К расчету видимого блеска околоземных космических объектов | Вестник Томского государственного университета. Математика и механика. 2026. № 99. DOI: 10.17223/19988621/99/7

К расчету видимого блеска околоземных космических объектов

Приводятся алгоритм и описание программы для моделирования видимого блеска (энергетической освещенности наблюдателя отраженным к нему светом) космических объектов (искусственные спутники, космический мусор и др.), основанные на использовании системы физически корректного рендеринга. Тестовые расчеты видимого блеска объектов простой формы (пластина, цилиндр, сфера), характерной для упрощенной формы космических аппаратов, показали хорошее совпадение с аналитическими результатами. Предполагается использование программы для анализа данных наблюдений изменения во времени видимого блеска космических объектов (кривых блеска).

Скачать электронную версию публикации

Загружен, раз: 4

Ключевые слова

космические объекты, космический мусор, видимый блеск, моделирование, физически корректный рендеринг, программа расчета

Авторы

ФИО	Организация	Дополнительно	E-mail
Афонин Антон Геннадьевич	Томский государственный университет	кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник лаборатории оптимизации НИИ ПММ	aag@niipmm.tsu.ru
Бутов Владимир Григорьевич	Томский государственный университет	доктор физико-математических наук, профессор, заведующий отделом математической физики НИИ ПММ	bvg@niipmm.tsu.ru
Кулешов Артем Александрович	Томский государственный университет	кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник лаборатории оптимизации НИИ ПММ	artem.kuleshov@niipmm.tsu.ru
Солоненко Виктор Александрович	Томский государственный университет	кандидат физико-математических наук, заведующий лабораторией оптимизации НИИ ПММ	vik@niipmm.tsu.ru
Ящук Алексей Александрович	Томский государственный университет	кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник лаборатории оптимизации НИИ ПММ	rainbow@niipmm.tsu.ru

Всего: 5

Ссылки

Fankhauser F., Tyson J.A., Askari J. Satellite Optical Brightness // The Astronomical Journal. 2023. V. 166 (2). Art. 59 (12 p). doi: 10.3847/1538-3881/ace047.

Nussbaum M., Schafer E., Yoon Z., Keil D., Stoll E. Spectral Light Curve Simulation for Parameter Estimation from Space Debris // Aerospace. 2022. V. 9 (8). Art. 403. doi: 10.3390/aerospace 9080403.

Burandt D.,Hampf D.,Rodmann J.,Riede W.Interpretation of light curves based on simulation software // Proc. 68th International Astronautical Congress (IAC), Adelaide, Australia, 2529 September 2017. Paper IAC-17-A6.IP.7.x38789. Paris: International Astronautical Federation (IAF).

Kerr E.,Hall D., Kueppers M. Light curves for geo object characterization // Proc. 8th European Conference on Space Debris (virtual), Darmstadt, Germany, 20-23 April 2021. V. 8, is. 1 / ESA Space Debris Office. URL: https://conference.sdo.esoc.esa.int/proceedings/sdc8/paper/66/SDC8-paper66.pdf.

Allworth J., Windrim L., Bennet J., Bryson M. Atransfer learning approach to space debris clas sification using observational light curve data // Acta Astronautica. 2021. V. 181. P. 301-315. doi: 10.1016/j.actaastro.2021.01.048.

Cabrera D.V., Utzmann J., Forstner R.Integration of attitude characterization in a space debris catalogue using light curves // Proc. 8th European Conference on Space Debris (virtual), Darmstadt, Germany, 20-23 April 2021 / ESA Space Debris Office. URL: https://conference.sdo.esoc.esa.int/proceedings/sdc8/paper/75/SDC8-paper75.pdf.

Meyer T., Keil D., Traub D., Scharring S., Riede W., Dekorsy T., Nussbaum M., Lengowski M., Schweigert R., Klinkner S. High-fidelity light curve simulation and validation using empirical data // 25th AMOS Conference Technical Paper, 2024. URL: https://amostech.com/TechnicalPapers/2024/Poster/Meyer.pdf.

Wang Y., Du X., Zhao J., Yin Z., Song Y. What causes the abrupt changes in the light curve of a GEO satellite? // Acta Astronautica. 2018. V. 153. P. 130-137. doi: 10.1016/j.actaastro. 2018.10.035.

Caddy S.E., Spitler L.R. A Surprising Boost in Starlink Satellite Brightness at Optical Wavelengths During the Day // 25th AMOS Conference Technical Paper, 2024. URL: https://amostech.com/TechnicalPapers/2024/SDA-Systems-and-Instrumentation/Caddy.pdf.

Endo T., Tsuchikawa T., Anada T., Ono H., Tsuji H. Simulating the Photometric Light Curve of Artificial Satellites in GEO used with a Ray-Tracing // 24th AMOS Conference Technical Paper, 2023. URL: https://amostech.com/TechnicalPapers/2023/Poster/Endo.pdf.

Skuljan J. A three-dimensional photometric model of a satellite in geostationary orbit // 22nd AMOS Conference Technical Paper, 2021. URL: https://amostech.com/TechnicalPapers/2021/Poster/Skuljan.pdf.

