Астероидно-кометная безопасность

Разработка методики для численного исследования задач, моделирующих движение в атмосфере космических тел и аппаратов в связи с проблемой астероидно-кометной опасности

Цель работы: Повышение точности и уменьшение издержек мониторинга, применяемого в целях предотвращения астероидно-кометной опасности

Актуальность проекта: реальность факта угрозы со стороны космических объектов, которые в результате столкновения с Землёй могут привести к катастрофе планетарного масштаба

Описание решаемых проблем, поставленной задачи и предлагаемых подходов к её решению:

• Решение задач гиперзвукового обтекания метеоритов и космических аппаратов (КА).
• Построение приближённой теории теплообмена метеоритов и КА с атмосферой.
• Вывод конечных формул для некоторых оценок теплового потока около метеоритов и КА.
• Решение задач о напряжённо-деформированном состоянии и разрушении метеороидов в атмосфере.
• Решение задач о воздействии метеороидов или их фрагментов на литосферу.
• Создание новых способов предотвращения столкновения метеороидов с Землёй.
• Разработка отвечающего современному уровню аналитического и численного математического аппарата для решения поименованных выше задач.

Краткая характеристика работы:

• Создание новых и модернизирование ранее разработанных математических моделей для решения проблем, представленных в п. 3.2. и создание нового программного продукта.
• Конструирование макета изделия, позволяющего предотвратить угрозу импакта.

Характеристика ожидаемого народно-хозяйственного эффекта:
Проведение численных расчётов с математическими моделями позволит значительно уменьшить денежные и временные затраты, необходимые для аналогичных натурных и полевых испытаний.

Планируемые научно-технические результаты

• Создание моделей, позволяющих учитывать многие важные аспекты движения метеороидов и КА в атмосфере, необходимые для углублённого понимания протекающих при этом физико-химических процессов и обеспечивающие требуемую точность результатов.
• Решение усложнённых уравнений теории метеорной физики, исследующих движение космических тел с учётом всё увеличивающегося числа факторов, определяющих теплосиловые нагрузки.
• Решение задач о воздействии падающих небесных тел на земную поверхность с последующим образованием кратера и плюмов выбросов, всплывающих в атмосфере.
• Разработка новых способов предотвращения столкновения небесных тел с Землёй.
• Создание пакетов прикладных программ, предназначенных для расчёта на ЭВМ с параллельной архитектурой, что ускорит счётный процесс и позволит перейти на качественно новый уровень при решении вышеизложенных задач.

Предпосылки для успешного завершения работ (реальность получения ожидаемого научно-технического результата):
Предпосылками для успешной реализации проекта являются во-первых, большой опыт коллектива авторов проекта в научных областях: в математическом моделировании; вычислительной математике; программировании, ориентированном на применение многопроцессорных вычислительных систем с параллельной обработкой данных; в сверх- и гиперзвуковой аэродинамики, в химической физике, в механике твёрдого деформируемого тела; теории разрушения и пр., во-вторых, оснащённость авторского коллектива современным оборудованием – многопроцессорными комплексами МВС-1000, состоящего из 40 процессоров INTEL Xeon  и Param-Padma, состоящего из 32 процессоров IBM-Power5