gyroscopyГироскопия и навигацияGiroskopiya i Navigatsiya / Gyroscopy and Navigation0869-70352075-0927AO «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор»10.17285/0869-7035.2016.24.1.155-172gyroscopy-344Research ArticleСтатьиРаспределенные интегрированные навигационные системы для задач планетарной защиты от астероидовDistributed integrated navigation systems for anti-asteroid planetary defenseКробкаН. И.KrobkaN. I.

Кробка Николай Иванович, кандидат физико-математических наук, главный научный сотрудник; доцент. Действительный член общественного объединения «Академия навигации и управления движением».

АксеновС. А.AksenovS. A.

Аксенов Сергей Алексеевич, кандидат технических наук, доцент; научный сотрудник. 

БоберС. А.BoberS. A.

Бобер Станислав Алексеевич, ассистент; программист. 

ЕфремоваЕ. В.EfremovaE. V.

Ефремова Екатерина Викторовна, аспирант.

ЛогашинаИ. В.LogashinaI. I.

Логашина Ирина Валентиновна, кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник. 

ТукмаковА. В.TukmakovA. V.

Тукмаков Андрей Владимирович, магистр.

ФедоренкоЮ. В.FedorenkoYu. V.

Федоренко Юлия Викторовна, магистр.

ЧумаченкоЕ. Н.ChumachenkoE. N.

Чумаченко Евгений Николаевич, доктор технических наук, профессор, академик

Филиал ФГУП «ЦЭНКИ» – «НИИ прикладной механики имени академика В.И. Кузнецова»; НИУ «Высшая школа экономики» (г. Москва).РоссияKuznetsov Institute for Applied Mechanics, Higher School of Economics, MoscowRussian FederationНИУ «Высшая школа экономики»; Институт космических исследований РАН (г. Москва).РоссияHigher School of Economics, Space Research Institute, MoscowRussian FederationИнститут Астрономии РАН (г. Москва).РоссияInstitute of Astronomy, MoscowRussian FederationНИУ «Высшая школа экономики» (г. Москва).РоссияKuznetsov Institute for Applied Mechanics, Higher School of Economics, MoscowRussian FederationРАЕН (г. Москва).РоссияHigher School of Economics, MoscowRussian Federation201601122025241155172Copyright © Кробка Н.И., Аксенов С.А., Бобер С.А., Ефремова Е.В., Логашина И.В., Тукмаков А.В., Федоренко Ю.В., Чумаченко Е.Н., 20252025Кробка Н.И., Аксенов С.А., Бобер С.А., Ефремова Е.В., Логашина И.В., Тукмаков А.В., Федоренко Ю.В., Чумаченко Е.Н.Krobka N.I., Aksenov S.A., Bober S.A., Efremova E.V., Logashina I.I., Tukmakov A.V., Fedorenko Y.V., Chumachenko E.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.gyroscopy.ru/jour/article/view/344

Цели работы: 1) междисциплинарный обзор современного состояния актуальной проблемы планетарной защиты от астероидов; 2) технические предложения по созданию эшелонированной системы планетарной защиты на основе современных технических средств космической техники с учетом использования астероидов-снарядов для отклонения траекторий астероидов-мишеней и возможностей распределенных интегрированных навигационных систем, подразумевающих размещение навигационных средств на многих объектах. Обсуждаются состав и требуемая точность таких навигационных систем. Развиваются результаты работ международной научно исследовательской лаборатории космических исследований, технологий, систем и процессов [1], созданной на базе МИЭМ НИУ ВШЭ в 2011 году при поддержке гранта Правительства Российской Федерации (2011–2013 гг.) [2, 3], с использованием оригинальных идей курса лекций «Модели планетарной защиты» [4], разработанного в 2014 году на кафедре «Механика и математическое моделирование» МИЭМ НИУ ВШЭ.

The paper has the following objectives: 1) interdisciplinary review of state of the art anti-asteroid planetary defense; 2) technical proposals for development of a multilevel planetary defense system based on modern spacecraft technology using projectile asteroids to deflect the target asteroids and distributed integrated navigation systems with installation of navigation equipment at various objects. Composition and required accuracy of these systems are discussed. The work develops the results achieved by the International Laboratory of Space Research, Technologies, Systems, and Processes [1] established in 2011 at Moscow Institute of Electronics and Mathematics (Higher School of Economics) supported by the grant of the Russian Government (2011–2013) using the lecture course “Models of planetary defense” developed in 2014 at the Institute Department of Mechanics and Mathematical Modeling.

