Автомобильные дороги Некоммерческое Партнёрство дорожных проектных организаций «родос» рассмотрев представленные поправки в постановление Правительства... | | Отчет по проекту Государственный контракт №14. 740. 11. 0353 от 20.... Исполнитель: Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем машиноведения Российской академии наук |
| Реферат по проекту рнп 2 4186 Отчет 55 с., 8 ч., 15 рис., 2 табл., 124 источников, 1 прил Ортологи гена sbr имеются у всех исследованных на этот предмет эукариот. Мутантные аллели гена | | Реферат Отчета по проекту №1812 Отчета по проекту №1812 «Управляемая спиновая динамика квантово размерных полупроводниковых наноструктур». Руководитель проекта:... |
| Отчет по проекту №2 2/5309 «Моделирование процессов функционирования... Аналитической ведомственной целевой программы “Развитие научного потенциала высшей школы (2009-2010 годы)” | | Итоговый отчет по проекту Модель исследовательского вуза позволяет перенести новейшие исследования непосредственно в лекционные и семинарские курсы, что будет... |
| Отчет о научно-исследовательской работе по проекту: Исследование... «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники», подпрограмма «Топливо и энергетика», раздел «Поиск,... | | Публичный отчет о работе муниципального автономного общеобразовательного... В 1970 году по типовому проекту в поселке Угловка была построена новая школа на 964 обучающихся. В 1971 году состоялось открытие... |
| Отчет по проекту «Коммуникация» не столько и не только традиционное «Развитие речи», сколько развитие общения, в том числе и речевого. Ребенок с хорошо... | | Отчёт Федеральной экспериментальной площадки муниципального общеобразовательного... Федеральной экспериментальной площадки муниципального общеобразовательного учреждения «Средняя общеобразовательная школа №1» имени... |