ESA Space Environment Report 2025 / The European Space Agency. 2025. URL: https://www.esa.int/Space_Safety/Space_Debris/ESA_Space_Environment_Report_2025.

Falchi F., Bara S., Cinzano P., Lima R. C., Pawley M. A call for scientists to halt the spoiling of the night sky with artificial light and satellites // Nature Astronomy. 2023. V. 7. P. 237-239. doi: 10.1038/s41550-022-01864-z.

Barentine J.C., Venkatesan A., Heim J., Lowenthal J., Kocifaj M., Bara S. Aggregate effects of proliferating low-Earth-orbit objects and implications for astronomical data lost in the noise // Nature Astronomy. 2023. V. 7. P. 252-258. doi: 10.1038/s41550-023-01904-2.

Gallozzi S., Scardia M., Maris M. Concerns about ground-based astronomical observations: quantifying satellites’ constellations damages // arXiv:2003.05472v3 [astro-ph.IM], 2020. doi: 10.48550/arXiv.2003.05472.

McDowell J.C. The Low Earth Orbit Satellite Population and Impacts of the SpaceX Starlink Constellation // The Astrophysical Journal Letters. 2020. V. 892 (2). Art. L36 (10 p.). doi: 10.3847/2041-8213/ab8016.

Lawrence A., Rawls M.L., Jah M., Boley A., Di Vruno F., Garrington S., Kramer M., Lawler S., Lowenthal J., McDowell J., McCaughrean M. The case for space environmentalism // Nature Astronomy. 2022. V. 6. P. 428-435. doi: 10.1038/s41550-022-01655-6.

Hainaut O.R., Williams A.P. Impact of satellite constellations on astronomical observations with ESO telescopes in the visible and infrared domains // Astronomy & Astrophysics. 2020. V. 636. Art. 121. doi: 10.1051/0004-6361/202037501.

Lawler S.M.,Boley A.C.,Rein H. Visibility Predictions for Near-Future Satellite Megaconstellations: Latitudes near 50° will Experience the Worst Light Pollution // The Astronomical Journal. 2022. V. 163 (1). Art. 21 (14 p.). doi: 10.3847/1538-3881/ac341b.

Mallama A. A Flat-Panel Brightness Model for the Starlink Satellites and Measurement of their Absolute Visual Magnitude // arXiv:2003.07805v1 [astro-ph.IM], 2020. doi: 10.48550/arXiv. 2003.07805.

Mallama A. Starlink Satellite Brightness Before VisorSat // arXiv:2006.08422v1 [astro-ph.EP], 2020. doi: 10.48550/arXiv.2006.08422.

Cole R.E. A Sky Brightness Model for the Starlink ‘Visorsat’ Spacecraft - II // arXiv:2107.06026v1 [astro-ph.IM], 2021. doi: 10.48550/arXiv.2107.06026.

Cognion R.L. Observations and Modeling of GEO Satellites at Large Phase Angles // 14th AMOS Conference Technical Paper, 2013. URL: https://amostech.com/TechnicalPapers/2013/POSTER/COGNION.pdf.

Захваткин М.В. Моделирование видимого блеска космического аппарата «Спектр-Р» для планирования астрометрических наблюдений // Машиностроение и компьютерные технологии. 2013. № 5. С. 303-311.

Pharr M., Jakob W., Humphreys G. Physically based rendering: from theory to implementation. 4th ed. San Francisco: Morgan Kaufmann Publishers, 2023. 1266 p.

Rhodes B. Skyfield: High precision research-grade positions for planets and Earth satellites generator // Astrophysics Source Code Library. Record ascl:1907.024. July 2019.

Jakob W., Speierer S., Roussel N., Nimier-David M., Vicini D., Zeltner T., Nicolet B., Crespo M., Leroy V., Zhang Z. Mitsuba 3 renderer: компьютерная программа. Версия 3.0.1. 2022. URL: https://mitsuba-renderer.org (дата обращения: 20.10.2025).

McCue G.A., Williams J.G., Morford J.M. Optical characteristics of artificial satellites // Planet. Space Sci. 1971. V. 19 (8). P. 851-868.

Carassa F., Ciavoli Cortelli L.A., Macchia M., Tirro S. The SIRIO programme // Acta Astro-nautica. 1978. V. 5. P. 385-413.

Burden S., Sjoedin P. Sirio in HBF 3 chamber in building 24 at ESTEC // ESA Space Heritage Image Project. 2023. URL: https://ship.esa.int/ISS/view.jsp?cid=ESTEC-PHOTO-1977.03.893.

Mitsuba 3 Documentation. Smooth diffuse material (diffuse) // Mitsuba Renderer Project. URL: https://mitsuba.readthedocs.io/en/latest/src/generated/plugins_bsdfs.html#smooth-diffuse-material-diffuse.

Mitsuba 3 Documentation. Rough conductor material (roughconductor) // Mitsuba Renderer Project. URL: https://mitsuba.readthedocs.io/en/latest/src/generated/plugins_bsdfs.html#rough-conductor-material-roughconductor.