WWW.NAUKA.X-PDF.RU
БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА - Книги, издания, публикации
 


Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 9 |

«Дудник Алексей Владимирович УДК 523.2:520.6.05:520.662 ДИНАМИКА РАДИАЦИОННЫХ ПОЯСОВ И ФОНОВОГО РАДИОИЗЛУЧЕНИЯ В ОКОЛОЗЕМНОМ ПРОСТРАНСТВЕ КАК ИНДИКАТОР ПРОЯВЛЕНИЙ СОЛНЕЧНОЙ АКТИВНОСТИ ...»

-- [ Страница 1 ] --

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

ХАРЬКОВСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ В.Н. КАРАЗИНА

Дудник Алексей Владимирович

УДК 523.2:520.6.05:520.662

ДИНАМИКА РАДИАЦИОННЫХ ПОЯСОВ И ФОНОВОГО

РАДИОИЗЛУЧЕНИЯ В ОКОЛОЗЕМНОМ ПРОСТРАНСТВЕ КАК

ИНДИКАТОР ПРОЯВЛЕНИЙ СОЛНЕЧНОЙ АКТИВНОСТИ



Специальности 01.03.02 – астрофизика, радиоастрономия 05.07.12 – дистанционные аэрокосмические исследования Диссертация на соискание научной степени доктора физико-математических наук

Научный консультант:

доктор физ.-мат. наук, профессор член-корреспондент НАН Украины Залюбовский Илья Иванович Харьков – 2014

СОДЕРЖАНИЕ

СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ…………………………………..

ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………

РАЗДЕЛ 1. ЗАРЯЖЕННЫЕ ЧАСТИЦЫ ВЫСОКИХ ЭНЕРГИЙ И

ВЫСОКОЧАСТОТНОЕ РАДИОИЗЛУЧЕНИЕ МАГНИТОСФЕРЫ

ЗЕМЛИ ………………………………………………………………………... 29

1.1. Общая характеристика и основные параметры космической погоды ……………………………………………………………………… 30

1.2. Обнаружение и основные особенности спорадического радиоизлучения в дециметровом и сантиметровом диапазонах длин волн…………………………………………………………………………. 32 1.2.1. Методика проведения наблюдений в далеко разнесенных пунктах………………..…………………………………………………… 33 1.2.2. Типы спорадических явлений в радиоизлучении фона и статистические характеристики всплесков …………………………….. 33 1.2.3. Связь спорадического фонового радиоизлучения с солнечными явлениями.………………………………………………………………… 36 1.2.4. Взаимосвязь спорадического радиоизлучения с полярными сияниями и солнечной активностью.………………………………….... 37

1.3. Спорадические радиовсплески околоземного пространства в метровом диапазоне длин волн ……………………………………….….. 39 1.3.1. Комплексные измерения РОКП на частотах 200–206 МГц..….... 39 1.3.2. Три временных группы повышений уровня фона радиоизлучения в средних широтах...…………………………………... 41 1.3.3.. Радиошумы во время солнечного затмения ……………………. 43 1.3.4. Динамические спектры радиошумов магнитосферы в метровом диапазоне длин волн …………………………………………………….. 44 1.3.5. Наблюдения спорадического РОКП на частотах 38 и 325 МГц.. 46

1.4. Радиационные пояса в магнитосфере Земли: источники поступления частиц и механизмы их потерь…………………………….. 47

1.5. Наблюдения повышенных потоков электронов вне зон захваченной радиации во время нестационарных процессов…………... 52

–  –  –

РАЗДЕЛ 2. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА ПО

НАБЛЮДЕНИЮ ВСПЛЕСКОВ ФОНОВОГО ВЫСОКОЧАСТОТНОГО

РАДИОИЗЛУЧЕНИЯ………………………………………………………… 63

2.1. Технические характеристики антенных систем для приема спорадического радиоизлучения околоземного пространства………….. 64

2.2. Измерения диаграммы направленности и коэффициента усиления антенной решетки для приема радиоизлучения на частоте f1 = 151.5 МГц ……………………………………………………………… 68

2.3. Структура и параметры радиоприемных трактов.………………… 72

2.4. Автоматизация системы регистрации и записи спектральной плотности мощности фонового СВЧ радиоизлучения

–  –  –

РАЗДЕЛ 3. СВЯЗЬ ВСПЛЕСКОВ ФОНОВОГО

ВЫСОКОЧАСТОТНОГО РАДИОИЗЛУЧЕНИЯ С СОЛНЕЧНЫМ

ВЕТРОМ И ВАРИАЦИЯМИ ГЕОМАГНИТНОГО ПОЛЯ………...……… 85

3.1. Генерация ВЧспорадических радиовсплесков после солнечной протонной вспышки 24 сентября 1993 года……………………………… 86

3.2. Взаимосвязь спорадических радиовсплесков на частоте f1 = 151.5 МГц с потоками частиц в межпланетном пространстве и на геостационарной орбите…………………………………………………… 89

3.3. Магнитосферный источник радиовсплесков на средних широтах во время магнитной бури 22 октября 1999 года…………………………. 94 3.3.1. Гелиофизическая обстановка и межпланетное магнитное поле.. 96 3.3.2. Геофизическая обстановка и магнитное поле Земли ………....... 97 3.3.3. Потоки электронов на геостационарной орбите ………………… 99 3.3.4. Радиовсплески на частоте 151.5 МГц и магнитное поле Земли на средних широтах по наземным измерениям ………………………... 103 3.3.5. Сравнительный спектрально-временной анализ радиофона и горизонтальной компоненты магнитного поля ……………………….. 104 3.3.6. Динамика энергичных частиц на высоте 500 км по данным космического аппарата SAMPEX.…………………………………….... 107 Заключение к разделу 3.………………………….……………………….. 110

РАЗДЕЛ 4. ПОИСК ВЗАИМОСВЯЗИ ОКОЛОЗЕМНЫХ





РАДИОВСПЛЕСКОВ И ДИНАМИКИ ЭНЕРГИЧНЫХ ЧАСТИЦ ПО

ДАННЫМ ПРИБОРА МКЛ НА ИСЗ КОРОНАСФ………………………. 113

4.1. Характеристики вспышки 4 ноября 2001 года.………………….… 114

4.2. Условия в магнитосфере и околоземном межпланетном пространстве……………………………………………………………….. 115

4.3. Радиоизлучение околоземного пространства во время и после вспышки……………………………………………………………………. 118 4.3.1. Наблюдения спорадического радиоизлучения в далеко разнесенных пунктах………..……………………………………………. 119 4.3.2. Спорадические радиовсплески в окрестности солнечной вспышки 4 ноября 2001 г. ……………………………………………….. 121

4.4. Радиофон на высоких частотах во время вспышки…………………. 123

4.5. Динамика энергичных электронов в магнитосфере Земли по данным космического аппарата «КОРОНАСФ»….…………………… 125

4.6. Высыпания частиц по данным спутника POLAR…………………… 127 Заключение к разделу 4.………………………….……………………….. 129

РАЗДЕЛ 5. РАДИООТКЛИК МАГНИТОСФЕРЫ ЗЕМЛИ НА ФАЗЕ

РОСТА СОЛНЕЧНОЙ АКТИВНОСТИ В ОКТЯБРЕ 2003 ГОДА……….. 132

5.1. Спорадические радиовсплески околоземного пространства в качестве дополнительного параметра космической погоды...…………. 133

5.2. Солнечная и магнитосферная активность в период с 14 по 26 октября 2003 г. …………………………………………………………….. 135 5.2.1. Аппаратура и экспериментальные данные……………………… 135 5.2.2. Два периода второй половины октября 2003 г. в проявлениях солнечной активности в межпланетном пространстве и магнитосфере Земли……………………………………………………. 136 5.2.3. Солнечные радиовсплески в декаметровом диапазоне и СВЧ спорадическое радиоизлучение фона………………………………….. 137 5.2.4. Энергичные частицы в межпланетном пространстве и фоновое СВЧ радиоизлучение в период с 20 по 26 октября 2003 г……………. 139

