Релятивістська гравіметрія
DOI:
https://doi.org/10.24028/gzh.v44i1.253709Ключові слова:
комплексна система геофізичного моніторингу, радіофізичний метод, релятивістський ефект «червоного зміщення», мережа навігаційного забезпечення УкраїниАнотація
Роботи зі створення приладу, який зможе вимірювати параметри гравітаційного поля Землі в космосі, було розпочато у ДКБ «Південне» у 2001 р. у рамках формування програми наукових досліджень на космічному апараті «Січ-1М». Оскільки у світі не було розроблено приладів для безпосереднього вимірювання параметрів гравітаційного поля Землі в космосі, виникла ідея використати для вирішення цього завдання релятивістський ефект «redshift». Можливість практичної реалізації цієї ідеї виникла у 2008—2010 рр. під час реалізації проєкту УНТЦ № 3856 «Вимірювання параметрів гравітаційного поля Землі за допомогою навігаційних супутникових систем». У рамках цього проєкту вперше було створено та випробувано диференціальний радіофізичний гравіметр, у якому як джерело високостабільного випромінювання використано випромінювання навігаційних супутників. За результатами проєкту було захищено дисертацію «Радіофізичний метод вимірювання параметрів гравітаційного поля Землі» та отримано 4 патенти України на винахід, 2 свідоцтва про авторське право, опубліковано 16 статей у наукових журналах. У 2012 р. було отримано фундаментальний патент № 98358 «Спосіб вимірювання геодезичних параметрів та пристрій для його здійснення», який визнаний у 2014 р. найкращим патентом України в абсолютній номінації у конкурсі «Кращий патент України». Патент ліг в основу створення навігаційної контрольно-коректувальної станції (ККС) «Гравіка». Ця робота була продовжена у АТ «НВК «КУРС» — з 2015 р. — головна організація в НКАУ щодо створення координатно-годинної та навігаційної мережі забезпечення України. У 2016 р. створено, сертифіковано та введено в експлуатацію ККС «Гравіка», яка може одночасно працювати і як навігаційна базова станція, і як гравіметр, тобто вирішувати повне геодезичне завдання. Принцип роботи гравіметра ґрунтується на релятивістському ефекті «redshift». Однією з основних техніко-економічних проблем є необхідність використання високостабільного водневого стандарту частоти у складі ККС «Гравіка», вартість якого становить не менш як 80 тис. дол.. США. У рамках Договору № 79/27/03 від 27.03.2020 р. між НКАУ та АТ «НВК «КУРС» (шифр «Геомоніторинг») було розроблено концепцію створення на базі існуючої в Україні мережі координатно-годинного та навігаційного забезпечення комплексної чіткої системи геофізичного моніторингу з використанням ККС «Гравіка» та супутникової системи ретрансляції сигналів високостабільного стандарту частоти TWSTFT. Таке рішення дасть змогу відмовитися від використання стандарту частоти кожної станції і цим знизити вартість ККС і системи загалом. Крім того, робота ККС «Гравіка» показала можливість прогнозування сейсмічної активності у радіусі 500 км від станції. Також, реалізований тривісний варіант гравіметра, що дає змогу одночасно вимірювати абсолютні відносні значення прискорення вільного падіння і кут нахилу вектора прискорення вільного падіння. Такі функціональні можливості роблять радіофізичний гравіметр незамінним при використанні на мобільних транспортних засобах, у тому числі космічних.
Посилання
Astanin, L.Yu., & Kostylev, A.A. (1989). Fundamen¬tals of ultrawideband radar measurements. Mos¬-
cow: Radio i svyaz, 192 p. (in Russian).
Belyaev, A.A., Kuznetsov, S.N., Panasyuk, M.I., Podolskiy, A.N., Polashek, Ts.S., & Fisher, S. (1995). Observations of geomag-netically trap¬ped anomalous cosmic rays in the region of low energies on the CORONAS-I satellite. Kos¬mi¬cheskiye issledova-niya, 33(5), 550—553 (in Russian).
Brunelli, B.E., & Namgaladze, A.A. (1988). Physics of the ionosphere. Moscow: Nauka, 528 p. (in Russian).
Fedynskiy, V.V. (1964). Exploration geophysics. Le¬nin¬grad: Nedra, 670 p. (in Russian).
Grushinskiy, H.P., & Sazhina, H.V. (1981). Gravity exploration. Moscow: Nedra, 308 p. (in Russian).