Астероидная опасностьпланетарная защитаастероиды-мишениастероиды-снарядыраспределенные интегри рованные навигационные системы.Hazardous asteroidsplanetary defenseprojectile asteroidsdistributed integrated navigation systems.ReferencesЛаборатория космических исследований в области технологий, систем и процессов. - URL: http://astro.miem.hse.ru.Лаборатория космических исследований в области технологий, систем и процессов. - URL: http://astro.miem.hse.ru.Отчет о НИР «Космические исследования и технологии, астрономия, математическое моделирование динамики космического полета» (заключительный) 5 этап. № госрегистрации 01201180676. НИУ ВШЭ, 2013. - 527 с.Отчет о НИР «Космические исследования и технологии, астрономия, математическое моделирование динамики космического полета» (заключительный) 5 этап. № госрегистрации 01201180676. НИУ ВШЭ, 2013. - 527 с.Данхэм Д.У. Космические миссии и планетарная защита / Д.У. Данхэм, Р.Р. Назиров, Р.У., Фаркуар, Е.Н. Чумаченко, Н.А. Эйсмонт, А.В. Симонов. - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2013. - 276 с.Данхэм Д.У. Космические миссии и планетарная защита / Д.У. Данхэм, Р.Р. Назиров, Р.У., Фаркуар, Е.Н. Чумаченко, Н.А. Эйсмонт, А.В. Симонов. - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2013. - 276 с.Кробка Н.И. Модели планетарной защиты: Программа дисциплины 010400.68 по магистерской программе «Математические методы естествознания и компьютерные технологии», МИЭМ НИУ ВШЭ, 2014. 50 с.Кробка Н.И. Модели планетарной защиты: Программа дисциплины 010400.68 по магистерской программе «Математические методы естествознания и компьютерные технологии», МИЭМ НИУ ВШЭ, 2014. 50 с.https://en.wikipedia.org/wiki/Chelyabinsk_meteor.https://en.wikipedia.org/wiki/Chelyabinsk_meteor.http://www.space.com/20292-asteroid-threat-earth-congress.html.http://www.space.com/20292-asteroid-threat-earth-congress.html.http://www.cbsnews.com/news/nasas-advice-for-near-term-meteor-strike-pray.http://www.cbsnews.com/news/nasas-advice-for-near-term-meteor-strike-pray.http://www.wunderground.com/news/asteroid-threat-earth-nasa-20130320.http://www.wunderground.com/news/asteroid-threat-earth-nasa-20130320.http://www.eurosmi.ru/685rogozin_predlojil_stranam_mira_sotrudnichestvo_v_oblasti_zaschity_ot_asteroidov.htmlhttp://www.eurosmi.ru/685rogozin_predlojil_stranam_mira_sotrudnichestvo_v_oblasti_zaschity_ot_asteroidov.htmlhttps://en.wikipedia.org/wiki/99942_Apophis.https://en.wikipedia.org/wiki/99942_Apophis.https://en.wikipedia.org/wiki/Ceres_(dwarf_planet)https://en.wikipedia.org/wiki/Ceres_(dwarf_planet)http://www.astro.websib.ru/sun/Asterohttp://www.astro.websib.ru/sun/Asterohttps://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/f6/InnerSolarSystem_ru.png?uselang=ruhttps://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/f6/InnerSolarSystem_ru.png?uselang=ruhttps://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/f6/Potentially_Hazardous_Asteroids_2013.pnghttps://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/f6/Potentially_Hazardous_Asteroids_2013.pnghttp://neo.jpl.nasa.gov/neo/groups.htmlhttp://neo.jpl.nasa.gov/neo/groups.htmlhttps://commons.wikimedia.org/wiki/File:Kuiper_oort_ru.png?uselang=ruhttps://commons.wikimedia.org/wiki/File:Kuiper_oort_ru.png?uselang=ruhttps://commons.wikimedia.org/wiki/File:Oort_cloud_Sedna_orbit_ru.svg?uselang=ruhttps://commons.wikimedia.org/wiki/File:Oort_cloud_Sedna_orbit_ru.svg?uselang=ruhttp://neo.jpl.nasa.gov/stats/http://neo.jpl.nasa.gov/stats/https://en.wikipedia.org/wiki/Asteroidhttps://en.wikipedia.org/wiki/AsteroidStokes, G.H. The