На засіданні Вченої ради Інституту 7 грудня 2023 року обговорено та ухвалено перелік найважливіших результатів фундаментальних та прикладних досліджень, які отримані науковцями інституту протягом 2023 року при виконанні бюджетних, конкурсних тем та міжнародних та національних грантів. Затверджений перелік передається у Бюро Відділення інформатики для опублікування у звіті ГАГ України.

Перелік основних результатів досліджень у 2023 році

І. Фундаментальні дослідження

1. Запропоновано і досліджено двоетапний метод розв'язання некоректних задач ідентифікації систем із складною динамікою. На першому з використанням SVD-розкладання досліджуються особливості ганкелевих матриць, сформованих з експериментальних даних. Ці результати використовуються на другому етапі для формування більш інформативного вхідного сигналу і за даними відгуку на нього розв'язується остаточна задача ідентифікації (чл.-кор. НАН України В.Ф. Губарев).
2. Узагальнено та удосконалено відомий метод розв'язання задачі синтезу керування кутовим рухом космічного апарату (КА) шляхом її розбиття на кінематичну та динамічну підзадачі для розв'язання задач синтезу керування одночасними кутовим та просторовим рухами КА. Цей метод застосовано для створення алгоритмів керування зближенням активного КА з пасивним, що обертається. За допомогою комп'ютерного моделювання проілюстровано нечутливість цих алгоритмів до структурно-параметричних збурень. (В.В. Волосов, В.М. Шевченко).
3. Досліджено акустико-гравітаційни хвилі (АГХ) в моделі квазіізотермічної атмосфери з шумовим збуренням вертикального профілю температури. Для опису цих хвиль було отримано стохастичне рівняння в наближенні Бурре. Знайдено акустико-гравітаційні хвильові моди в термосфері Землі, амплітуда яких не залежить від висоти. (чл.-кор. НАН України О.К. Черемних, А.К. Федоренко, В.М.Лашкін, С.О. Черемних, О.О. Кронберг – Мюнхенський університет, Німеччина).
4. Досліджено збурення від сонячного термінатора за даними вимірювань амплітуд ДНЧ радіосигналів на середньоширотній європейській трасі GQD-A118 (Великобританія-Франція). Отримані результати вказують на переважну реалізацію на сонячному термінаторі хвильових гармонік, що відповідають умові синхронізму з джерелом (чл.-кор. НАН України О.К. Черемних, А.К. Федоренко, А.Д. Войцеховська, Ю.О. Селіванов, Istvan Ballai, Gary Verth, Viktor Fedun – Шеффілдський університет, Великобританія).
5. Вивчено поширення АГХ у горизонтально неоднорідних вітрових течіях атмосфери. Досліджено основні ефекти впливу течій на фільтрацію спектру та зміну амплітуд хвиль. Отримано теоретичну залежність амплітуд АГХ від швидкості вітру, яка добре узгоджується з даними супутникових спостережень цих хвиль у полярній термосфері (А.К. Федоренко, Є.І. Крючков, чл.-кор. НАН України О.К. Черемних, І.Т. Жук, С.В. Мельничук).
6. Отримано нелінійні рівняння, що описують динаміку збурень у неоднорідній самогравітуючій рідині з врахуванням її обертання. Аналітичні рішення цих рівнянь було знайдено у вигляді тривимірних вихрових дипольних солітонів. Досліждено короткохвильові іонно-циклотронні хвилі в плазмі, що спостерегаються у магнітосфері Землі, за допомогою методу перетворення зворотньої задачі розсіювання для солітонів (В.М. Лашкін, чл.-кор. НАН України О.К. Черемних).
7. За даними європейського космічного апарату «Кластер-ІІ» проведено комплексний аналіз турбулентних і хвильових процесів у хвості магнітосфери Землі. За експериментальними даними вивчено трансформацію енергії в турбулентному середовищі струмового шару магнітосфери Землі. Досліджено природу турбулентного режиму плазми у хвості магнітосфери (Л.В. Козак, Б.А. Петренко, О.О. Кронберг– Мюнхенський університет, Німеччина).
8. Сформовано основні положення методології оцінювання індикаторів цілей сталого розвитку на основі супутникових даних для задач моніторингу водних ресурсів. Наукова та практична значимість отриманих на даному етапі результатів полягає у підвищенні ефективності застосування космічних даних та їх впровадженні в практику природоохоронної та природоресурсної діяльності (чл.-кор. НАН України О.П. Федоров, Л.В. Підгородецька, Л.М. Колос).
9. Побудовано з використанням супутникових радіолокаційних зображень Sentinel-1 карти зміни поверхневих вод нижньої течії Дніпра та Каховського водосховища після підриву дамби Каховської ГЕС російськими військами на початку червня 2023 р., розроблено рекомендації щодо удосконалення оцінювання національних індикаторів ЦСР з використанням супутникових даних. Запропонований у рамках дослідження метод визначення зон затоплення та обміління у подальшому використовуватиметься для розрахунку індикатора ЦСР 6.6.1. (чл.-кор. НАН України О.П. Федоров, Л.В. Підгородецька, Л.М. Колос).
10. Розроблено методологію визначення прямих пошкоджень сільськогосподарських полів від війни на основі машинного навчання і безкоштовних супутникових даних (Н.М. Куссуль, А.Ю. Шелестов, Б.Я. Яйлимов, М.С. Лавренюк, Г.О. Яйлимова).
11. Встановлено стійкі кореляційні залежності між економічними показниками окремих галузей промисловості та сільського господарства і непрямими індикаторами, такими як нічне освітлення та якість повітря (Н.М. Куссуль, А.Ю. Шелестов, Б.Я. Яйлимов, М.С. Лавренюк, Г.О. Яйлимова).
12. Розроблено методологію оцінки істотних змінних ЦСР 15.3.1 («Частка землі, яка деградувала, від загальної площі землі») та 2.4.1 («Відношення продуктивних та стійких сільськогосподарських земель до всієї площі сільськогосподарських земель») на основі мультимодальних даних, машинного навчання та біофізичного моделювання (Н.М. Куссуль, А.Ю. Шелестов, Б.Я. Яйлимов, М.С. Лавренюк, Г.О. Яйлимова).
13. Побудовано аналітичну теорію, яка описує випромінювання лінії електропередачі з частотою 50 або 60 Гц в діапазоні висот від поверхні Землі до магнітосфери. Теорія описує фізичну модель генерації цього випромінювання, а також набір аналітичних рішень, які визначають параметри випромінювання у заданій точці космічного простору в залежності від параметрів лінії електропередачі та умов на шляху радіохвилі. Отримані результати вказують на принципову можливість використання супутникових вимірювань для потреб дистанційного спостереження та оцінювання параметрів наземних джерел електроенергії, навіть у регіонах, де їх безпосередній моніторинг може бути ускладненим (Г.В. Лізунов).

