Аннотация: Настоящая работа посвящена развитию макроскопических методов анализа физики высоких энергий. В практически важном случае черной дыры в релятивистской космологической модели (вселенной де Ситтера) рассмотрено описание ее эволюции в рамках феноменологического подхода, аналогичного классической термодинамике, когда площадь черной дыры играет роль энтропии, а поверхностная гравитация, соответственно, роль температуры. Предметом исследования стали способы расчета эффективных термодинамических величин черной дыры. При подсчете энтропии черной дыры использована гипотеза взаимозависимости горизонта событий и космологического горизонта. Для решения поставленной задачи использованы системный и структурно-функциональный подходы, методы космологии, релятивисткой механики и геометрической теории тяготения Эйнштейна, в частности, точные решения уравнений общей теории относительности с космологической постоянной для метрики Рейснера – Нордстрёма при описании пространства-времени. Найдено аналитическое решение для подсчета полной энтропии сферически симметричной статичной заряженной черной дыры в модели Рейснера – Нордстрёма для пространства де Ситтера. Показано, что выражение для энтропии включает в себя не только сумму энтропий горизонта событий черной дыры и космологического горизонта, но также дополнительный член, учитывающий перепутывание между ними. Полученные результаты термодинамики черных дыр углубляют аналогию с первым началом классической термодинамики, что расширяет применимость подхода для космологических исследований.

Ключевые слова: Теоретическая физика, Космология, Общая теория относительности, Вселенная де Ситтера, Метрика Рейснера-Нордстрема, Физика черных дыр, Горизонт событий, Космологический горизонт, Энтропия, Поверхностная гравитация

Abstract: The paper studies the development of the macroscopic methods of high-energy physics analysis. The authors consider the evolution of black holes within the phenomenological approach, analogous to classical thermodynamics, in which the black hole area determines its entropy, and the surface gravitation, correspondingly, - the temperature, in the framework of the relativist cosmological model (de Sitter universe). The research subject is the ways of calculation of effective thermodynamic properties of black holes. To calculate a black hole entropy, the authors apply the event horizon and cosmological horizon interdependence hypothesis. To accomplish the research task, the authors apply the system and structural-functional approaches, the methods of cosmology, relativistic mechanics and Einstein’s geometric theory of gravitation, in particular, the exact solutions of the Einstein field equations with the cosmological constant for the Reissner- Nordström metric for the space-time description. The authors find the analytical solution for the calculation of the total entropy of a spherically symmetric charged black hole in the Reissner- Nordström model for de Sitter universe. The paper shows that the expression for entropy includes not only the sum of entropies of the event horizon and cosmological horizon of the black hole, but also the additional term, taking into account their entanglement. The obtained results of black hole thermodynamics extend the analogy with the first law of thermodynamics, thus broadening the applicability of the approach to the cosmological studies. 

Keywords: Black holes Physics, Reissner–Nordström metric, de Sitter space, General relativity theory, Cosmology, Theoretical Physics, Event horizon, Cosmological horizon, Entropy, Surface gravity

Аннотация: Работа посвящена методологическим подходам и оценке возможности практического использования технологии получения и обработки информации о местоположении, составе и распределении аэрозольных облаков, водных взвесей и других частиц в атмосфере Земли с использованием активных оптических систем (лазеров и фотонных счетчиков). Целью работы является анализ перспектив быстрого создания с использованием услуг стороннего контрактора нового поколения высокотехнологических средств измерительного оборудования, включая космическую и наземную компоненты на примере лидарной технологии системы НАСА по контролю переноса облаков и атмосферных аэрозолей (Cloud Aerosol Transport System - CATS), установленной в комплексе японского экспериментального необитаемого (внешнего) модуля (Japanese Experimental Module - Exposed Facility - JEM-EF) Международной космической станции (International Space Station - ISS). Для решения поставленной задачи применялись системный и структурно-функциональный подходы. Использовались общефизические и инженерные методы, в частности, методы астрометрии, спектрофотометрии, оптоэлектроники, лазерной техники и инженерного дизайна. В течение февраля 2016 года компоненты технологии и сам комплекс космических измерений в составе двух 25 Вт многоволновых твердотельных импульсных лазеров и тридцати двух лавинных многоканальных фотодетекторов успешно проработали в открытом космическом пространстве в течение более 300 часов и обеспечили сбор и накопление практической информации о характеристиках аэрозолей и некоторых газов в атмосфере Земли. Продемонстрирована практическая возможность привлечения малого коллектива разработчиков частной компании Fibertek, Inc. для быстрого и оптимального по затратам создания нового поколения космических лидаров, включая такие высокотехнологические операции, как конструирование и дизайн, создание работоспособного изделия, его тестирование и размещение в космическом пространстве.

