Лазерно-локаційні спостереження та фотометрія ШСЗ (104 – Фізика та астрономія)

Тип: На вибір студента

Навчальний план

Семестр	Кредити	Звітність
11	3	Залік

Лекції

Семестр	К-сть годин	Лектор	Група(и)
11	16	ст. наук. співробітник Мелех Б. Я.	ФзФм-21, ФзФм-22

Опис навчальної дисципліни

Курс покликаний викласти студентам основи проведення лазерно-локаційних та фотометричних спостережень штучних супутників Землі (далі — ШСЗ, або супутники). Такі дані є важливими для уточнення їх орбітальних елементів та форми, а також для дослідження геодезичних задач та гравітаційного поля Землі і тестування основ загальної теорії відносності.

У програмі курсу передбачено вивчення структури станцій для лазерної локації супутників (далі — станцій ЛЛС) для локації ШСЗ та принципів їх роботи, а також методів фотометрії ШСЗ, що передбачає детальний огляд апаратної частини для здійснення відповідних астрономічних спостережень на прикладі ЛЛС та фотометрів Астрономічної обсерваторії (АО) Львівського національного університету імені Івана Франка (далі — Університет). Магістри, які вивчали даний курс, можуть після отримання диплому магістра приступити до роботи на станціях ЛЛС та фотометрах АО Університету, а також інших астрономічних установ в Україні та в світі. Тому вивчення цього курсу є надзвичайно корисним для працевлаштування магістрів спеціальності 104 «Фізика та астрономія», які хочуть продовжити свою роботу в астрономічних обсерваторіях та інших установах, діяльність яких пов’язанае із спостереженнями.

Головна мета курсу :

- Дати студентам огляд основних задач Міжнародного сервісу CDDIS (The Crustal Dynamics Data Information System: https://cddis.nasa.gov/About/Background.html) на прикладі роботи мережі станцій ЛЛС ILRS (International Laser Ranging Service).

- Огляд супутників, які мають кутикові відбивачі.

- Описати типи станцій ЛЛС.

- Описати структуру та принципи роботи станцій ЛЛС АО Університету в смт. Брюховичі.

- Дати студентам огляд основних задач фотометрії ШСЗ.

- Описати сучасне апаратне забезпечення астрономічних обсерваторій для фотометрії ШСЗ.

- Описати структуру та принципи роботи апаратного забезпечення для фотометрії ШСЗ в АО Університету.

- Підготувати майбутніх магістрів до роботи на станціях ЛЛС та фотометрах астрономічних наукових установ.

Основні цілі курсу:

1. Навчити студентів розуміти роль лазерної локації у фізичних та геодезичних задачах.
2. Навчити студентів розуміти роль фотометрії ШСЗ у комплексному вивченні цих об’єктів.
3. Навчити студентів розуміння принципів роботи станцій ЛЛС різних типів.
4. Описати студентам структуру станцій ЛЛС АО Університету, а також викласти алгоритми первинної обробки результатів лазерної локації ШСЗ.
5. Навчити студентів розуміння принципів фотометричних спостережень ШСЗ.
6. Описати студентам астрономічне обладнання для фотометричних спостережень ШСЗ, яке використовується в АО Університету, а також викласти алгоритми первинної обробки результатів фотометрії ШСЗ та аналізу кривих їх блиску.

Рекомендована література

Базова:

1. Проведення лазерної локації супутників на станції “Львів-1831”. Методичний посібник / [уклад. Апуневич С.В. Благодир Я.Т. Білінський А.І.] – Львів: Видавничий центр ЛНУ імені Івана Франка, 2008. – 50с.
2. Техніка безпеки при роботі з лазерами. Методичні вказівки для студентів фізичного факультету / МОНУ ЛНУ ім. Івана Франка [уклад. ДовгийЯ.О., Маньковська І.Г.,Тернавський В.В., Тернавська С.В.(Апуневич С.В.)] – Львів: Видавничий центр ЛНУ імені Івана Франка, 2003. – 36с.
3. Гофманн-Велленгоф Б., Леґат К., Візер М. Навігація. Основи визначення місцеположення та скеровування (Переклад українською мовою: С.Є.Апуневич, С.В. Апуневич. Науковий редактор перекладу: академік НАНУ Я.С.Яцків), 18.02.2008 – Львів: ЛНУ ім. І.Франка.
4. Дума Д.П. Загальна астрометрія: навчальний посібник. К.: Наукова думка, 2007.
5. Астрономічний енциклопедичний словник / За заг. ред. І.А.Климишина таА.О.Корсунь. – Львів: ЛНУ-ГАО НАНУ, 2003.
6. International Laser Ranging Service (ILRS) 2009-2010 Report Edited by C. Noll and M. Pearlman. https://ilrs.gsfc.nasa.gov/about/reports/annualrpts/ilrsreport_2009.html
7. International Laser Ranging Service (ILRS) 2016-2019 Report Edited by C. Noll and M. Pearlman. https://ilrs.gsfc.nasa.gov/about/reports/annualrpts/ilrsreport_2016.html