5.3. Обсуждение результатов наземных и спутниковых наблюдений…. 142

5.4. Оценки синхротронного радиоизлучения релятивистских электронов в магнитном поле Земли на частотах 38 и 325 МГц……….. 144 Заключение к разделу 5 …………………………………………………… 149

РАЗДЕЛ 6. СПУТНИКОВЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ С ПРИБОРОМ

„СТЭПФ” НА БОРТУ КОСМИЧЕСКОГО АПАРАТА

„КОРОНАСФотон”………………………………………………………...... 152

6.1. Международный проект „КОРОНАСФотон”……….………..……. 153

6.2. Цели и задачи проведения эксперимента с прибором СТЭП-Ф в составе комплекса научной аппаратуры „Фотон” ………………………. 155

6.3. Конструкция и характеристики спутникового телескопа электронов и протонов СТЭП-Ф…………………………………………. 156

6.4. Обмен информационными потоками между прибором СТЭП-Ф и бортовыми служебными системами КА «КОРОНАСФотон»………… 162

6.5. Компьютерное моделирование, настройка электрических параметров и испытания образцов прибора……………………………… 168 6.5.1. Технические и научные параметры прибора……………….…... 171 6.5.2. Моделирование процессов прохождения частиц через материалы детекторов ………………………………………………….. 172 6.5.3. Градуировка с помощью ионного циклотрона Института Физических и Химических проблем RIKEN, г. Токио, Япония……... 178

6.6. Экспресс-анализ полученных с прибора экспериментальных данных………………………………………………………………………. 184

6.7. Оценка качества научной информации в ходе начального этапа летных испытаний прибора………………………….……………………. 186

Заключение к разделу 6 …………………………………………………… 188

РАЗДЕЛ 7. ДИНАМИКА ПОТОКОВ ЭЛЕКТРОНОВ ВО

ВНУТРЕННЕЙ МАГНИТОСФЕРЕ ЗЕМЛИ……………………………..… 191

7.1. Особенности изучения потоков электронов высоких энергий с помощью прибора СТЭП-Ф………….……………………………...….... 191

7.2. Распределения потоков электронов в разных энергетических диапазонах на высоте 550 км……………………………………………… 193

7.3. Эмпирические значения времен жизни электронов внешнего радиационного пояса …………………………………………………..…. 197

7.4. Определение времени жизни электронов внутреннего радиационного пояса ……………………………………………...……… 203

7.5. Вариации потоков электронов во внешних слоях магнитосферы… 205

7.6. Особенности вариаций потоков электронов на разных стадиях геомагнитной возмущенности…………………………………………… 211 Заключение к разделу 7.…………………………………………………… 215

РАЗДЕЛ 8. ИССЛЕДОВАНИЕ РАДИАЦИОННЫХ ПОЯСОВ С

ПОМОЩЬЮ ПРИБОРА СТЭП-Ф И РЕНТГЕНОВСКОГО

СПЕКТРОФОТОМЕТРА SPHINX НА БОРТУ КОСМИЧЕСКОГО

АППАРАТА «КОРОНАС-ФОТОН»…….………………………………….. 218

8.1. Регистрация потоков частиц магнитосферного происхождения спутниковыми рентгеновскими солнечными фотометрами …..……….. 219

8.2. Характеристика солнечного рентгеновского фотометра SphinX и особенности регистрации энергетических спектров…………………….. 220

8.3. Вариации потоков частиц по данным телескопа СТЭП-Ф и спектрофотометра SphinX…………………………………………………. 223

8.4. Пороговые значения регистрации электронов прибором SphinX внутри Бразильской магнитной аномалии……………………………….. 229

8.5. Изменение формы энергетического спектра первичных электронов внутри Бразильской магнитной аномалии…........……………………… 231 Заключение к разделу 8.…………………………………………………… 237

РАЗДЕЛ 9. ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЙ ВНУТРЕННИЙ ЭЛЕКТРОННЫЙ

РАДИАЦИОННЫЙ ПОЯС В МАГНИТОСФЕРЕ ЗЕМЛИ……………… 241

–  –  –

9.2. Пространственная и долготная зависимость регистрации основного и дополнительного внутреннего радиационных поясов……. 246

9.3. Регистрация дополнительного электронного пояса в области Южно-Атлантической магнитной аномалии…………………………….. 248

9.4. Сравнительный анализ профилей радиационных поясов по данным приборов СТЭПФ и SphinX…………………………………….. 251 Заключение к разделу 9.…………………………………………………… 253 ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ…………………………………. 256 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ………………………… 262 ПРИЛОЖЕНИЕ А. Письмо Проректора ХНУ имени В.Н. Каразина Директору Института Астрофизики МИФИ № 1314/Д-085 от 22.05.2008 г………………………………………………………………… 292 ПРИЛОЖЕНИЕ Б. ПРОТОКОЛ испытаний технологического образца КНА «ФОТОН» в ИАФ МИФИ от 14 сентября 2006 года……………… 293 ПРИЛОЖЕНИЕ В. ПРОТОКОЛ тепловакуумных испытаний блока внешних приборов КНА «КОРОНАСФотон» в г. Истра Московской обл. от 15 марта 2007 года…………………………………………………. 303 ПРИЛОЖЕНИЕ Г. ПРОТОКОЛ тепловакуумных испытаний блока детекторов СТЭП-ФД технологического образца прибора СТЭП-Ф в г. Истра Московской области от 16 марта 2007 года…………………… 306 ПРИЛОЖЕНИЕ Д. ПРОТОКОЛ входного контроля технологического образца прибора СТЭП-Ф в г. Истра Московской области от 12 апреля

–  –  –

ПРИЛОЖЕНИЕ Е. АКТ проведения 1 этапа комплексных испытаний технологического образца КНА «ФОТОН» в г. Истра Московской области от 20 июля 2007 года………………………………………………. 312 ПРИЛОЖЕНИЕ Ж. АКТ по результатам комплексных испытаний летного образца КНА «ФОТОН» в составе летного образца КА «КОРОНАС-Фотон» в г. Истра Московской области от 22 ноября 2008 года……………………………………………………………………… 317 ПРИЛОЖЕНИЕ З. АКТ по итогам комплексных испытаний летного образца КНА «ФОТОН» в составе летного образца КА «КОРОНАС-Фотон» на космодроме «Плесецк» от 14 января 2009 года……………………………………………………………………… 319 ПРИЛОЖЕНИЕ И. ПРОТОКОЛ комплексных предстартовых испытаний летного образца КНА «ФОТОН» в составе собранного летного образца КА «КОРОНАС-Фотон» на космодроме «Плесецк» от 16 января 2009 года………………………………………………………... 320

СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

АТИ адрес тестовой информации АЦП амплитудно-цифровой преобразователь АЧХ – амплитудно-частотная характеристика БАТС бортовая аппаратура телесигнализации БМА Бразильская магнитная аномалия ВЧ высокочастотный ИАФ НИЯУ МИФИ – Институт Астрофизики Национального исследовательского ядерного университета «Московский инженерно-физический институт», г. Москва, Россия ИЗМИРАН Институт Земного Магнетизма, Ионосферы и Распространения Радиоволн Российской академии наук ИСЗ – искусственный спутник Земли ИЭФ НАН Украины – Институт электронной физики Национальной академии наук Украины КА космический аппарат КБВ код бортового времени КВМ корональный выброс массы КГУ – Киевский государственный университет КОВ коротирующая область возмущений КОРОНАС Комплексные ОРбитальные Околоземные НАблюдения Солнца КрАО – Крымская астрофизическая обсерватория МГУ – Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, г. Москва, Россия ММП межпланетное магнитное поле МШУ – малошумящий усилитель МЦД Мировой Центр Данных НАНУ – Национальная академия наук Украины НИИЭМ – Научно-исследовательский институт электромеханики, г. Истра Московской области, Россия НИИ ЯФ МГУ – научно-исследовательский институт ядерной физики имени Д.В. Скобельцына МГУ имени М.В. Ломоносова НИРФИ – научно-исследовательский радиофизический институт ОКП – околоземное космическое пространство ПК персональный компьютер РАН – Российская академия наук РОКП – радиоизлучение околоземного космического пространства РП радиационный пояс СВЧ сверхвысокочастотный СПМШ спектральная плотность мощности шума ССРНИ – система сбора и регистрации научной информации СТЭПФ – спутниковый телескоп электронов и протонов комплекса научной аппаратуры «Фотон»

