Учёные из (Норвегия), работая по программе , создали новые спутниковые инструменты для исследования полярного сияния над Северным полюсом Земли.
Полярное сияние представляет собой свечение верхних слоёв атмосферы, возникающее из-за взаимодействия магнитосферы с заряженными частицами солнечного ветра. В результате образуются частицы плазмы. Проекция плазменного слоя вдоль геомагнитных силовых линий на земную атмосферу имеет форму колец, авроральных овалов. Однако иногда частицы плазмы оказываются вовсе не там, где им положено быть: происходят высыпания заряженных частиц из плазменного слоя. И тогда в Баренцевом, например, море GPS-сигнал внезапно становится равным нулю, а радиосвязь с ближайшим портом или аэропортом пропадает. Не нужно говорить, что может случиться с самолётом — и даже кораблём — без навигации и связи...
Экспериментально установлено, что ключевую роль в стимулировании этих высыпаний играют ориентация межпланетного магнитного поля и величина давления плазмы солнечного ветра. В остальном современные физические знания о полярном сиянии весьма фрагментарны. Например, иногда северное сияние отражает радиосигналы — спутников или наземных станций — в самом неожиданном направлении, а иной раз просто блокирует все сигналы в обширных районах Северного полушария.
Торе Андре Беккенг держит в руках собственную разработку, которая должна стать основным инструментом исследования полярного сияния. (Фото Университета Осло.)">
держит в руках собственную разработку, которая должна стать основным инструментом исследования полярного сияния. (Фото Университета Осло.)
Заполнить все пробелы и ответить на все вопросы призваны спутники с оборудованием CubeStar, разрабатываемым в Университете Осло. Основной зоной свечения полярного сияния является диапазон высот от 80 до 500 км. Конечная цель исследований, запланированных норвежскими учёными, — развёртывание спутниковой сети, способной к предсказанию вспышек активности полярного сияния, а также регионов, где эти вспышки могут повлиять на навигацию и связь.
Одна из основных трудностей в подобном исследовании заключается в необходимости, с одной стороны, весьма чувствительного, с другой — хорошо защищённого оборудования. Если чувствительность будет недостаточной, не удастся выяснить состав плазмы самых низких энергий, а если подкачает экранирование, оборудование спутника выйдет из строя при первом же прохождении через полярное сияние.
Полярное сияние из космоса исследовать гораздо легче: ведь вместо его изучения с дистанций в 80–500 км спутник может войти непосредственно в область сияния. (Фото НАСА.)
Новый спутниковый инструмент состоит из четырёх игл, предназначенных для измерения микроструктуры и турбулентности в облаках плазмы. Спутник типа , размером с упаковку молока, вполне может нести CubeStar. В настоящий момент это самые миниатюрные приборы в мире, способные к измерениям такого рода. Однако оборудованием для одного спутника тут не отделаться. Дело в том, что время вращения спутника вокруг Земли — всего полтора часа. Следовательно, чтобы обеспечить постоянное наблюдение за районами северного сияния, необходимо иметь как минимум 20 аппаратов. На 2013 год запланирован запуск 50 исследовательских спутников такого типа на орбиту, проходящую в 320 км над полюсом. Это позволит веренице аппаратов посещать те или иные исследуемые точки ионосферы с регулярностью раз в несколько минут.
Трение о верхние слои атмосферы постепенно будет замедлять спутники, а их орбиты начнут снижаться. В результате они смогут исследовать все слои ионосферы, «задействованные» в полярном сиянии. Запланированное время жизни одного CubeSat будет колебаться от трех до восьми недель, в зависимости от уровня солнечной активности. За два месяца все аппараты неизбежно потеряют более 240 км высоты, окажутся в плотных слоях атмосферы и сгорят.
Значительный интерес к CubeStar уже высказали и . Последнее заявило о своём намерении запустить оснащённый CubeStar экспериментальный спутник летом этого года.
Торе Андре Беккенг держит в руках собственную разработку, которая должна стать основным инструментом исследования полярного сияния. (Фото Университета Осло.)">
Комментариев нет:
Отправить комментарий