Lincoln Near-Earth Asteroid Research (LINEAR) Program / G.H. Stokes, F. Shelly, H.E.M. Viggh, M.S. Blythe, J.S. Stuart // Lincoln Laboratory J., 1998. - Vol. 11. - No 1. - P. 27-40.Stokes, G.H. The Lincoln Near-Earth Asteroid Research (LINEAR) Program / G.H. Stokes, F. Shelly, H.E.M. Viggh, M.S. Blythe, J.S. Stuart // Lincoln Laboratory J., 1998. - Vol. 11. - No 1. - P. 27-40.http://neo.jpl.nasa.gov/cgi-bin/neo_elemhttp://neo.jpl.nasa.gov/cgi-bin/neo_elemhttp://neo.jpl.nasa.gov/orbitshttp://neo.jpl.nasa.gov/orbitshttp://www.infuture.ru/article/1371http://www.infuture.ru/article/1371http://www.infuture.ru/article/1411http://www.infuture.ru/article/1411Evans J.B., Shelly F.C., and Grant H. Stokes Detection and Discovery of Near-Earth Asteroids by the LINEAR Program / J.B. Evans, F.C. Shelly, H.S. Grant // Lincoln Laboratory J. 2003. Vol. 4. No 2. P. 199-220.Evans J.B., Shelly F.C., and Grant H. Stokes Detection and Discovery of Near-Earth Asteroids by the LINEAR Program / J.B. Evans, F.C. Shelly, H.S. Grant // Lincoln Laboratory J. 2003. Vol. 4. No 2. P. 199-220.http://flagvruki.com/history/samyy-bolshoy-krater-na-zemle-7-foto/http://flagvruki.com/history/samyy-bolshoy-krater-na-zemle-7-foto/https://en.wikipedia.org/wiki/Galileo_(spacecraft).https://en.wikipedia.org/wiki/Galileo_(spacecraft).https://en.wikipedia.org/wiki/NEAR_Shoemaker.https://en.wikipedia.org/wiki/NEAR_Shoemaker.https://en.wikipedia.org/wiki/Cassini_Huygens.https://en.wikipedia.org/wiki/Cassini_Huygens.https://en.wikipedia.org/wiki/Deep_Space_1.https://en.wikipedia.org/wiki/Deep_Space_1.https://en.wikipedia.org/wiki/Stardust_(spacecraft).https://en.wikipedia.org/wiki/Stardust_(spacecraft).https://en.wikipedia.org/wiki/Hayabusa.https://en.wikipedia.org/wiki/Hayabusa.https://en.wikipedia.org/wiki/Rosetta_(spacecraft).https://en.wikipedia.org/wiki/Rosetta_(spacecraft).https://en.wikipedia.org/wiki/New_Horizons.https://en.wikipedia.org/wiki/New_Horizons.https://en.wikipedia.org/wiki/Dawn_(spacecraft).https://en.wikipedia.org/wiki/Dawn_(spacecraft).http://www.nasa.gov/mission_pages/WISE/news/wise20110201.html.http://www.nasa.gov/mission_pages/WISE/news/wise20110201.html.https://en.wikipedia.org/wiki/Near_Earth_Object_Surveillance_Satellite.https://en.wikipedia.org/wiki/Near_Earth_Object_Surveillance_Satellite.Тукмаков А.В. Способы предотвращения астероидной опасности: бакалаврская работа (Рук. И.В. Логашина). - МИЭМ НИУ ВШЭ, 2014. - 52 с.Тукмаков А.В. Способы предотвращения астероидной опасности: бакалаврская работа (Рук. И.В. Логашина). - МИЭМ НИУ ВШЭ, 2014. - 52 с.Эйсмонт Н. Астероиды - источники опасности и объекты исследований / Н. Эйсмонт, А. Ледков // Наука и жизнь, 2015. - № 1. - С. 3-13; № 2. - С. 3-14.