СТЭП–ФД – блок детекторов прибора СТЭП-Ф СТЭП–ФЭ – блок электроники прибора СТЭП-Ф ТИ тестовая информация УФ ультрафиолетовый УПТ – усилитель постоянного тока ЮАА Южно-Атлантическая аномалия GEANT Geometry And Tracking программа для моделирования прохождения элементарных частиц через вещество с использованием методов Монте-Карло RIKEN – Rikagaku Kenkysho Институт физических и химических проблем, г. Токио, Япония

ВВЕДЕНИЕ

Изучение солнечно-земных связей в последние годы приобретает все большее развитие и значение для жизнедеятельности человечества.

Различные проявления солнечной активности имеют влияние не только на такие структурные части магнитосферы Земли, как головная ударная волна, переходный слой, магнитопауза, плазмасфера, радиационные пояса и ионосфера, в которых происходят нестационарные процессы. Известно, что солнечные вспышки в отдельных линиях оптического диапазона, рентгеновские, ультрафиолетовые и другие всплески на Солнце воздействуют на изменение климата, здоровье человека, изменяют толщину озонового слоя, коррелируют с колебаниями земной коры. Поэтому актуальными являются вопросы о поисках и установлении новых индексов солнечной и геофизической активности, которые бы соответствовали друг другу и адекватно отображали процессы, происходящие в хромосфере и короне Солнца, а также в магнитосфере Земли.

Например, такие известные индексы солнечной активности, как число и площадь солнечных пятен практически не отображают процессы в магнитосфере, например, такие, как геомагнитные бури. В периоды глубокого минимума солнечной активности почти отсутствуют хромосферные вспышки, наблюдаемые наземными телескопами в традиционных линиях оптического диапазона. Однако в последние годы с развитием высокочувствительных обсерваторий космического базирования все большее внимание стали уделять солнечным микровспышкам, значительно расширяющим знания о природе солнечной активности. К примеру, в 2009 году обсерватория «ТЕСИС» на низкоорбитальном спутнике «КОРОНАСФотон» накопила большое количество информации о солнечных микровспышках в период минимума между 23-им и 24-ым циклами солнечной активности.

В последнее время ведется поиск тех агентов, воздействие которых на состояние магнитосферы, ионосферы и человеческую деятельность наиболее эффективно. Все большее внимание уделяется корональным дырам, рентгеновским вспышкам, корональным выбросам массы, наблюдаемым в различных участках электромагнитного диапазона – от ультрафиолетового до рентгеновского, солнечным радиовсплескам в декаметровом, метровом и дециметровом диапазонах длин волн. Солнечный ветер, как стационарный, так и высокоскоростной, изучается прямыми и косвенными методами.

Прямыми методами проводится мониторинг параметров ветра с помощью аппаратуры на спутниках космической погоды в пространственной точке либрации L1 в системе Солнце-Земля. Среди косвенных методов выделяется эффективный метод радиопросвечивания межпланетной среды сигналами космических радиоисточников.

С другой стороны, земная магнитосфера и отдельные ее составляющие части реагируют не всегда адекватно на приход высокоскоростных потоков солнечного ветра, межпланетных ударных волн и солнечных космических лучей, являющихся переносчиками многочисленных проявлений солнечной активности к околоземному пространству. Одним из показателей магнитосферной возмущенности является высокочастотное широкополосное радиоизлучение околоземного космического пространства (РОКП).

Поскольку электромагнитные волны высокочастотного (ВЧ) и сверхвысокочастотного (СВЧ) диапазонов проходят беспрепятственно через ионосферу Земли, не реагируют с намного меньшими плазменными волнами плазмасферы Земли, они могут отображать процессы взаимодействия потоков солнечного ветра и солнечных энергичных заряженных частиц с самыми высокими слоями магнитосферы Земли.

Обнаруженная в 1970-х годах XX-го столетия глобальная связь всплесков спорадического РОКП в дециметровом диапазоне длин волн с проявлениями солнечной активности не дает пока ответа о причинах и механизмах генерации этих всплесков, о взаимосвязи с солнечными энергичными частицами, динамикой радиационных поясов Земли, фазами геомагнитных бурь и суббурь. Накопление статистики и более детальное сопоставление с экспериментальными данными о состоянии геомагнитного поля, потоках энергичных заряженных частиц в различных слоях магнитосферы и в межпланетном пространстве позволит определить место и роль спорадических радиовсплесков фона в характеристике космической погоды.

Ударные фронты высокоскоростных потоков солнечного ветра влияют на перераспределение потоков заряженных частиц в радиационных поясах Земли. Известно, что во время сильных геомагнитных бурь пространственный зазор между внутренним и внешним электронными радиационными поясами заполняется частицами, и на определенное время возникает новый пояс радиации, который затем исчезает. На межпланетных ударных фронтах происходит ускорение заряженных частиц, генерация плазменных и низкочастотных волн, которые могут быть причиной пополнения и ускорения частиц в радиационных поясах, появлений высыпающихся потоков на высотах полетов низкоорбитальных спутников.

Накопленные за последние годы экспериментальные данные о радиационных поясах указывают на значительное отличие пространственно-временных и энергетических распределений электронов и протонов от стандартных моделей NASA AE8/AP8 RADBELT для минимума и максимума солнечной активности. Применение высокочувствительных методик регистрации, накопления, хранения и передачи данных с научной аппаратуры космических аппаратов позволяет расширить знания о динамике частиц не только в радиационных поясах и области над Бразильской магнитной аномалией, но и в тех областях, где частиц ранее не наблюдали.

Актуальность темы. Жизнь на Земле полностью зависит от энергии Солнца.

Поэтому исследование изменений потоков солнечной энергии и их влияний на ближайшую к нашей планете окружающую среду представляет непосредственно практический интерес. Фундаментальное значение имеет взаимодействие солнечной энергии с атмосферой, ионосферой и магнитосферой Земли. Энергия Солнца передается в различных диапазонах электромагнитных волн и в широком энергетическом спектре солнечных космических лучей, высокоскоростных потоков солнечного ветра. Известна корреляция авроральных полярных сияний, геомагнитных бурь и ослаблениями и замираниями коротковолновой радиосвязи с солнечными вспышками. В связи с этим очевидна необходимость изучения причин воздействия, каналов передачи возмущений и прогнозирования последствий.

Одной из перспективных методик изучения и понимания нестационарных процессов, которые происходят в околоземном космическом пространстве, является работа в направлении «взаимодействие волначастица». Это обусловлено необходимостью прогнозирования радиационной обстановки на высотах полетов искусственных спутников Земли, влиянием ионизирующего излучения на конструкционные и оптические материалы, электронные приборы орбитальных станций и здоровье космонавтов; влиянием высыпаний частиц в атмосферу Земли на кратковременные пропадания коротковолновой радиосвязи. Как показывают последние исследования, существует возможность прогнозирования сейсмической активности и разных проявлений человеческой деятельности посредством динамики электромагнитных и корпускулярных излучений в околоземном космическом пространстве.

