Аннотация

Планируемые исследования должны восполнить существующие пробелы между современными данными спутниковых и наземных наблюдений этих излучений и связанных с ними высыпаний энергичных частиц и нашим пониманием сложных физических процессов, лежащих в их основе этих явлений. Это должно способствовать количественной и качественной интерпретации огромного количества имеющихся данных и обеспечить важный шаг вперед в моделировании и предсказании "космической погоды".

Планируется развитие новых теоретических (аналитических и численных) подходов к анализу взаимодействий волна-частица и волна-волна в КНЧ-ОНЧ диапазоне, учитывающих фазовые корреляции и модовую структуру волн. Генерация дискретных КНЧ-ОНЧ излучений будет рассмотрена как явление самоорганизации в открытой неоднородной плазменно-волновой системе. Будут найдены зависимости условий возбуждения излучений, их спектра и амплитуды насыщения от параметров плазмы. Теоретическое исследование будет проводиться в тесной взаимосвязи с экспериментальными исследованиями, основанными на анализе большого объема данных, имеющихся в распоряжении участников проекта. Этот материал частично состоит из наземных данных высокого разрешения по КНЧ-ОНЧ излучениям и оптическому свечению, вызванному высыпаниями энергичных электронов, полученных на нескольких обсерваториях. Другая часть данных включает современные спутниковые данные, полученные в нескольких проектах, в частности, на субспутнике Магион-5 (проект Интербол).

В исследованиях будут использованы новые методы корреляционного, фрактального и многомасштабного (вейвлетного) анализа оптических и электромагнитных излучений. Статистический анализ и анализ конкретных событий позволит определить пространственные и временные корреляции между различными типами шумовых и дискретных излучений и высыпаний энергичных частиц.

Объявленные цели проекта

• Развитие модели пространственно-временной тонкой структуры дискретных КНЧ/ОНЧ излучений и связанных с ними высыпаний энергичных заряженных частиц в околоземном космическом пространстве, основанной на процессах самоорганизации в системе волны-частицы:
  • определение механизмов генерации дискретных излучений и зависимости спектра излучения от параметров плазмы с учетом эффектов циклотронного резонанса второго порядка;
  • исследование механизмов насыщения дискретных излучений, определяющих их амплитуду;
  • определение роли дискретных излучений в высыпаниях энергичных частиц из радиационных поясов Земли.
• Экспериментальное определение соотношения между дискретными КНЧ/ОНЧ излучениями и высыпаниями энергичных частиц с использованием (а) наземных данных высокого разрешения по КНЧ/ОНЧ волнам и оптическим сияниям и (б) данных прежних и нынешних спутниковых наблюдений, в частности, субспутника Magion-5 (проект Интербол).
• Проверка развитой теории через сопоставление полученных аналитических и численных результатов с результатами эксперимента (статистических исследований и анализа конкретных событий).

Исполнители