Ключевые слова: НАСА, Международная космическая станция, Перенос облачных аэрозолей, Загрязнение, Атмосфера Земли, Лазерная система обнаружения, Лидар, Твердотельный лазер, Лавинный фотодетектор, Оптическая инженерия

Abstract: The paper studies the methodological approaches and evaluates the possibility to use the technology of acquiring and processing information about the location, composition and distribution of aerosol clouds, water suspensions and other particles in Earth’s atmosphere using active optical instruments (lasers and photon counters). The research purpose is the analysis of the prospects of creation of the new generation of high technology measurement instruments using the external company services, including the space and land-based components, analogous to NASA’s lidar Cloud Aerosol Transport System, basing in the Exposed Facility of the Japanese Experimental Module of the International Space Station. To solve the research task, the authors apply the system and structural-functional approaches. The authors use the general methods of physics and engineering methods, particularly, the methods of astrometry, spectrophotometry, optoelectronics, laser technology and engineering design. The technology components and the space measurement complex, including two 25W multiwave solid-state impulse lasers and 32 avalanche multichannel photodetectors, had successfully worked for more than 300 hours in outer space during February 2016 and helped collect practical information about the characteristics of aerosols and some gases in Earth’s atmosphere. The authors demonstrate practical possibility to involve a small group of engineers of the private Fibertek, Inc. company for the fast and cost-competitive creation of the new generation of space lidars, including such high-technology operations as construction and design, creation of an operational product, its testing and deployment in space. 

Keywords: Lidar, Laser detection system, Atmosphere of Earth, Pollution, Cloud Aerosol Transport, International Space Station, NASA, Solid-state laser, Avalanche photodetector, Optical Engeneering

Аннотация: Настоящая работа посвящена разработке элементов теории и методов представления измерительной информации и определения параметров движения ракет-носителей и космических аппаратов. Предметом исследования стали системы траекторных измерений, определяющие параметры движения летательных аппаратов в беззапросном режиме при полигонных испытаниях образцов ракетно-космической техники. Параметры принимаемого сигнала от бортового передатчика функционально связаны с параметрами движения объекта. Наиболее просто эта связь проявляется в виде допплеровского смещения частоты, что используется для определения орбит космических аппаратов и других движущихся объектов. Вместе с тем принятый сигнал несёт также информацию о дальности до объекта, поскольку с момента излучения сигнала происходит его запаздывание, пропорционально времени распространения радиоволн. Целью работы является определение условий для расширения вектора состояния определяемого объекта и измерения дальности в беззапросном режиме. Для решения поставленных задач применялись модернизированный морфологический анализ как основа генерации новых идей, формирования системы моделей и поиска закономерностей путем систематизированного обобщения знаний на различных уровнях их представления, а также системный и структурно-функциональный подходы. Были использованы методы линейной алгебры, математического моделирования случайных процессов и компьютерных методов обработки измерительной информации. В работе решена практически важная задача повышения точности определения параметров движения беззапросным методом с одновременным привлечением дополнительных измерительных функций. Анализ показал, что использование теоремы о расширении вектора состояния даёт возможность не только повысить достоверность анализа летных качеств испытываемых аппаратов, но также сократить количество испытательных пусков при полигонной отработке образцов ракетно-космической техники.

Ключевые слова: Ракетно-космическая техника, Летно-технические характеристики, Информационно-измерительные системы, Метод наименьших квадратов, Допплеровские системы, Фазовые методы, Матрица ошибок, Обратная матрица, Матрица частных производных, Обработка информации

Abstract: The author develops the theory elements and the methods of measurement data presentation and the definition of the flight parameters of launch and space vehicles. The research subject is the system of trajectory measurements, defining the flight parameters of aircrafts in a non-query mode during the rocket and space machinery units field testing. The parameters of a signal, received from the on-board transmitter, are functionally connected with the object’s flight parameters. This connection is expressed as the Doppler frequency shift and used for the measurement of orbits of spacecrafts and other flying objects. Besides, the received signal bears the information about the distance to the object, which can be calculated using the signal lag, proportional to the radio-wave transmission time. The purpose of the study is to define the conditions for the extension of a spacecraft state vector and the distance measurement in a non-query mode. To accomplish this task, the author applies the modernized morphological analysis as a basis for the generation of new ideas, the formation of the system of models and the search for patterns via the systematized generalization of knowledge on different levels, and the system and structural-functional approaches. The author uses the methods of linear algebra, mathematical modeling of stochastic processes and computer methods of measurement data processing. The author solves the practically important problem of increase of flight parameters defining accuracy via the non-query method using additional measurement functions. The analysis shows that the application of the state vector extension theory allows not only increasing the validity of the analysis of flight parameters of the tested aircrafts, but also reducing the number of test launches during the rocket and space units field testing. 