С развитием новых технологий в области научного космического приборостроения; новых методик в ядерных исследований, таких, как усовершенствование технологии изготовления сцинтилляционных и кремниевых детекторов высокоэнергичных заряженных частиц, PIN разработка высокоинтегрированной цифровой электроники, разработка (104-106) кремниевых фотоприемников с большими внутренними коэффициентами усиления, разработка кремниевых рентгеновских дрейфовых детекторов, разработка и запуск в ближнее космическое пространство флотилии микро и наноспутников открывают возможность в экспериментальном исследовании облаков и пучков заряженной радиации магнитосферного, солнечного и межпланетного происхождения и их взаимовлияния и взаимопроникновения друг в друга. Поэтому задача углубления знаний о динамически изменяющейся многокомпонентной структуре солнечноземных связей и разработки новых методик определения индексов космической погоды остается актуальной и постоянно уточняющейся.

Связь работы с научными программами, планами, темами. Работа выполнялась в Харьковском национальном университете имени В.Н. Каразина Министерства образования и науки Украины в рамках госбюджетных тем «Моніторинг радіовипромінювання магнітосфери Землі в різних діапазонах довжин хвиль» (номер государственной регистрации ИА01008649Р, 1992-1995 гг.), «Дослідження надвисокочастотного радіовипромінювання магнітосфери Землі на початку 23-го циклу сонячної активності» государственной регистрации (номер 0197U008117;

19961997 гг.), «Дослідження високочастотного радіовипромінювання навколоземного простору перед і під час проведення міжнародного супутникового експерименту «Фотон» з вивчення сонячної активності і сонячно-земних зв’язків» (номер государственной регистрации 0198U005319, 1998 г.), «Дослідження тригерного механізму у сонячно-земних зв’язках методами експериментальної ядерної фізики та радіофізики на етапі підготовки космічного експерименту “Фотон”» (номер государственной регистрации 1999-2001 гг.), «Дослідження тригерних 0100U003294, магнітосферних явищ та нетрадиційних методів реєстрації космічних випромінювань надвисоких енергій» (номер государственной регистрации 0103U004213, 2002-2004 гг.), в рамках хоздоговорных тем «Розробка ескізного проекту на створення спектрометра частинок “СТЕП” космічного експерименту “Попередження”» государственной регистрации (номер 0195U02730, 1995 г.), «Розробка моделей розподілу потоків іонізуючих випромінювань природного походження і розрахунки дозного розподілу в елементах бортової апаратури при їх впливу» (номер государственной регистрации 0194U017505, 1993 г.), в рамках Государственного Заказа «Астрофізичні дослідження за допомогою міжнародних орбітальних обсерваторій» государственной регистрации (номер 0105U003946;

20052007 гг.), Государственного Контракта «Дослідження сонячної активності і сонячно-земних зв’язків за допомогою космічного комплексу “Коронас-Фотон”» (номер государственной регистрации 0108U009376, 2008 г.), и его продолжения «Введення в експлуатацію приладу СТЕП-Ф космічного комплексу “Коронас-Фотон”» (номер государственной регистрации 0108U009376, 2008 г.).

Цель и задачи исследования. Целью работы является исследование динамики пространственно-временных распределений потоков электронов высоких энергий под радиационными поясами Земли и высокочастотного спорадического радиоизлучения околоземного пространства в зависимости от различных проявлений солнечной активности, условий в межпланетном пространстве и магнитосфере Земли.

Задачами исследования являются:

1. Разработка новых методов получения информации о физических процессах, протекающих околоземном космическом пространстве, магнитосфере и под радиационными поясами Земли.

2. Создание комплекса наземной аппаратуры и космического инструмента для регистрации спорадического радиоизлучения в СВЧ радиодиапазоне и потоков энергичных частиц под радиационными поясами Земли.

3. Долговременные наземные и орбитальные наблюдения и накопление экспериментального материала о вариациях мощности спорадического РОКП и динамике потоков высокоэнергичных электронов в магнитосфере Земли, включая радиационные пояса Земли.

4. Анализ пространственно-временных распределений потоков электронов высоких энергий на высоте 550 км в период минимума солнечной активности.

5. Поиск причин, закономерностей и механизмов генерации СВЧ РОКП.

Объект исследований. Объектами исследования являются потоки элементарных заряженных частиц высоких энергий в магнитосфере Земли и высокочастотное и сверхвысокочастотное спорадическое радиоизлучение околоземного космического пространства.

Предмет исследований. Характеристики и динамика спорадического радиоизлучения околоземного космического пространства в метровом и дециметровом длинах волн; вариации потоков и пространственно-временных распределений электронов радиационных поясов Земли в зависимости от условий в межпланетном пространстве и солнечной активности в оптическом, рентгеновском и радио диапазонах в периоды максимума и минимума солнечной активности.

Методы исследований. Наблюдения спорадического РОКП на частотах

151.5 и 500 МГц стационарными наземными антенными решетками и автоматизированной регистрирующей установкой; мониторинг потоков электронов в широком диапазоне энергий на высоте 550 км над уровнем поверхности Земли с помощью спутникового телескопа электронов и протонов СТЭП-Ф на борту космического аппарата «КОРОНАС-Фотон»;

компьютерная обработка результатов экспериментов с привлечением данных о солнечной и геофизической активности со спутников космической погоды и наземных обсерваторий.

Достоверность и обоснование полученных результатов подтверждены Протоколами и Актами автономных, стыковочных, тепловакуумных, комплексных и предстартовых испытаний лабораторного, технологического и летного образцов спутникового телескопа электронов и протонов СТЭП-Ф комплекса научной аппаратуры «Фотон» космического аппарата «Коронас-Фотон».

Научная новизна полученных результатов.

1. Впервые показано, что наиболее вероятными областями генерации всплесков спорадического радиоизлучения фона являются внутренние слои магнитосферы Земли, в которых происходят значительные вариации потоков субрелятивистских и релятивистских электронов, высыпающихся из радиационных поясов в атмосферу Земли.

2. Впервые обнаружены потоки электронов промежуточных энергий на высоте 550 км вне областей радиационных поясов, Бразильской магнитной аномалии на всех географических широтах в период минимума 11-летнего цикла солнечной активности, а также в отсутствие геомагнитных возмущений. Впервые определены эмпирические времена жизни электронов с энергиями более 180 кэВ в отрогах внутреннего и внешнего электронных радиационных поясов Ван Аллена.

3. Впервые обнаружен третий, дополнительный электронный пояс в магнитосфере Земли, расположенный под известным внутренним радиационном электронным поясом Ван Аллена и наблюдаемый как вне области Бразильской магнитной аномалии, так и внутри БМА; во время слабых проявлений геомагнитной активности, и в ее отсутствии. Впервые показано, что энергетический спектр электронов в дополнительном поясе имеет более быстро спадающий характер в сравнении со спадающим спектром частиц внутреннего пояса Ван-Аллена.

4. Впервые показано, что на высоте 550 км потоки частиц под электронными радиационными поясами Ван Аллена носят анизотропный характер, в то время, как в области БМА частицы движутся изотропно.

Разработаны и реализованы новые методы автоматизированной 5.

регистрации потоков заряженных частиц высоких энергий на высотах искусственных спутников Земли, и мощности всплесков спорадического радиоизлучения околоземного космического пространства на средних широтах на частотах 151.5 и 500 МГц.

6. Разработаны новые методики определения инструментальных характеристик полупроводниковых и сцинтилляционных детекторов заряженных частиц, узлов аналоговой и цифровой обработки сигналов, позволившие получить абсолютные и относительные калибровочные данные, необходимые для интерпретации результатов.

7. Разработана новая методика исследования условий и областей генерации спорадических СВЧ радиовсплесков, заключающаяся в комплексном анализе наземных и спутниковых данных: о солнечных радиовсплесках;

рентгеновском излучении; солнечном ветре и потоках энергичных частиц в межпланетном пространстве по данным спутников космической погоды;

потоках электронов и вариациях геомагнитного поля на геостационарной орбите; потоках частиц высоких энергий на высотах до 1000 км; наземных данных о вариациях геомагнитного поля и спектральной плотности мощности всплесков РОКП на разных частотах, включая одновременно наблюдаемые в пунктах, расположенных друг от друга на сотни километров.