ІІ. Прикладні дослідження

1. Розроблено інформаційну технологію та побудовано геопросторові продукти оцінки істотних змінних ЦСР 15.3.1 («Частка землі, яка деградувала, від загальної площі землі») та 2.4.1 («Відношення продуктивних та стійких сільськогосподарських земель до всієї площі сільськогосподарських земель») (Н.М. Куссуль, А.Ю. Шелестов, Б.Я. Яйлимов, М.С. Лавренюк, Г.О. Яйлимова).
2. З застосуванням нового динамічного фільтру з використанням еліпсоїдів отримано розв'язок задачі визначення параметрів відносного руху некооперованого космічного апарату, що перебуває у стані вільного некерованого руху, з використанням його відеозображень. Отримані результати планується використати при розробці та створенні навігаційної системи зближення та стикування сервісного космічного апарату, який розробляється групою підприємств космічної галузі України під керівництвом ТОВ «Курс-орбітал» (https://kursorbital.com/) (чл.-кор. НАН України В.Ф. Губарев, М.М. Сальніков, С.В. Мельничук, М.М. Шевченко, Л.В. Максимюк).
3. Розроблено базову версію інформаційної системи наукових даних, зібраних в результаті діяльності України в антарктичному регіоні. Система інстальована на апаратних засобах Національного антарктичного наукового центру України та завантажена набором тестових даних Система адресується постановникам антарктичних вимірювань і спостережень, фахівцям з суміжних областей та широкому науковому загалу. Слід очікувати, що після введення в експлуатацію зазначена система не поступатиметься за своїми характеристиками кращім світовим аналогам, а оригінальна пошукова платформа системи буде затребувана міжнародним загалом користувачів антарктичних даних (Г.В. Лізунов).