Аспирант КФУ будет исследовать в Институте физики Земли РАН влияние планет на физическую либрацию Луны

Научные изыскания молодого астронома, направленные на решение одной из самых важных и сложных задач небесной механики, поддержаны грантом РФФИ.

Проект аспиранта Института физики Казанского федерального университета Артура Загидуллина «Развитие численной теории физической либрации Луны c учетом влияния уточненных параметров прямых и косвенных планетных возмущений» одержал победу в конкурсе Российского фонда фундаментальных исследований  на лучшие научные проекты, выполняемые молодыми учеными под руководством кандидатов и докторов наук в научных организациях Российской Федерации («Мобильность»).

Выигранный молодым ученым грант предназначен для выполнения научных исследований в Институте физики Земли им. О.Ю.Шмидта Российской академии наук (ИФЗ РАН).

Артур Загидуллин под руководством профессора ИФЗ РАН Тамары Гудковой будет заниматься  анализом тонких эффектов физической либрации Луны, которые возникают от влияния планет Солнечной системы. Проект предполагает изучение влияния планетных возмущений, а также приливообразующего потенциала в уравнениях физической либрации Луны.

«Одной из самых важных и сложных задач небесной механики является описание поступательно-вращательного движения Луны в поле тяготения Земли и Солнца с учетом их размеров и формы. При этом необходимо принимать во внимание существенное отклонение формы Луны от сферической симметрии. Решение этой задачи, естественно, определяется качеством – точностью и количеством – наблюдаемых данных, которые к тому же позволяют контролировать точность численной теорий физической либрации Луны. В последние годы было осуществлено большое количество лунных миссий (в 2019 году, например, выполняется миссия Chang’E-4), однако полностью решить все фундаментальные вопросы, связанные с построением численной теории физической либрации Луны, пока не удается», – сообщилАртур Загидуллин.

Для решения поставленной в проекте задачи А.Загидуллиным была создана теория вращения Луны для упругой модели Луны на основе уже разработанной им численной теории для главной проблемы, и с учетом методики, предложенной Вильямсом (NASA). По словам молодого ученого, при выполнении проекта планируется учесть в первом приближении упругие свойства Луны и возмущения от планет путем перехода к современным орбитальным теориям движения DE (динамические эфемериды), разработанным в Jet Propulsion Laboratory NASA, а также к численной теории EPM, разработанной в ИПА РАН.

«Изучение вопросов, связанных с построением теории физической либрации Луны, будет выполняться с помощью введения новых канонических переменных, что позволяет говорить о новом практическом подходе к решению поставленной задачи, – рассказывает научный руководитель Артура Загидуллина, профессор Института физики КФУ Юрий Нефедьев. Здесь нужно учитывать тот факт, что использование разных методов в небесной механике позволяет анализировать стандартные решения с разных сторон, а также дает возможность изучения точности имеющихся на данный момент различных теорий физической либрации Луны. Впервые будет всесторонне проанализировано прямое влияние планет (особенно Венеры и Юпитера) на физическую либрацию Луны при численном подходе, а также подробно будет исследован вклад 4-й гармоники разложения селенопотенциала в основную проблему физической либрации Луны. Также впервые будет предпринята попытка описания приливных явлений от планет для Гамильтонова подхода».

Юрий Нефедьев также отметил, что заниматься научной работой будущий астроном Артур Загидуллин начал, когда учился на втором курсе КФУ. Как основу будущих исследований он изучил оригинальный авторский метод Бориса Кондратьева, описывающий физическую либрацию Луны с использованием векторных кинематических уравнений. Затем студент прошел стажировку в обсерватории Японии (Национальная обсерватория Японии NAOJ) под руководством доктора наук Хидео Ханада.

«Целью стажировки в Японии было изучение современных численных эфемерид (DE), описывающих движение планет солнечной системы и Луны, – пояснил Юрий Анатольевич. – Дипломная работа Артура Загидуллина была посвящена решению главной проблемы физической либрации Луны: точечная Земля и Солнце вращаются в гравитационном поле Луны, где Луна имеет не только сферическую составляющую, но и “грушевидную”, то есть третью гармонику селенопотенциала. Итогом исследований стали научные статьи, одним из авторов которых был Артур, в журналах Advances in Space Research и «Ученых записках Казанского университета».