Практическое значение полученных результатов. Научное значение полученных результатов состоит в следующем:

Метод регистрации всплесков спорадического радиоизлучения околоземного космического пространства на разных частотах в СВЧрадиодиапазоне с помощью наземных антенных решеток позволил идентифицировать различные проявления солнечной и геофизической активности, фазы геомагнитных бурь и вариации потоков субрелятивистских электронов под радиационными поясами Земли. Этот метод открывает возможность введения и использования нового индекса космической погоды без разработки и изготовления дорогостоящих технических средств, устанавливаемых на высокоорбитальных космических аппаратах.

Метод регистрации заряженных частиц промежуточных энергий с помощью позиционночувствительных кремниевых многоэлементных матричных детекторов позволил получить информацию о направлении прихода частиц. В то же время большая суммарная активная площадь детектора ( 15 см2) позволила получить рекордную чувствительность спутникового прибора СТЭП-Ф, позволившую регистрировать потоки электронов с минимальной активностью в тех областях магнитосферы Земли, где ранее полагалось, что они отсутствуют. Данный метод применения сегментированных детекторов с большой активной площадью и с отдельными каналами аналоговой обработки сигналов позволит обнаруживать, регистрировать и определять вариации заряженных частиц с минимальными плотностями потоков в неизученных областях космического пространства.

Созданные сцинтилляционные детекторы толщиной 15 мм на основе монокристаллов йодистого цезия, активированные таллием, просматриваемые кремниевыми фотодиодами большой площади, позволили, с одной стороны, обеспечить спектрометрию космического прибора СТЭП-Ф по энергиям. С другой стороны, применение нескольких сцинтилляционных детекторов в одной плоскости телескопической системы позволило обнажить неоднородную структуру радиационного пояса Земли в области БМА, повысить чувствительность прибора для частиц высоких энергий.

Использование таких детекторов в комбинации с кремниевыми p-i-n фотодиодами большой активной площади, лавинными фотодиодами диодами или с кремниевыми фотоэлектронными умножителями в солнечных, космофизических и лабораторных исследованиях космических лучей позволит уменьшить массогабаритные характеристики, упростить интерпретацию получаемых данных, повысить надежность и продолжительность проводимых экспериментов ввиду высокой радиационной стойкости монокристаллов CsI(Tl).

Метод комплексного анализа спутниковых данных различного уровня о солнечных хромосферных, рентгеновских и протонных вспышках, солнечных радиовсплесках и корональных выбросах массы, потоках солнечного ветра, заряженных частиц высоких энергий в межпланетном пространстве, на геостационарных орбитах и низких околополярных круговых орбитах при обработке и интерпретации данных со спутникового телескопа электронов и протонов СТЭП-Ф позволил получить недоступную ранее детальную информацию о динамике электронов промежуточных и релятивистских энергий на высотах 1000 км от поверхности Земли. Этот метод открывает возможность дальнейшего значительного совершенствования параметров бортовых телескопов в части наблюдения процессов в магнитосфере Земли и в межпланетном пространстве.

Метод привлечения данных о частицах и их вторичном электромагнитном излучении, полученных с прибора предназначенного для SphinX, регистрации рентгеновского излучения, и установленного на том же космическом аппарате, что и прибор СТЭП-Ф, для совместной обработки и интерпретации экспериментального материала, позволил обнаружить анизотропию потоков электронов под радиационными поясами, изотропное распределение частиц на малых высотах в области БМА, разницу в энергетических спектрах электронов на одной и той же высоте в области БМА, внешнем и внутреннем РП. Данный метод совместного комплексного анализа данных космических рентгеновских фотометров и спектрометров энергичных заряженных частиц позволит не только правильно идентифицировать всплески от рентгеновских астрофизических источников, но и решить прикладную задачу предупреждения и защиты чувствительных сенсоров фотометров при повышенных дозах заряженной радиации в космосе.

Личный вклад соискателя состоит в следующем:

сформулировал цели, задачи, основные положения и выводы диссертационной работы;

обосновал выбор частот для приема ВЧ и СВЧ радиошумов магнитосферы;

предложил конструкцию, разработал методику настройки антенн, участвовал в изготовлении и настройке антенн и радиоприемных устройств; разработал методику измерений амплитудно-частотных характеристик радиочастотных трактов для приема радиоизлучения на частотах 151.5 и 500 МГц; предложил модернизацию стационарной установки, методику автоматизации записи уровней СПМШ [69-73];

исследовал процессы генерации спорадических радиовсплесков во время геомагнитной бури 29 сентября 1993 г.; обосновал два подхода к обработке данных; показал, что высокоэнергетические частицы, ускоренные в межпланетном пространстве, и магнитосферные процессы на L 6.6 не являются источником спорадических радиовсплесков [74-88];

исследовал процессы генерации спорадических радиовсплесков на частоте

151.5 МГц во время экстремальной геомагнитной бури 22 октября 1999 г. и их взаимосвязь с параметрами межпланетной и геофизической активности;

совместно с А.В. Дмитриевым и Л.Ф. Черногором показал, что во время внезапных импульсов SC и геобури с магнитудой Dst = 237 нТл увеличение числа спорадических радиовсплесков фона на средних широтах имеет магнитосферное происхождение; обосновал связь спорадических УВЧрадиовсплесков с перераспределением энергичных частиц по питчуглам, радиальной диффузией и ускорением их в магнитосфере во время нестационарных процессов [73, 89-91, 96], совместно с Ю.Ф. Юровским организовал и осуществил совместный эксперимент по изучению спорадического РОКП на 4-х частотах вблизи г. Харькова и в Крыму во время солнечной вспышки большой мощности 4 ноября 2001 года; совместно с Ю.Ф. Юровским и И.Н. Мягковой провел анализ радиовсплесков, наблюдавшихся одновременно в пунктах, разнесенных друг о друга на расстоянии 700 км, и их связи с потоками субрелятивистских электронов на низкоорбитальной орбите по данным приборам МКЛ ИСЗ «КОРОНАСФ»; провел анализ взаимосвязи спорадических радиовсплесков с высыпающимися потоками электронами по данным прибора UVI на борту низкоорбитального полярного спутника POLAR [98-100, 107, 108];

провел комплексный анализ взаимосвязи спорадических радиовсплесков на частотах 151.5 и 500 МГц с солнечными радиовсплесками III типа, поведением частиц в межпланетном пространстве, на геостационарной орбите и под радиационными поясами; предложил механизм генерации наблюдаемых радиовсплесков; сделал оценки синхротронного излучения высыпающихся электронов в геомагнитном поле [32, 33, 100, 131-135, 150, 152];

предложил конструкцию и структуру составных частей спутникового телескопа электронов и протонов СТЭП-Ф; осуществлял общее руководство процессом разработки, изготовления и тестирования образцов прибора СТЭП-Ф; совместно с Т.В. Малыхиной провел компьютерное моделирование откликов телескопической системы прибора на прохождение заряженных частиц высоких энергий через материалы детекторов; совместно с А.В. Спасским, Т. Гока и В.Т. Маслюком осуществил калибровочные измерения блока детектирования СТЭП-ФД на ускорителях частиц в RIKEN (Япония), НИИЯФ МГУ (г. Москва) и в ИЭФ НАН Украины (г. Ужгород) [154, 157-162, 165-183];

провел обработку данных и охарактеризовал общее распределение потоков частиц на высоте 550 км в разных энергетических диапазонах; определил эмпирические значения времен жизни электронов во внешнем и внутреннем радиационных поясах; обнаружил явление опережающих вариаций электронов внутреннего пояса в начальной фазе геомагнитной бури;

обнаружил и объяснил причину заполнения зазора между поясами субрелятивистскими электронами до прихода высокоскоростного потока солнечного ветра [184-187, 191];

провел сравнительный анализ данных с рентгеновского спектрофотометра SphinX и прибора СТЭП-Ф во время геомагнитной бури 58 мая 2009 г.;

определил пороговые значения энергий электронов, регистрируемых детекторами прибора SphinX в БМА и вне области БМА; доказал, что сенсоры прибора регистрируют преимущественно тормозное SphinX излучение от первичных электронов; показал, что на высоте 550 км пространственное распределение энергичных электронов имеет анизотропный характер вне области БМА; определил, что энергетические спектры электронов в области БМА и за ее пределами сильно разнятся друг от друга [206-209, 179, 180, 184];

обнаружил существование дополнительного внутреннего радиационного пояса на широтах, меньших тех, которые соответствуют внутреннему поясу Ван Аллена; показал, что основной и дополнительный пояса регистрируются на долготах, не совпадающих с долготами Бразильской магнитной аномалии;

обосновал вывод о том, что энергетические спектры во внутреннем поясе Ван Аллена и дополнительном на L 1.6 сильно разнятся; обнаружил наличие двух максимумов в плотности потоков электронов внутри БМА, подтверждающую наличие двух внутренних поясов [185, 186, 206-209, 221223].

