ИСТИНА

Диагностика магнитосферы по данным оперативного космического мониторинга

Создана комплексная информационная система контроля и анализа космической погоды, которая обеспечивает доступ к актуальным данным, характеризующим уровень солнечной активности, геомагнитного и радиационного состояния магнитосферы и гелиосферы на Интернет-портале центра http://swx.sinp.msu.ru/ в режиме реального времени. Основными компонентами системы являются оперативные данные космических экспериментов по измерению потоков заряженных частиц в энергетических каналах от сотен кэВ до сотен МэВ, изображения Солнца и данные о состоянии солнечного ветра. Для анализа данных используются модели космической среды, работающие в автономном режиме. Система контроля и анализа радиационной и геомагнитной обстановки в околоземном космическом пространстве позволяет по данным измерений параметров плазмы, магнитного поля и потоков заряженных частиц в магнитосфере и в солнечном ветре восстановить в режиме реального времени основные характеристики воздействия солнечной активности на геомагнитную обстановку и радиационное окружение Земли. Интерактивные сервисы позволяют извлекать и анализировать данные в заданные моменты времени. На интернет-портале осуществляется прогнозирование скорости квазистационарных потоков солнечного ветра на околоземной орбите с заблаговременностью 3-4 суток на основе автоматического определения параметров корональных дыр по изображениям Солнца, полученным со спутника SDO. С помощью нейросетевых методов осуществляется онлайн-прогнозирование Dst-индекса на 0.5-1.5 часа вперёд по параметрам солнечного ветра и межпланетного магнитного поля, измеряемых спутником ACE. На основе моделирования крупномасштабных токовых магнитосферных систем проведено исследования динамики магнитосферы во время геомагнитных бурь 21-22.I.2005 и 14-15.XII.2006. Показано, что причиной магнитной бури 21-22.I.2005 стал мощный импульс давления солнечного ветра. Поступление плазмы в область кольцевого тока и ее ускорение произошли вследствие экстремального сжатия магнитосферы в отличие от бури 14-15.XII.2006, инициированной изменением ориентации межпланетного магнитного поля. Показано, что Dst-вариация геомагнитного поля во время бури 21-22.I.2005 определяется, в основном, развитием кольцевого тока, а 14-15.XII.2006 – сравнимыми по величине вкладами кольцевого тока и токов хвоста магнитосферы. Были проанализированы вариации потоков релятивистских и суб-релятивистских электронов во внешнем радиационном поясе Земли (ВРПЗ), вызванные приходом рекуррентных высокоскоростных потоков солнечного ветра (СВ) в течение трех последовательных оборотов Солнца в апреле - июле 2010 года. Подтверждена связь эффективности ускорения электронов до релятивистских энергий с амплитудой и длительностью высокоскоростных потоков СВ и геомагнитных возмущений, а также с волновой активностью в диапазоне 2-7 мГц, характеризуемой ULF-индексом. Значимые возрастания потока релятивистских электронов ВРПЗ наблюдались для рассмотренного интервала времени при среднечасовой скорости потоков солнечного ветра выше 550 км/с и длительностью более 7 суток. Разработано программное обеспечение для обработки информации с матричных детекторов ионизирующих частиц. Проверена его работоспособность на макетах детекторов с ПЗС и КМОП, облучаемых источником Pu Be. В результате анализа графических данных с приборов LASCO, COR1 и COR2 получены спектры разделенных зарядов в пикселях ПЗС-матриц по трекам релятивистских частиц, очень похожие на классические спектры ионопотерь. Установлено, что дифференциальные спектры зарядов при спокойном Солнце и при солнечных вспышках радикально отличаются. Проведен численный анализ возможности регистрации поляризованных гамма-квантов телескопом «ГАММАСКОП». Отношение откликов на горизонтально и вертикально поляризованные кванты при простейшем триггере составили ~10% для энергии квантов 300 кэВ и ~6% для энергии 1 МэВ. Для детектора СОНГ удалось создать алгоритм для выделения вклада гамма-линий в диапазоне 0,5-10 МэВ на фоне спектра тормозных электронов. Работа выполнена на научном оборудовании, закупленном по Программе развития МГУ.