Динамика газопылевой атмосферы и эволюция поверхностного слоя ядра кометы: комплексная модель, разномасштабное компьютерное моделирование и интерпретация результатов наблюдений

Группа научных сотрудников Инжинирингового центра СПбПУ и Высшей школы электроэнергетических систем Института энергетики СПбПУ работает над созданием комплексной модели активности ядра и динамики атмосферы кометы, которая позволит согласованно описывать протекающие физические процессы на разных пространственно-временных масштабах.

Математические и компьютерные модели описывают нагрев, сублимацию и эрозию поверхностного слоя ядра, формирование и развитие газопылевого течения в околоядерной и дальней атмосфере кометы с учетом физико-химических превращений продуктов кометной активности. Модели являются необходимым инструментом для планирования и интерпретации наблюдений комет с различных расстояний.

Николай Быков, руководитель проекта:

«Данные о составе и строении ядра кометы являются крайне важными для понимания процессов формирования и эволюции Солнечной системы, в том числе эволюции Земли. Реализация проекта позволит установить взаимосвязь наблюдаемых параметров газопылевой атмосферы с параметрами кометного ядра и провести интерпретацию результатов наблюдений как удаленных, так и непосредственных, полученных космическими зондами. Ожидаемые результаты полностью соответствуют мировому уровню исследований».

Интерес мирового научного сообщества к моделированию кометных атмосфер в настоящее время возрастает в связи с реализацией программ исследования комет с помощью космических зондов (Rosetta, EPOXI, Deep Impact, Stardust и пр.). В результате этих программ получен большой объем экспериментальной информации из непосредственной окрестности кометного ядра. Обработка и анализ этой информации невозможны без наличия комплексной цифровой модели кометной атмосферы с учетом физико-химических процессов, протекающих в ней и на поверхности ядра.

Предлагаемая разработка самосогласованной модели газопроизводительности и разрушения приповерхностного слоя ядра, динамики газопылевой комы для всех режимов и масштабов течения является актуальной задачей и имеет абсолютную научную новизну. Проект предполагает проведение масштабных междисциплинарных исследований в областях физики твердого тела, газодинамики, плазмодинамики, физический кинетики, компьютерных наук и наук о космосе.