Апробация результатов диссертационной работы. Результаты, полученные в диссертационной работе, докладывались и обсуждались на таких научных конференциях и семинарах:

Всесоюзный семинар по очень низкочастотным излучениям (ОНЧизлучениям). (Москва, Россия, 1991 г.);

22nd International Cosmic Ray Conference. (Dublin, Ireland, 1991);

23rd International Cosmic Ray Conference (Calgary, Canada, 1993);

24th International Cosmic Ray Conference (Rome, Italy, 1995);

27th International Cosmic Ray Conference (Hamburg, Germany, 2001);

International Workshop "Space Radiation Environment: Empirical and Physical Models" (Dubna, Russia, 1993);

International Conference "Physics in Ukraine" (Kyiv, Ukraine, 1993);

2–й з’їзд Української Астрономічної Асоціації (Київ, Україна, 1993 р.);

3–й з’їзд Української Астрономічної Асоціації (Київ, Україна, 1995 р.);

31st COSPAR Scientific Assembly (Birmingham, Great Britain, 1996);

33rd COSPAR Scientific Assembly (Warsaw, Poland, 2000);

34rd COSPAR Scientific Assembly (Houston, USA, 2002);

39th COSPAR Scientific Assembly (Мysоrе, India, 2012);

International Conference "Programmable Devices and Systems" (PDS'98) (Gliwice, Poland, 1998);

16th European Cosmic Ray Symposium (Alcala, Spain, 1998);

Joint 7th European and 65th Annual Czech Astronomical Conference JENAM– 98 (Prague, Czech Republic, 1998);

International Symposium «From solar corona through interplanetary space, into Earth’s magnetosphere and ionosphere: Interball, ISTP satellites, and ground–based observations» (Kyiv, Ukraine, 2000);

Asia–Pacific Radio Science Conference (Tokyo, Japan, 2001);

Научная сессия «МИФИ–2003» (Москва, Россия, 2003 г.);

Научная сессия «МИФИ–2007» (Москва, Россия, 2007 г.);

Научная сессия «МИФИ–2009» (Москва, Россия, 2009 г.);

Научная сессия «НИЯУ МИФИ–2011» (Москва, Россия, 2011 г.);

EGS–AGU–EUG Joint Assembly (Nice, France, 2003);

3–я Українська конференція з перспективних космічних досліджень (Кацівелі, Крим, Україна, 2003 р.);

9–а Українська конференція з космічних досліджень (Євпаторія, Крим, Україна, 2009 р.);

12–а Українська конференція з космічних досліджень (Євпаторія, Крим, Україна, 2012 р.);

13–а Українська конференція з космічних досліджень (Євпаторія, Крим, Україна, 2013 р.);

28–я Всероссийская конференция по космическим лучам (Москва, Россия, 2004 г.);

International Symposium on Solar Extreme Events of 2003 (Moscow, Russia, 2004);

Международная конференция “«КОРОНАС–Ф»: три года наблюдений активности Солнца, 2001–2004 г.” (Троицк, Россия, 2005 г.);

11th International Symposium on Equatorial Aeronomy (Taipei, Taiwan, 2005);

4th International workshop on High Energy Particle Precipitation in the Atmosphere / SOLAR Influences for Stratospheric Processes and their Role in Climate (HEPPA/SOLARIS–2012) (Boulder, Colorado, USA, 2012);

Conference “in Extreme Ultra Violet (EUV) & X-ray spectroscopy and imaging” (Wroclaw, Poland, 2012);

– научные семинары физико-технического факультета Харьковского национального университета имени В.Н. Каразина и Института теоретической физики имени А.И. Ахиезера ННЦ ХФТИ НАН Украины (2009 г.); Института астрономии Харьковского национального университета имени В.Н. Каразина (2009 г.); Института космических исследований НАН Украины и Государственного космического агентства Украины (2009, 2013 г.г.); Главной астрономической обсерватории НАН Украины (2009 г.); Радиоастрономического института НАН Украины; Института ядерных исследований имени Д.В. Скобельцына Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова (2009 г.); Института астрономии Вроцлавского университета, Республика Польша (2010, 2012, 2013 г.г.); Обсерватории Туорла Университета г. Турку, Финляндия (2012 г.), научные доклады на заседаниях Совета по космическим исследованиям при Президиуме НАН Украины (2010, 2012 г.г.).

Публикации. Основные результаты диссертационного исследования опубликованы на протяжении 1991–2013 гг. в 27 статьях в рецензируемых отечественных и зарубежных научных журналах [32, 33, 70-73, 82, 86, 88, 91, 99, 134, 135, 152, 166-170, 175-177, 181, 185, 186, 206, 207] и в 50 сборниках трудов конференций [69, 74-81, 83-85, 87, 89, 90, 96, 98, 100, 107, 108, 131РАЗДЕЛ 1

ЗАРЯЖЕННЫЕ ЧАСТИЦЫ ВЫСОКИХ ЭНЕРГИЙ И

ВЫСОКОЧАСТОТНОЕ РАДИОИЗЛУЧЕНИЕ МАГНИТОСФЕРЫ

ЗЕМЛИ В Разделе 1 описаны краткие представления о космической погоде, индексах солнечной, межпланетной, геомагнитной и магнитосферной активности. В контексте характеристик магнитосферной активности подробное внимание уделяется современным представлениям о причинах генерации и особенностях спорадических радиовсплесков околоземного космического пространства в СВЧ и ВЧ-диапазонах длин волн на средних широтах. Описаны различные классификации всплесков РОКП по временным и амплитудным характеристикам, временным задержкам и опережениям относительно максимума солнечной вспышки. Представлена связь всплесков РОКП с индексами солнечной и магнитосферной активности, параметрами солнечного ветра и динамикой энергичных электронов под радиационными поясами Земли.

Описаны данные о стационарных распределениях потоков заряженных частиц высоких энергий в земной магнитосфере, механизмы пополнения и причины выхода частиц из магнитных ловушек. Описываются примеры заполнения зазора между электронными поясами частицами высоких энергий во время сильных геомагнитных бурь; гипотезы распада нестационарного спорадического радиационного пояса между внутренним и внешним поясами Ван-Аллена. Представлены зоны нестационарных всплесковых событий в потоках частиц высоких энергий на высотах 1000 км.

Описываются нерешенные задачи в современных знаниях о динамике потоков субрелятивистских электронов в земной магнитосфере, о стационарных распределениях низкоэнергетичных частиц во время минимума солнечной активности; о причинах и механизмах генерации всплесков широкополосного спорадического радиоизлучения околоземного космического пространства на средних широтах.