Допоміжна:

1. Ludwig Combrinck: “A Comparison of General Relativity Theory Evaluations using VLBI and SLR: Will GGOS Improve These Results?”, IVS 2012 General Meeting Proceedings, p.357–361.
2. Marini J.W. and Murray C.W. «Correction of laser range tracking data for atmospheric refraction at elevations above 10 degrees» // NASA-TM-X-70555, Coddard Space Flight Center, Greenbelt, Md, 1973.
3. D. Kucharski et al. «Photon Pressure Force on Space Debris TOPEX/Poseidon Measured by Satellite Laser Ranging» // Earth and Space Science, Vol. 4, Issue 10, October 2018. https://doi.org/10.1002/2017EA000329
4. Kamil Kazmierski, Krzysztof Sośnica, Tomasz Hadas «Quality assessment of multi‑GNSS orbits and clocks for real‑time precise point positioning» // Vol.:(0123456789)1 3GPS Solut (2018) 22:11 https://doi.org/10.1007/s10291-017-0678-6
5. Emmons, Richard H. ; Rogers, Clarence L., Jr. ; Preski, Raymond J. «Photometric observations of artificial satellites for determining optical and physical characteristics 1.» // Astronomical Journal, Vol. 72, p. 939 (1967) https://doi.org/10.1086/110365
6. Zhao Xiao-Fen, Zhang Hui-Yan, Yu Yong, Mao Yin-Dun «Multicolor photometry of geosynchronous satellites and applicationon feature recognition» // Advances in Space Research 58(11) https://doi.org/10.1016/j.asr.2016.09.020
7. Daniel O. Fulcoly, Katharine I. Kalamaroff, and Francis K. Chun «Determining Basic Satellite Shape from Photometric Light Curves» // JOURNAL OF SPACECRAFT AND ROCKETS, Vol. 49, No. 1, January–February 2012. https://doi.org/10.2514/1.A32002
8. Pavenis A. SLR telescope support software. Astronomical Observatory University of Latvia, Sep. 1997.-79 p.
9. DegnanJ.J. Milimeter Accuracy Satellite LaserRanging // Geodynamics Series V.25 // Contributions of Space Geodesy to Geodynamics: Technology, 1993.-P.133-162.
10. Michael R. Pearlman, Carey E. Noll, Erricos C. Pavlis, Frank G. Lemoine, Ludwig Combrink, John J. Degnan, Georg Kirchner, Ulrich Schreiber “The ILRS: approaching 20 years and planning for the future” // Journal of Geodesy https://doi.org/10.1007/s00190-019-01241-1
11. Krzysztof Sośnica, Adrian Jäggi, Daniela Thaller, Gerhard Beutler, Rolf Dach “Contribution of Starlette, Stella, and AJISAI to the SLR-derived global reference frame” // J Geod (2014) 88:789–804 https://doi.org/10.1007/s00190-014-0722-z
12. Hattori, A., Otsubo, T. “Time-varying solar radiation pressure on Ajisai in comparison with LAGEOS satellites”, Advances in Space Research (2018), doi: https://doi.org/10.1016/j.asr.2018.08.010
13. M. Pearlman, D. Arnold, M. Davis, F. Barlier, R. Biancale, V. Vasiliev, I. Ciufolini, A. Paolozzi, E. C. Pavlis, K. Sośnica, M. Bloßfeld “Laser geodetic satellites: a high‐accuracy scientific tool” // Journal of Geodesy (2019) 93:2181–2194 https://doi.org/10.1007/s00190-019-01228-y
14. R. Zajdel, K. Sośnica, M. Drożdżewski, G. Bury, D. Strugarek “Impact of network constraining on the terrestrial reference frame realization based on SLR observations to LAGEOS” // Journal of Geodesy (2019) 93:2293–2313 https://doi.org/10.1007/s00190-019-01307-0
15. G.M.Appleby “Directional and photometric observations of artificial earth satellites using the U.K. satellite laser ranging system” // Planetary and Space Science, Volume 38, Issue 4, April 1990, Pages 471-481. https://doi.org/10.1016/0032-0633(90)90140-L
16. B. De Pontieu “Database of photometric periods of artificial satellites” // Advances in Space Research Volume 19, Issue 2, 1997, Pages 229-232. https://doi.org/10.1016/S0273-1177(97)00005-7