Johnson, R.M., & Kileen, T.L. (1995). The Upper Mesosphere and Lower Thermo-sphere: A Review of Experiment and Theory. Geoph. Monographs, A.G.U. USA, Vol. 87. 356 p.
Makarov, A.L., Matviienko, S.A., Meleshko, A.V., & Androsov, M.A. (2008). A method for determining the parameters of a gravitational field. Patent No 83239 Ukraine. IPC G01V7/00. Decl. 02.20.06; Publ. 25.06.08; Bull. No 2 (in Russian).
Matvienko, S.A. (2012). Copyright certificate No 42468. A work of a scientific and technical nature «Radiophysical method for measuring the parameters of the Earth's gravitational field». Dissertation PhD (in Ukrainian).
Matviienko, S.A. (2017a). Device and method for measuring the gravitational constant. Patent No 115255 Ukraine. IPC G01V7/00. Decl. 02.07.15; Publ. 10.01.17; Bull. No 1 (in Ukrainian).
Matviienko, S.A. (2017b). Device and method for measuring the masses of space objects. Patent No 115891 Ukraine. IPC G01V7/00. Decl. 02.07.15; Publ. 10.01.17; Bull. No 1 (in Ukrainian).
Matviienko, S.A. (2021). Relativistic gravimeter and a method for measuring the parameters of the gravitational field. Patent No 124381 Ukraine. IPC G01V7/00. Decl. 23.06.19; Publ. 09.09.21; Bull. No 5 (in Ukrainian).
Matviienko, S.A. (2008). Satellite Radio Navigation System. Patent No 84704 Ukraine. IPC G01S5/14. Decl. 12.19.05; Publ. 11.25.08; Bull. No 22 (in Ukrainian).
Matviienko, S.A. (2010). Satellite Radio Navigation System. Patent No 90960 Ukraine. IPC G01S5/14. Decl. 12.24.08; Publ. 06.10.10; Bull. No 11 (in Ukrainian).
Matviienko, S.A. (2018). Spacecraft. Patent No 115891 Ukraine. IPC В64G1/00. Decl. 23.06.17; Publ. 26.03.18; Bull. No 6 (in Ukrainian).
Matviienko, A.P., Matviienko, S.A., & Meleshko, A.V. (2010). Radiophysical gravimeter. Patent No 90961 Ukraine. IPC G01V7/00. Decl. 12.24.08; Publ. 06.10.10; Bull. No 11 (in Ukrainian).
Matviienko, S.A., Romanko, V.M., & Romanko, O.V. (2012). A method for determining geodetic parameters and a device for its implementation. Patent No 98358 Ukraine. IPC G01V7/14. Decl. 06.03.10; Publ. 05.10.12; Bull. No 9 (in Ukrainian).
Peshekhonov, V.G. (Ed.). (2017). Modern methods and means of measuring the parameters of the gravitational field of the Earth. Publishing house JSC «Concern» Central Research Institute «Electropribor» (in Russian).
Parkinson, W. (1986). Introduction to geomagnetism. Moscow: Mir, 528 p. (in Russian).
Tsuboi, T. (1982). Gravitational field of the Earth. Moscow: Mir, 286 p. (in Russian).
Vladimirskiy, B.M., & Temuryants, N.A. (2000). Influence of solar activity on the biosphere-noosphere. Moscow: Publ. of the International Independent Environmental and Political University, 374 p. (in Russian).
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
![Creative Commons License](http://i.creativecommons.org/l/by/4.0/88x31.png)
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
1. Автори зберігають за собою авторські права на роботу і передають журналу право першої публікації разом з роботою, одночасно ліцензуючи її на умовах Creative Commons Attribution License, яка дозволяє іншим поширювати дану роботу з обов'язковим зазначенням авторства даної роботи і посиланням на оригінальну публікацію в цьому журналі .
2. Автори зберігають право укладати окремі, додаткові контрактні угоди на не ексклюзивне поширення версії роботи, опублікованої цим журналом (наприклад, розмістити її в університетському сховищі або опублікувати її в книзі), з посиланням на оригінальну публікацію в цьому журналі.
3. Авторам дозволяється розміщувати їх роботу в мережі Інтернет (наприклад, в університетському сховище або на їх персональному веб-сайті) до і під час процесу розгляду її даними журналом, так як це може привести до продуктивної обговоренню, а також до більшої кількості посилань на дану опубліковану роботу (Дивись The Effect of Open Access).