1.1. Общая характеристика и основные параметры космической погоды Солнце является доминирующим и мощным двигателем процессов в околоземном пространстве и атмосфере Земли. Его воздействие осуществляется через световую и тепловую энергию основных электромагнитных излучений видимого диапазона [1, 2]. Это воздействие включает также едва различимые и эпизодические всплески плазмы и потоков энергичных частиц, которые воздействуют на людей в космосе, на спутниковые системы и современные формы технологий на земной поверхности и вблизи нее. Цепочка передачи энергии от Солнца может схематически выглядеть следующим образом. Солнечные вспышки и корональые выбросы массы могут генерировать обильное количество энергичных частиц, всплески рентгеновского, ультрафиолетового и оптического излучений, а также потоки высокоскоростного солнечного ветра, которые могут иметь экстремальное воздействие на околоземное пространство. Поглощение солнечной энергии и энергии солнечного ветра происходит в экваториальной магнитосфере, геомагнитном хвосте, полярной авроральной зоне, ионосфере, термосфере и мезосфере Земли. Солнечноземные связи не ограничиваются указанными зонами, а простираются глубже

– в стратосферу Земли [3, 4].

Высокоскоростные потоки солнечного ветра и быстрые выбросы корональной массы могут сопровождаться в отдельных случаях сильными межпланетными ударными волнами, иметь направленные к югу компоненты магнитного поля. Последние, в свою очередь, могут порождать значительные эффекты в околоземном пространстве. Современные наблюдательные платформы космического базирования и наземные установки позволяют отследить переносчики энергии от Солнца к земной атмосфере.

Под космической погодой подразумевают условия на Солнце и в солнечном ветре, магнитосфере, ионосфере и термосфере, которые могут повлиять на производительность и надежность бортовых и наземных технологических систем и могут поставить под угрозу человеческую жизнь и здоровье [5]. Новые технологические системы такие, как линии передач электроэнергии, длинные линии кабельной связи, высокочастотная наземная навигация, спутниковая телекоммуникационная связь, GPS навигация, мониторинг погоды, дистанционное зондирование для тактических и стратегических целей, чувствительны к возмущениям космической погоды.

Эти пространственно-чувствительные создания электрических технологий составляют мир творений, из-за которых человечество становится все более зависимым [5].

Основными параметрами космической погоды, измеряемыми на поверхности Земли и в околоземном пространстве, являются компоненты геомагнитного поля, Dstиндекс; интегральные потоки электронов с энергиями, большими, чем 0.6 и 2 МэВ, с 5-минутным временным усреднением, наблюдаемые на геостационарных спутниках серии GOES;

потоки рентгеновского излучения, измеряемые на тех же спутниках GOES в диапазонах 0.54 и 18 с 5минутным временным усреднением; 3-х часовый Криндекс; индекс аврорального электроджета (АЕ) [6].

Современные знания о воздействии разных проявлений солнечной активности позволяют сделать некоторые заключения [7, 8]:

1. Солнечные вспышки сопровождаются всплесками электромагнитного излучения в рентгеновском, ультрафиолетовом и радиочастотном диапазонах длин волн, которые приходят к Земле через 8 минут, и длятся 12 часа. Они влияют на спутниковую связь, возникают помехи в работе радаров, исчезновения сигналов коротковолновых радиостанций.

2. Корональные выбросы массы, генерированные солнечными вспышками, сопровождаются повышенными потоками высокоэнергичных частиц, приходящими к околоземному пространству через 15 минут–несколько часов, и могут длиться несколько дней. Эти потоки могут повлиять на дезориентацию спутников, неправильные показания датчиков, повреждения КА, сбои в работе полезной нагрузки, повышенную радиацию не только внутри КА, но и высотных пассажирских самолетов, исчезновения сигналов коротковолновых радиостанций.



Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 9 |


Похожие работы:

«ЦЕНТРАЛЬНАЯ ПРЕДМЕТНО-МЕТОДИЧЕСКАЯ КОМИССИЯ ВСЕРОССИЙСКОЙ ОЛИМПИАДЫ ШКОЛЬНИКОВ ПО ЛИТЕРАТУРЕ Образцы олимпиадных заданий для муниципального этапа всероссийской олимпиады школьников по литературе в 2013/2014 учебном году Москва 2013 Примерные задания, комментарии к заданиям и критерии оценки заданий муниципального этапа Всероссийской олимпиады школьников по литературе 1. Задания для 7-8 класса Ученики 7-8 классов на муниципальном этапе завершают участие в олимпиаде. Задания для них должны...»

«30 С/15 Annex II ПРИЛОЖЕНИЕ II ВСТУПИТЕЛЬНЫЕ ЗАМЕЧАНИЯ ПОВЕСТКА ДНЯ В ОБЛАСТИ НАУКИ РАМКИ ДЕЙСТВИЙ Цель настоящего документа, подготовленного Секретариатом Всемирной конференции по науке, состояла в том, чтобы облегчить понимание проекта Повестки дня, и с этой же целью решено его сохранить и в настоящем документе. Его текст не представляется на утверждение. НОВЫЕ УСЛОВИЯ Несколько важных факторов изменили отношения между наукой и обществом по 1. мере их развития во второй половине столетия и...»

«История теории ошибок Istoria Teorii Oshibok Берлин, Berlin 2007 Оглавление 0. Введение 0.1. Цели теории ошибок 0.2. Взаимосвязь со статистикой и теорией вероятностей 0.3. Астрономия и геодезия 0.4. Когда и почему возникла теория ошибок 0.5. Содержание книги 0.6. Терминология и обозначения 1. Ранняя история 1.1. Границы и оценки 1.2. Регулярные наблюдения 1.3. Наилучшие условия для наблюдений 1.4. Птолемей 1.5. Некоторое пояснение 1.6. Бируни 1.7. Галилей 1.8. Тихо Браге 1.9. Кеплер 2....»

«От начала и до конца времен 250 основных вех в истории космоса и астрономии Jim Bell The Space BOOK From the Beginning to the End of Time, От начала и до конца времен 250 Milestones in the History of Space & Astronomy 250 основных вех в истории космоса и астрономии Перевод с английского доктора физ.-мат. наук М. А. Смондырева Москва БИНОМ. Лаборатория знаний Моим многочисленным учителям и наставникам за их терпение, мудрость и настойчивые объяснения, что мы должны учитьУДК 52 ББК 22.6г ся на...»

«СОВРЕМЕННЫЕ ОПТИЧЕСКИЕ ТЕЛЕСКОПЫ В. Ю. Теребиж Гос. астрономический институт им. П.К.Штернберга, Московский университет, Россия Крымская астрофизическая обсерватория, Украина В течение четверти века суммарная площадь зеркал всех астрономических телескопов, работающих в оптическом диапазоне длин волн, возросла почти в 10 раз. Современные инструменты позволяют получить более детальные изображения объектов, чем их предшественники, в частности, преодолен «атмосферный барьер» качества изображений....»

«Заявка на конкурс проектов, выполненных с применением PHOTOMOD Lite Наименование номинации: Использование PHOTOMOD Lite в образовании Наименование проекта: Цифровая фотограмметрия в Уральском федеральном университете г. Екатеринбург 2013 г. Заявка на конкурс проектов, выполненных с применением PHOTOMOD Lite Наименование номинации: Использование PHOTOMOD Lite в образовании Наименование проекта: Цифровая фотограмметрия в Уральском федеральном университете Название организации: Уральский...»

«ОП ВО по направлению подготовки научно-педагогических кадров в аспирантуре 03.06.01 Физика и астрономия ПРИЛОЖЕНИЕ 4 Аннотации дисциплин и практик направления Блок 1 «Дисциплины (модули)» Базовая часть Дисциплина История и философия науки Индекс Б1.Б.1 Содержание История и философия науки как отрасли знания; возникновение науки и основные стадии ее исторического развития; структура научного познания, его методы и формы; развитие научного знания; научная рациональность и ее типы; социокультурная...»

«ИЗВЕСТНЫЕ ИМЕНА: АСТРОНОМЫ, ГЕОДЕЗИСТЫ, ТОПОГРАФЫ, КАРТОГРАФЫ АСАРА Фелис де (1746-1811), испанский топограф, натуралист. В 1781-1801 вел первые комплексные исследования зал. Ла-Плата, бассейнов рек Парана и Парагвай. БАЙЕР Иоганн Якоб (1794-1885), немецкий геодезист, иностранный членкорреспондент Петербургской АН (1858). Труды по градусным измерениям. БАНАХЕВИЧ Тадеуш (1882-1954), польский астроном, геодезист и математик. Труды по небесной механике. Создал (1925) и развил т. н. краковианское...»

