Email this article 
Estimating the Asteroid’s Impact Risk under Significant Nonlinearity in the Orbit Determination Problem
- Authors: Baturin A.P.1
-
Affiliations:
- Research Institute of Applied Mathematics and Mechanics, Tomsk State University, Tomsk, Russia
- Issue: Vol 57, No 4 (2023)
- Pages: 373-384
- Section: Articles
- URL: https://journals.rcsi.science/0320-930X/article/view/134984
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0320930X23030015
- EDN: https://elibrary.ru/HYISTY
- ID: 134984
Cite item
Open Access
Access granted
Subscription Access
Abstract
A method has been developed for estimating the probability of an asteroid impact on the Earth. The method is based on the detection of impact orbit tubes in the initial confidence region, taking into account the nonlinearity in the problem of orbit determination. The method consists in sequential iteration of level surfaces of the minimized function and conditionally minimizing the distance from the asteroid to the Earth on them in some considered approach of the asteroid to the Earth. An approximate method has been developed for calculating the confidence level at any point in the initial region with a noticeable nonlinearity in the orbit determination problem. The impact risk is estimated by applying this method to the identified tube of impact orbits. The method has been tested for a number of potentially dangerous asteroids in their expected approaches to Earth.
About the authors
A. P. Baturin
Research Institute of Applied Mathematics and Mechanics, Tomsk State University, Tomsk, Russia
Author for correspondence.
Email: apbaturin@mail.tsu.ru
Россия, Томск
References
- Батурин А.П. Выявление областей столкновительных орбит с помощью цилиндрических аппроксимаций и оценивание вероятности столкновения астероидов с Землей // Изв. вузов. Физика. 2012. Т. 55. № 10-2. С. 34–49.
- Батурин А.П. Выявление столкновительных орбит астероидов с помощью представления начальной доверительной области в виде последовательности эллипсоидальных гиперповерхностей // Изв. вузов. Физика. 2016. Т. 59. № 10. С. 145–150.
- Батурин А.П. Выявление столкновительных орбит астероидов с помощью условной минимизации расстояния до Земли // Астрон. вестн. 2020. Т. 54. № 6. С. 560–566. (Baturin A.P. Detection of asteroid impact orbits using conditional minimization of the distance to the Earth // Sol. Syst. Res. 2020. V. 54. № 6. P. 550–556.)
- Батурин А.П. Выявление столкновительных орбит астероидов при заметной нелинейности в задаче улучшения орбиты // Астрон. вестн. 2022. Т. 56. № 5. С. 335–343. (Baturin A.P. Detection of collisional asteroid orbits under observable nonlinearity in the problem of orbit improvement // Sol. Syst. Res. 2022. V. 56. № 5. P. 318–326.)
- Железнов Н.Б. Влияние корреляционных связей между орбитальными параметрами астероида на определение вероятности его столконовения с планетой методом Монте-Карло // Астрон. вестн. 2010. Т. 44. № 2. С. 150–157. (Zheleznov N.B. The influence of the correlations between an asteroid’s orbital parameters on the estimation of the probability of planetary collision by the Monte Carlo method // Sol. Syst. Res. 2010. V. 44. № 2. P. 136–143.)
- Ивашкин В.В., Стихно К.А. О предотвращении возможного столкновения астероида Апофис с Землей // Астрон. вестн. 2009. Т. 43. № 6. С. 502–516. (Ivashkin V.V., Stikhno C.A. On the prevention of a possible collision of asteroid Apophis with the Earth // Sol. Syst. Res. 2009. V. 43. № 6. P. 483–496.)
- Прохоренко В.И. Об анализе тесных сближений двух космических тел на близких почти круговых орбитах // Космич. исслед. 2010. Т. 48. № 6. С. 541–548.
- Розенфельд Б.А. Многомерные пространства. М.: Наука, 1966. 648 с.
- Соколов Л.Л., Башаков А.А., Борисова Т.П., Петров Н.А., Питьев Н.П., Шайдулин В.Ш. Траектории соударения астероида Апофис с Землей в XXI веке // Астрон. вестн. 2012. Т. 46. № 4. С. 311–320. (Sokolov L.L., Bashakov A.A., Borisova T.P., Petrov N.A., Pitjev N.P., Shaidulin V.S. Impact trajectories of the asteroid Apohpis in the 21st century // Sol. Syst. Res. 2012. V. 46. № 4. P. 291–300.)
- Сюсина О.М., Черницов А.М., Тамаров В.А. Построение доверительных областей в задаче вероятностного исследования движения малых тел Солнечной системы // Астрон. вестн. 2012. Т. 46. № 3. С. 209–222. (Syusina O.M., Chernitsov A.M., Tamarov V.A. Construction of confidence regions in problem on probabilistic study into motion of minor bodies of the Solar system // Sol. Syst. Res. 2012. V. 46. № 3. P. 195–207.)
- Черницов А.М., Тамаров В.А., Баранников Е.А. Оценивание вероятности столкновения астероида с Землей методом Монте-Карло // Изв. вузов. Физика. 2016. Т. 59. № 5. С. 84–91.
- Черницов А.М., Сюсина О.М., Тамаров В.А. Оценивание нелинейности в задаче построения доверительных областей движения потенциально опасных астероидов, наблюдаемых в одной оппозиции // Изв. вузов. Физика. 2014. Т. 57. № 12. С. 139–145.
- Черницов А.М., Тамаров В.А., Баранников Е.А. Построение доверительных областей в задаче определения орбит астероидов // Астрон. вестн. 2017. Т. 51. № 5. С. 432–440. (Chernitsov A.M., Tamarov V.A., Barannikov Y.A. Construction of confidence regions in the problem of asteroid orbit determination // Sol. Syst. Res. 2017. V. 51. № 5. P. 400–408.)
- Everhart E. An efficient integrator that uses Gauss–Radau spacings // Proc. 83rd Colloq. Int. Astron. Union “Dynamics of Comets: Their Origin and Evolution”. Rome, June 11–15, 1984 / Eds Carusi A., Valsecchi G.B. Dordrecht: D. Reidel, 1985. P. 185–202.
- Ivashkin V.V., Stikhno C.A. A problem of the orbit correction for the near-Earth asteroid Apophis // 58th Int. Astronautical Congress-2007, Hyderabad, India, September 24–28, 2007. Proc., ISSN 1995-6258), Paper IAC-07-C1.7.08.
- Ivashkin V.V., Stikhno C.A. Analysis of correction of asteroid Apophis’ orbit providing its collision with the Moon // Int. Meeting “Fundamental and applied problems of mechanics-2018”. IOP Conf. Series: J. Physics: Conf. Ser. 1301 (2019) 012003 IOP Publishing, 2019. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1301/1/012003.
- Milani A. Asteroid impact monitoring // Serb. Astron. J. 2006. V. 172. P. 1–11.
- Milani Andrea, Chesley Steven R., Sansaturio M.E, Bernardi F., Valsecchi G.B., Arratia O. Long term impact risk for (101955) 1999RQ36 // Icarus. 2009. V. 203. № 2. P. 460–471.
Supplementary files
