Project


Missile/Seismic Mathematics
#0008


General Information  

Full Title
Conversion of expertise in missile navigation to mathematical geophysics, and particularly to the problems of ecology and natural hazards.

Tech Area / Field
  • ENV-SEM: Environment / Seismic Monitoring

Status
1 2 3 4 5 6 7 8
 Project completed

Senior Project Manager
Compton J

Project Officer/Assistant
Pavlenko I N

Leading Institute
IIEPT (Earthquake Prediction)

Supporting institutes

Collaborators
  • Royal Observatory of Belgium
  • Universiteit Utrecht
  • Kyoto University / Disaster Prevention Research Institute
  • Institut de Physique du Globe
  • British Geological Survey
  • International Center for Theoretical Physics
  • Cornell University / Institute for the Study of Continents
  • Tokai University / Department of Marine Science
  • California Institute of Technology / Seismological Laboratory
  • Observatoire de Nice

Project Summary  

PURPOSE: To convert the group of weapon scientists, working on missile navigation, without loss of their high mathematical level, to participation in non-military research in mathematical geophysics, oriented to the problems of ecology and natural disasters.

For that purpose this group will be integrated into joint frontier research with the scientists, already working on these problems.

EXPECTED RESULTS:

Development of new models of structure and dynamics of the Earth:
- models of short-term dynamics of lithosphere, with applications to earthquake prediction;
- new theoretical methods for Inverse problem for stress-fields in the solid Earth;
- development of computational models of geophysical hydrodynamics.

Development of methodology of solution of inverse problem for ionosphere, with application to Investigation of ozone holes.

Development of methodology of analysis of satellite data for pattern recognition of tectonic structures, presenting special interest for the study of ecology, natural disasters and mineral deposits.

FEASIBILITY of these results is confirmed by the fact that the participating scientists from the IIEPT have Important results in these areas of geophysics and close contacts with scientists from Belgium, France, Italy, Japan, Netherlands, USA, and other countries.

THE SCOPE OF ACTIVITY of the project will Include the following five stages:
(I) joint seminars to Involve the weapon scientists into mathematical geophysics and to formulate the concrete problems;
(II) theoretical analysis of selected problems by joint subgroups;
(III) creation of algorithms and software;
(IV) numerical analysis and real data processing;
(V) preparation of final reports.

The international contacts of the IIEPT will be widely used during the project execution. They will include visits of the former weapons scientists from IMM to the foreign scientific centers.

METHODOLOGY includes the methods of applied mathematics which are used for creation of algorithms for navigation and control of missiles and in mathematical geophysics. The experience in the theory of dynamical systems (IMM) and the theory of chaos (IIEPT) will be merged for the study of dynamics of the lithosphere. The experience in numerical modeling (IMM, IIEPT) will be transferred jointly to geophysical models (IIEPT). The experience in pattern recognition and scene analysis (IMM) will be merged with [geophysical pattern recognition (IIEPT) based on geophysical and geological data.

ЦЕЛЬ: Переориентировать группу ученых, работающих в области навигации ракет, на мирные исследования в области математической геофизики, ориентированные на проблемы экологии и стихийных бедствий, и при этом использовать их высокую математическую квалификацию.

С этой целью указанная группа будет включена в передовые исследования совместно с учеными, уже работающими над этими проблемами.

ОЖИДАЕМЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ:

Разработка новых моделей структуры и динамики Земли:
- модели коротко-периодной динамики литосферы с приложениями к прогнозу землетрясений;
- новые теоретические методы для решения обратных задач об определении полей напряжений в твердой Земле;
- разработка численных моделей геофизической гидродинамики.

Разработка методологии решения обратной задачи для ионосферы с применением к исследованию озоновых дыр.

Разработка методологии анализа спутниковых данных для распознавания тектонических структур, представляющих особый интерес для изучения экологии, стихийных бедствий и месторождений полезных ископаемых.

ДОСТИЖИМОСТЬ этих результатов подтверждается тем, что участвующие ученые из МИТП РАН имеют важные результаты в соответствующих областях геофизики и тесные контакты с учеными из Бельгии, Франции, Италии, Японии, Нидерландов, США и других стран.

ОБЛАСТЬ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ в рамках Проекта будет включать следующие пять этапов:
(I) совместные семинары, чтобы включить ученых, занимавшихся разработкой вооружений, в исследования по математической геофизике и сформулировать конкретные задачи;
(II) теоретический анализ выбранных задач силами объединенных подгрупп;
(III) создание алгоритмов и математического обеспечения;
(IV) численный анализ и обработка реальных данных;
(V) подготовка завершающих отчетов.

Международные связи МИТП РАН будут широко использованы во время исполнения Проекта. Это будет включать визиты ученых из ИММ, занимавшихся разработкой вооружений, в зарубежные научные центры.

МЕТОДОЛОГИЯ включает методы прикладной математики, которые используются как для создания алгоритмов навигации ракет и управления ими, так и в математической геофизике. Опыт в теории динамических систем (ИММ) и теории хаоса (МИТП РАН) будет объединен для изучения динамики литосферы. Опыт в численном моделировании (ИММ, МИТП РАН) будет совместно перенесен на геофизические модели (МИТП РАН). Опыт в распознавании образов и анализе сцен (ИММ) будет объединен с геофизическим распознаванием образов (МНТП РАН), основанном на геофизических и геологических данных.