«Труды ИСА РАН 2007. Т. 31 Задача неуничтожимости цивилизации в катастрофически нестабильной среде А. А. Кононов Количество открытий в астрономии, сделанных за последние десятилетия, сопоставимо со всеми открытиями, сделанными в этой области за всю предыдущую историю цивилизации. Многие из этих открытий стали так же открытиями новых угроз и рисков существования человечества в Космосе. На сегодняшний день можно сделать вывод о том, что наша цивилизация существует и развивается в катастрофически...»

«200 ЛЕТ АСТРОНОМИИ В ХАРЬКОВСКОМ УНИВЕРСИТЕТЕ Под редакцией проф. Ю. Г. Шкуратова БИБЛИОГРАФИЯ РАБОТ ЗА 200 ЛЕТ Харьков – 2008 СОДЕРЖАНИЕ ПРЕДИСЛОВИЕ РЕДАКТОРА 1. ИСТОРИЯ АСТРОНОМИЧЕСКОЙ ОБСЕРВАТОРИИ И КАФЕДРЫ АСТРОНОМИИ.1.1. Астрономы и Астрономическая обсерватория Харьковского университета от 1808 по 1842 год. Г. В. Левицкий 1.2. Астрономы и Астрономическая обсерватория Харьковского университета от 1843 по 1879 год. Г. В. Левицкий 1.3. Кафедра астрономии. Н. Н. Евдокимов 1.4. Современный...»

«Chaos and Correlation International Journal, March 26, 2009 Астросоциотипология Astrosociotypology Луценко Евгений Вениаминович Lutsenko Evgeny Veniaminovich д. э. н., к. т. н., профессор Dr. Sci. Econ., Cand. Tech. Sci., professor Кубанский государственный аграрный Kuban State Agrarian University, Krasnodar, университет, Краснодар, Россия Russia Трунев А.П. – к. ф.-м. н., Ph.D. Alexander Trunev, Ph.D. Директор, A&E Trounev IT Consulting, Торонто, Канада Director, A&E Trounev IT Consulting,...»

«Валерий Болотов Тур Саранжав Великие астрономы Великие открытия Великие монголы Монастыри Владивосток Б 96 Б 180(03)-2007 Болотов В.П. Саранжав Т.Т. Великие астрономы. Великие открытия. Великие монголы. Монастыри Владивосток. 2012, 200 с. Данная книга является продолжением авторов книги Наглядная астрономия: диалог и методы в системе «Вектор». В данной же книги через написания кратких экскурсах к биографиям древних астрономов и персон имеющих отношения к ним, а также событий, последующих в их...»

«Май 1989 г. Том 158, вып. 1 УСПЕХИ ФИЗИЧЕСКИХ НАУК БИБЛИОГРАФИЯ [52+53](083.9) КНИГИ ПО ФИЗИКЕ И АСТРОНОМИИ, ВЫПУСКАЕМЫЕ ИЗДАТЕЛЬСТВОМ «МИР» в 1990 году В план включены наиболее актуальные книги по фундаментальным воп росам физики и астрономии, особенно имеющим непосредственный выход в научно технический прогресс. Уделено также должное внимание книгам учебного и общеобразовательного характера, предназначенным или для широкого круга читателей, или для читателей с физическим образованием по...»

«ДЕПАРТАМЕНТ ОБРАЗОВАНИЯ ГОРОДА МОСКВЫ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ «ВОРОБЬЁВЫ ГОРЫ» ЦЕНТР ЭКОЛОГИЧЕСКОГО И АСТРОНОМИЧЕСКОГО ОБРАЗОВАНИЯ ЦЭиАО Посвящается 90-летию Джеральда М. Даррелла XXXIX-й Ежегодный конкурс исследовательских работ учащихся города Москвы «МЫ И БИОСФЕРА» (с участием учащихся других регионов России) МОСКВА 18 и 25 апреля 2015 года Научные руководители конкурса Дроздов Николай Николаевич, доктор биологических наук, профессор...»

«Гленн Муллин ПРАКТИКА КАЛАЧАКРЫ В. С. Дылыкова-Парфионович КАЛАЧАКРА, ПРОСТРАНСТВО И ВРЕМЯ В ТИБЕТСКОМ БУДДИЗМЕ Ю. Н. Рерих К ИЗУЧЕНИЮ КАЛАЧАКРЫ Беловодье, Москва, 2002г. Перед вами первое издание в России, представляющее одну из самых сокровенных и значительных тантрических практик тибетского буддизма — практику Калачакры. Учение Калачакры, включающее в себя многочисленные аспекты буддийской философии, метафизики, астрономии, астрологии, медицины и психоэнергетики человека, является одним из...»

«СПИСОК ИЗДАНИЙ ИЗ ФОНДОВ РГБ, ПРЕДНАЗНАЧЕННЫХ К ОЦИФРОВКЕ В ОКТЯБРЕ 2015 Г. Содержание Общенаучное и междисциплинарное знание 3 Ежегодник «Системные исследования» 3 Естественные науки 5 Физико-математические науки 5 Математика 5 Физика. Астрономия 9 Химические науки 14 Биологические науки 22 Техника. Технические науки 27 Техника и технические науки (в целом) 27 Радиоэлектроника 29 Машиностроение 30 Приборостроение 32 Химическая технология. Химические производства 33 Производства легкой...»

«Георгий Бореев 13 февраля 2013 года. Большинство людей на Земле так и не увидит, как из маленькой искорки на земном небе вырастет огромный яркий шар диаметром чуть больше Солнца. Но когда такое произойдет, то эту новость начнут передавать по всем каналам радио и телевидения различных стран. За всеобщим ажиотажем, за комментариями астрономов люди как-то не сразу заметят, что одновременно с появлением яркой звезды на небе, на Земле станут...»

«Annotation Проблема астероидно-кометной опасности, т. е. угрозы столкновения Земли с малыми телами Солнечной системы, осознается в наши дни как комплексная глобальная проблема, стоящая перед человечеством. В этой коллективной монографии впервые обобщены данные по всем аспектам проблемы. Рассмотрены современные представления о свойствах малых тел Солнечной системы и эволюции их ансамбля, проблемы обнаружения и мониторинга...»

««ПОЧЕМУ ВОДА МОКРАЯ?» и другие очень важные детские вопросы, на которые отвечают ОЧЕНЬ УМНЫЕ ВЗРОСЛЫЕ BIG QUESTIONS from Little People. answered by some very BIG PEOPLE Compiled by Gemma Elwin Harris faber and faber «ПОЧЕМУ ВОДА МОКРАЯ?» и другие очень важные детские вопросы, на которые отвечают ОЧЕНЬ УМНЫЕ ВЗРОСЛЫЕ Детский университет. Книга 1 Составитель Джемма Элвин Харрис карьера пресс УДК 087.5 ББК я9 Э45 Перевод Дмитрия Орлова Big questions from little people. answered by some very big...»

«Том 129, вып. 4 1979 г. Декабрь УСПЕХИ ФИЗИЧЕСКИХ НАУК БИБЛИОГРАФИЯ УКАЗАТЕЛЬ СТАТЕЙ, ОПУБЛИКОВАННЫХ В «УСПЕХАХ ФИЗИЧЕСКИХ НАУК» В 1979 ГОДУ*) (тома 127—129) I. А л ф а в и т н ы й указатель авторов 713 II. П р е д м е т н ы й указатель 724 Преподавание физики.. Акустика (в том числе магнито728 Рассеяние света.... 728 акустика) 724 Сверхпроводимость... 728 Атомы, молекулы и их взаимодействия 724 Синхротронное излучение и его применение Гамма-астрономия 724 728 Единые теории поля 725...»







 
2016 www.nauka.x-pdf.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Книги, издания, публикации»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.