Эйсмонт Н. Астероиды - источники опасности и объекты исследований / Н. Эйсмонт, А. Ледков // Наука и жизнь, 2015. - № 1. - С. 3-13; № 2. - С. 3-14.http://www.km.ru/v-rossii/2011/10/18/mirovaya-ekspansiya-ssha/rogozin-predlozhil-medvedevuvmesto-pro-borotsya-s-aste.http://www.km.ru/v-rossii/2011/10/18/mirovaya-ekspansiya-ssha/rogozin-predlozhil-medvedevuvmesto-pro-borotsya-s-aste.Nazirov R. Using of gravity assist maneuvers for targeting small asteroids to Hazardous Near-Earth Objects / R. Nazirov, N. Eismont / International Symposium on Near-Earth Hazardous Asteroids, Malta, 12-16 October 2009.Nazirov R. Using of gravity assist maneuvers for targeting small asteroids to Hazardous Near-Earth Objects / R. Nazirov, N. Eismont / International Symposium on Near-Earth Hazardous Asteroids, Malta, 12-16 October 2009.Назиров Р.Р. Гравитационные маневры как способ направить малые астероиды на траекторию встречи с опасными околоземными объектами / Р.Р. Назиров, Н.А. Эйсмонт // Космические исследования, 2010. Т. 48. № 5. С. 1-6.Назиров Р.Р. Гравитационные маневры как способ направить малые астероиды на траекторию встречи с опасными околоземными объектами / Р.Р. Назиров, Н.А. Эйсмонт // Космические исследования, 2010. Т. 48. № 5. С. 1-6.Eismont N.A. Using small asteroids to deflect larger dangerous asteroids / N.A. Eismont, D.W. Dunham, E.N. Chumachenko, M. Boyarsky, A.А. Ledkov, R. Nazirov, K. Fedyaev // Proceedings of The 23rd International Symposium on Space Flight Dynamics. Pasadena: JPL, 2012.Eismont N.A. Using small asteroids to deflect larger dangerous asteroids / N.A. Eismont, D.W. Dunham, E.N. Chumachenko, M. Boyarsky, A.А. Ledkov, R. Nazirov, K. Fedyaev // Proceedings of The 23rd International Symposium on Space Flight Dynamics. Pasadena: JPL, 2012.Эйсмонт Н.А. О возможности наведения малых астероидов на опасные небесные объекты с использованием гравитационного маневра / Н.А. Эйсмонт [и др.] // Астрономический вестник. 2013. Т. 47. № 4. С. 352-360.Эйсмонт Н.А. О возможности наведения малых астероидов на опасные небесные объекты с использованием гравитационного маневра / Н.А. Эйсмонт [и др.] // Астрономический вестник. 2013. Т. 47. № 4. С. 352-360.http://ria.ru/science/20130109/917480484.html.http://ria.ru/science/20130109/917480484.html.http://ria.ru/science/20121008/769032713.html.http://ria.ru/science/20121008/769032713.html.Кориолис Г.Г. Математическая теория явлений бильярдной игры: Пер. с фр. Изд. 2. М.: ЛКИ,2007. 240 с.Кориолис Г.Г. Математическая теория явлений бильярдной игры: Пер. с фр. Изд. 2. М.: ЛКИ,2007. 240 с.https://en.wikipedia.org/wiki/Gravitational_constant.https://en.wikipedia.org/wiki/Gravitational_constant.https://en.wikipedia.org/wiki/NASA_Deep_Space_Network.https://en.wikipedia.org/wiki/NASA_Deep_Space_Network.https://en.wikipedia.org/wiki/Gravity_assist.https://en.wikipedia.org/wiki/Gravity_assist.Эйсмонт Н.А. Наведение малых астероидов на опасные околоземные объекты для предотвращения их столкновения с Землей / Н.А. Эйсмонт, Р.Р. Назиров, Е.Н. Чумаченко, Д.У. Данхэм, М.Н. Боярский, И.В. Логашина, А.А. Ледков, С.А. Аксенов // Вестник ВГТУ. - 2012. - № 9. - С. 61-64.Эйсмонт Н.А. Наведение малых астероидов на опасные околоземные объекты для предотвращения их столкновения с Землей / Н.