Keywords: Confusion matrix, Phase methods, Doppler systems, least squares method, Information-measuring system, Flight characteristics, Rocket and space machinery, Inverse matrix, Partial derivative matrix, Information processing

Аннотация: Работа посвящена анализу современных проблем совершенствования космической безопасности как важного элемента космической деятельности Европейского Союза. Недавно представленная Глобальная стратегия ЕС по иностранным делам и политике безопасности (EU Global Strategy for Foreign and Security Policy) содержит планы деятельности в ряде ключевых сфер для Европы, включая космическое пространство. В частности, Европейский Союз взял на себя обязательство гарантировать возможности расширения независимого доступа в космос, обеспечивать безопасность своих активов, размещенных в космическом пространстве, а также содействовать принятия добровольного кодекса поведения в космосе. Европейский Союз объективно заинтересован в укреплении безопасности в космосе, поскольку связанные с ним услуги формируют значительную часть европейской экономики и содействуют эффективной реализации ее энергетической политики, решению проблем миграции и пограничного контроля, а также внутреннего и международного антикризисного управления. Предметом исследования стала разработка рекомендаций к проекту Европейской космической стратегии (European Space Strategy) на основе оценки существующих космических программ и перспектив их модернизации. Особое внимание уделено мерам оптимизации политики космической безопасности, в том числе, путем балансирования сугубо защитных мер с иными мерами обеспечения устойчивости космической деятельности. Для решения поставленных задач применялись общелогические методы научного исследования, компаративного (в том числе сравнительно-правового и сравнительно-исторического) анализа. Также использованы методы общей теории систем, оценки и управления рисками, прогнозирования безопасности жизнедеятельности объектов космической инфраструктуры. Показано, что помимо поддержки и развития существующих программ обеспечения безопасности на Земле, таких как программы Copernicus (глобальное автономное непрерывное наблюдение Земли), программы Galileo (спутниковая система навигации) и дальнейшего развития проекта космической связи (GOVSATCOM), Европейскому Союзу целесообразно предусмотреть дополнительные серьезные инвестиции в сфере обеспечения безопасности самого космического пространства, в том числе, путем защиты объектов космической инфраструктуры от угроз из космоса. В частности, речь идет об ускоренном развитии и расширении возможностей существующей системы космического слежения и наблюдения (Space Surveillance and Tracking - SST) и активизации деятельности на международных форумах для поощрения ответственного поведения в космическом пространстве, что, в конечном итоге, может способствовать принятию добровольного международного кодекса поведения. Продемонстрировано, что, повышение комплексности и многоаспектности космической политики ЕС вместе с мерами по расширению числа участников космической деятельности и созданию возможностей для их согласованной работы, будут способствовать сохранению и углублению лидерских позиций Европейского Союза в космосе.

Ключевые слова: Политика безопасности, Космическая безопасность, Космическая стратегия, Галилео, Правительственная спутниковая связь, Коперникус, Космическое наблюдение, Космическое слежение, Международный кодекс поведения, Европейский союз

Abstract: The recently unveiled EU Global Strategy on Foreign and Security Policy presents bold and ambitious plans in several increasingly important domains for Europe, including outer space. The EU has committed itself to securing an autonomous access to space, providing security for its space-based assets, and promoting the adoption of a voluntary code of conduct in space. With the evolving dynamics in astropolitics, space security has become an ever more important aspect of space activities. Clearly, the EU has a vested interest in space security, whereas space-enabled services form an important part of European economy and contribute to the effective implementation of its energy policy, migration, border control as well as domestic and international crisis management. Since the EU is currently in the process of drafting a European Space Strategy, it should seize the opportunity to take stock of its existing space programs and lay out a promising way forward. The research subject is the recommendations for the European Space Strategy projects based on the assessment of the existing space programs and the prospects of their modernization. The author applies the general logical methods and comparative analysis (comparative-legal and comparative-historical). The author also uses the methods of the general system theory, risk assessment and management, and prognostication of safety of space infrastructure objects. Besides reinforcing the existing Copernicus and Galileo programs and further developing the Governmental Satellite Communications (GOVSATCOM) project, the EU should make a significant investment in space security, particularly through boosting its Space Surveillance and Tracking (SST) capabilities and actively working on the international fora to promote a responsible behavior in outer space that could be eventually transformed into a voluntary international code of conduct. Through a comprehensive space policy and by reinforcing its autonomy in outer space, the EU will not only strengthen its foreign and security policy, but also reconfirm its relevant role in global affairs.

