Публикации

Во время геомагнитных суббурь токовый слой хвоста магнитосферы Земли может утоньшаться в по- перечном направлении от нескольких радиусов Земли (RE) до толщины порядка от одного до не- скольких гирорадиусов протонов – 250‒2000 км. В период суббурь он является ключевой структу- рой, где запасается, а, впоследствии, через развитие неустойчивостей и магнитного пересоедине- ния, высвобождается энергия магнитного поля. Несмотря на малую толщину, тонкий токовый слой имеет сложную многомасштабную структуру с иерархией вложенных слоев, что определяет его свойства. Во время суббурь в хвост магнитосферы Земли из ионосферы поступают однозарядные ионы кислорода, концентрация которых может быть сопоставима с концентрацией протонов. Вза- имодействие ионов кислорода с токовым слоем, приводящее к изменению его структуры и свойств, исследовано недостаточно хорошо. В рамках гибридной модели квазиравновесного токова слоя проанализированы самосогласованные профили магнитного поля, плотностей тока и плазмы в многокомпонентной плазме хвоста в широком диапазоне параметров системы. Показано, что ТС является многомасштабной структурой, вложенной в широкий плазменный слой. Увеличение кон- центрации ионов кислорода в токовом слое приводит к его утолщению и формированию дополни- тельного масштаба вложенности. При этом на профилях магнитного поля и плотности тока появ- ляются изломы, характеризующие переход от области доминирования ионов кислорода в токовом слое к доминированию протонов и электронов. Амплитуда плотности тока подобного вложенного слоя уменьшается пропорционально концентрации ионов кислорода. Исследована зависимость па- раметра вложенности от относительных концентраций тяжелых ионов, их тепловых и дрейфовых скоростей.

Измерения дифференциальных потоков энергичных электронов в экваториальной области магни-

тосферы в диапазоне энергий от единиц кэВ до сотен кэВ, проводимые на спутниках Van Allen

Probes, позволяют получить функцию распределения электронов, резонансно взаимодействующих

со свистовыми волнами в ОНЧ-диапазоне, и вычислить соответствующие локальные коэффициен-

ты усиления (инкременты) волн. В работе представлены результаты восстановления функции рас-

пределения энергичных электронов, а также прямого вычисления инкрементов волн без каких-ли-

бо модельных предположений о виде функции распределения. Мы используем данные спутника

Van Allen Probe A по потокам электронов в диапазоне энергий от 33 до 143 кэВ и рассчитываем за-

висимость инкремента от частоты вдоль траектории спутника. Проведено сопоставление рассчи-

танных значений инкремента с пространственными и временными вариациями ОНЧ-излучений,

зарегистрированных на спутнике. Важной особенностью рассчитанных инкрементов является их

существенное изменение за время между последовательными измерениями потоков, то есть на вре-

менах порядка 11 с.

Приведены результаты эксперимента по исследованию процессов рассеяния ионов и нейтральных атомов на мишени из шлифованного вольфрама, полученные с использованием стенда нейтраль- ных частиц. Стенд нейтральных частиц – это лабораторная установка, предназначенная для изуче- ния процессов отражения и рассеяния заряженных частиц и нейтральных атомов на поверхностях мишеней, изготовленных из различных материалов. Стенд позволяет регистрировать энергетиче- ское и угловое распределения вторичных частиц, образованных в результате взаимодействия потока ионов различных энергий или нейтральных атомов с мишенью, устанавливаемой под разными уг- лами.

Обсуждается возможность возбуждения колебаний в шумановском резонаторе в атмосфере Марса. На Земле основным источником энергии в полости резонатора являются грозы на тропических широтах. На Марсе электрические явления возможны при пылевых событиях, таких как пылевые вихри и пылевые бури. Рассматривается электризация пыли в пылевом вихре на поверхности Марса, определяются возможные значения электрических полей, генерируемых вихрем. Получены оценки амплитуды колебаний в шумановском резонаторе на Марсе в сравнении с амплитудой колебаний в шумановском резонаторе на Земле.

Приводится краткий обзор по пылевой плазме у поверхности Луны, важным фактором при формировании которой являются электростатические процессы. Формулируются проблемы, касающиеся теоретического и численного моделирования плазменно-пылевой системы у Луны, ее экспериментального исследования и интерпретации данных по окололунной пылевой плазме.

Обсуждается возможность образования микросферул в инициированных ударами метеороидов о поверхность Луны плазменно-пылевых процессах. Показано, что из вещества зоны плавления, формируемой в результате удара высокоскоростного метеороида о лунную поверхность, образуются сферулы, которые первоначально поднимаются над поверхностью Луны, а затем падают на нее. Именно такие сферулы и наблюдаются при исследовании лунного грунта. Находясь над поверхностью Луны, жидкие сферулы затведевают и в результате взаимодействия с электронами и ионами, а также солнечным излучением приобретают электрические заряды, становясь частью плазменно-пылевой системы над Луной. Получены значение концентрации сферул в пылевой плазме над лунной поверхностью, а также их распределение по размерам. Верхний предел размера сферул в их распределении обусловлен существованием верхнего предела статистических данных по размерам для достаточно мелких метеороидов и составляет несколько микрометров. Размеры сферул, существенно большие 1 мкм, соответствуют размерам метеороидов, большим 1 см. Для крупных метеороидов однозначную статистику по размерам построить не удается. Поэтому возможным оказывается лишь построение распределения по размерам сферул, имеющих микронные и субмикронные размеры. Для достаточно крупных сферул возможна лишь оценка размеров метеороидов, удары которых по лунной поверхности послужили причиной образования этих сферул. Показано, что присутствие сферул в пылевой плазме над лунной поверхностью может быть обнаружено в рамках будущих миссий "Луна-25" и "Луна-27" с помощью пьезоэлектрических датчиков.