А. Эйсмонт, Р.Р. Назиров, Е.Н. Чумаченко, Д.У. Данхэм, М.Н. Боярский, И.В. Логашина, А.А. Ледков, С.А. Аксенов // Вестник ВГТУ. - 2012. - № 9. - С. 61-64.Данхэм Д.У. Метод предупреждения столкновения малых астероидов с Землей / Д.У. Данхэм, Х.Д. Рейтсема, Э. Лу, Р. Арентц, Р. Линфилд, К. Чапмэн, Р. Фаркуар А.А. Ледков, Н.А. Эйсмонт, Е.Н. Чумаченко // Астрономический вестник. - 2013. - Т. 47. - № 4. - С. 341-351.Данхэм Д.У. Метод предупреждения столкновения малых астероидов с Землей / Д.У. Данхэм, Х.Д. Рейтсема, Э. Лу, Р. Арентц, Р. Линфилд, К. Чапмэн, Р. Фаркуар А.А. Ледков, Н.А. Эйсмонт, Е.Н. Чумаченко // Астрономический вестник. - 2013. - Т. 47. - № 4. - С. 341-351.Ледков А.А. Управление движением околоземных астероидов / А.А. Ледков, Н.А. Эйсмонт, М.Н. Боярский, К.С. Федяев, Р.Р. Назиров // Письма в астрономический журнал. 2015. Т. 41. № 1-2. С. 1-18.Ледков А.А. Управление движением околоземных астероидов / А.А. Ледков, Н.А. Эйсмонт, М.Н. Боярский, К.С. Федяев, Р.Р. Назиров // Письма в астрономический журнал. 2015. Т. 41. № 1-2. С. 1-18.http://www.astronet.ru/db/msg/1191697http://www.astronet.ru/db/msg/1191697http://galspace.spb.ru/orbita/12.htmhttp://galspace.spb.ru/orbita/12.htmDishel V.D. General conclusions from 3-year use of integrated inertial-satellite GNC systems for space launchers / V.D. Dishel [at al] // 19th Saint Petersburg International Conference on Integrated Navigation Systems. Proceedings. - SPb.: SRC of the RF Concern CSRI Elektropribor, 2012. - P. 213-225.Dishel V.D. General conclusions from 3-year use of integrated inertial-satellite GNC systems for space launchers / V.D. Dishel [at al] // 19th Saint Petersburg International Conference on Integrated Navigation Systems. Proceedings. - SPb.: SRC of the RF Concern CSRI Elektropribor, 2012. - P. 213-225.Ахметшин Р.З. Оптический барьер космического базирования в проблеме астероидной опасности // Препринты ИПМ им. М.В. Келдыша. 2012. № 29. 32 с. URL: http://library.keldysh.ru/preprint.asp?id=2012-29Ахметшин Р.З. Оптический барьер космического базирования в проблеме астероидной опасности // Препринты ИПМ им. М.В. Келдыша. 2012. № 29. 32 с. URL: http://library.keldysh.ru/preprint.asp?id=2012-29http://www.federalspace.ru/115/.http://www.federalspace.ru/115/.https://ru.wikipedia.org/wiki/GPS#/media/ File:Global_Positioning_System_satellite.jpg.https://ru.wikipedia.org/wiki/GPS#/media/ File:Global_Positioning_System_satellite.jpg.https://dub131.mail.live.com/?tid=cmHdv IN3HI5BGX4QAhWtezyg2&fid=flinboxhttps://dub131.mail.live.com/?tid=cmHdv IN3HI5BGX4QAhWtezyg2&fid=flinboxhttp://kosmolenta.com/index.php/300-2014-08-22-fkphttp://kosmolenta.com/index.php/300-2014-08-22-fkphttp://www.gazeta.ru/science/2014/09/15_a_6210893.shtml.http://www.gazeta.ru/science/2014/09/15_a_6210893.shtml.Krobka, N.I. Estimating Quantum Limits on SINS Accuracy Based on Accurate Error Equations / N.I. Krobka // Gyroscopy and Navigation. - 2014. - Vol. 5. No. 1. - P. 9-19.Krobka, N.I. Estimating Quantum Limits on SINS Accuracy Based on Accurate Error Equations / N.I. Krobka // Gyroscopy and Navigation. - 2014. - Vol. 5. No. 1. - P. 9-19.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.