Keywords: Space Surveillance, Copernicus, Governmental Satellite Communications, Galileo, Space Strategy, Space Security, Security Policy, Space Tracking, International code of conduct, European Union

Аннотация: Предметом настоящего исследования являются особенности инновационного развития ракетно-космической промышленности в Российской Федерации. На основе комплексного анализа внешних и внутренних вызовов, а также институционального и правового контекста, в котором происходит текущее реформирование отрасли, выявлены барьеры на пути качественных перемен в развитии важнейшего сектора российской экономики. Показано, что в условиях новых вызовов особое значение приобретает задача повышения адаптивных свойств российской ракетно-космической отрасли, ее способностей к внутренним изменениям и большей открытости. Для решения поставленных задач были использованы системный, структурно-функциональный, сравнительно – исторический, сравнительно – правовой, формально-логический и другие методы исследования. Сделан вывод, что, исходя из особенностей целей и задач, стоящих перед ГК «Роскосмос», госкорпорация объективно приобретает характеристики уникального по масштабу и сложности института развития в специфическом секторе отечественной экономики, несмотря на то, что этот институциональный статус и соответствующие функции формально не закреплены в федеральном законодательстве. Отмечено, что от успеха модернизации ракетно-космической отрасли зависит возможность удержания Россией лидерских позиций в освоении и использовании космического пространства.

Ключевые слова: Роскосмос, Ракетно-космическая промышленность, Институт развития, Программа инновационного развития, Открытые инновации, Государственно-частное партнерство, Мезоэкономический анализ, Исследования и разработки, Инновационный кластер, Технологическая платформа

Abstract: The research subject is the peculiarities of innovative development of the rocket and space industry in the Russian Federation. Based on the complex analysis of external and internal challenges and the institutional and legal context of this sector reforming, the authors detect the obstacles to quantitative changes in the development of one of the key sectors of Russia’s economics. The study shows that in the context of the new challenges, the improvement of adaptive capacities of the rocket and space industry of Russia and its capacity for internal changes and transparency is of a prime importance. To accomplish the research tasks, the authors apply the system, structural-functional, comparative-historical, comparative-legal, formal-logical and other research methods. The authors conclude that in terms of the peculiarities of the goals and tasks of the “Roscosmos” company, it is becoming a unique institution, according to its scale and complexity, working in the sphere of development of a specific sector of Russia’s economics, though its institutional status and the related functions haven’t been formally legalized in the federal legislation. The authors note that the successful modernization of the rocket and space industry determines the possibility for Russia to remain the leader in the field of space exploration.  

Keywords: Meso-economic analysis, Public-private partnership, Open innovation, Innovative development program, Development institution, Rocket and space industry, Roscosmos, Research and Development, Innovation cluster, Technology platform

Аннотация: Объектом исследования является национальное законодательство, регулирующее космическую деятельность. Предмет исследования – изменения, свидетельствующие о возникновении новых трендов в развитии космического права. На основе сравнительного анализа нормативных правовых актов различных стран, документов международных организаций (в частности, Юридического подкомитета Комитета ООН по использованию космического пространства в мирных целях, Управления ООН по вопросам космического пространства и др.), позиций международного экспертного сообщества рассмотрены принципиальные подходы, связанные с регулированием режима иностранных компаний, осуществляющих космическую деятельность в национальной юрисдикции других стран. Для решения поставленных задач были использованы формально-логический, компаративный (сравнительно – исторический, сравнительно – правовой) и другие методы научного исследования. Отмечено, что рост «космического сектора» экономики объективно ведет к повышению общего уровня инновационного развития страны, в связи с чем многие страны реализуют политику, нацеленную на привлечение в свою юрисдикцию иностранных компаний, осуществляющих космическую деятельность. Выявлены три модели решения этой задачи. Сделан вывод о возникновении нового тренда в космическом праве, ориентированного на создание «особо благоприятных юрисдикций» для космической деятельности. Указаны причины, влияющие на оформление этого тренда, а также связанные с ним вызовы для системы международного космического права.

Ключевые слова: Космическое право, Жесткое право, Мягкое право, США, Бельгия, Люксембург, Франция, Россия, Туркменистан, Украина

Abstract: The research object is national legislation, regulating space activities. The research subject is the changes, testifying the emergence of new trends in space law development. Based on the comparative analysis of statutory instruments of different countries, international organizations (particularly, the UN Committee on the Peaceful Uses of Outer Space, the UN Office for Outer Space Affairs, etc.) and the positions of the world expert community, the author studies the fundamental approaches to the regulation of the regime of foreign companies, involved in space activities within national jurisdiction of other states. To accomplish the research tasks, the author applies the formal-logical, comparative (comparative-historical, comparative-legal) and other research methods. The author notes that the growth of the “space sector” of the economy objectively leads to the increase of the general level of innovative development of the country; it encourages other countries to attract foreign companies, involved in space activities, to their national jurisdiction. The author defines three ways to solve this problem; concludes about the emergence of a new trend in space law, aimed at the creation of “favourable jurisdictions” for space activities; describes the factors, influencing the formation of this trend, and the related challenges to the global space law system.  

Keywords: Russia, France, Luxembourg, Belgium, USA, Soft Law, Hard Law, Space Law, Turkmenistan, Ukraine