Космофизические данные в сети интернет

А. В. Богомолов, И. Н. Мягкова

Эксперименты на ИСЗ серии GOES

Получение данных из архивов NGDC

Эксперименты на ИСЗ ACE

Данные о солнечных событиях

Другие космофизические данные в интернете

Эксперименты на ИСЗ серии GOES

Данные многих космофизических экспериментов представлены на сайте Space Environment Center. В рамках работы с данными искуственного спутника Земли (ИСЗ) 'Университетский-Татьяна' особый интерес представляют данные ИСЗ GOES и АСЕ, данные которых подробно представлены в интернете и широко используются для сравнения с результатами других экспериментов.

ИСЗ серии GOES осуществляют мониторинг наблюдений Солнца, атмосферы Земли, магнитного поля и потоков заряженных частиц. В настоящее время функционируют три аппарата - GOES-10, GOES-11 и GOES-12, запущенные 1 июля 1998 г., 3 мая 2000 г. и 23 июля 2001 г. соответственно. Cпутники находятся на геосинхронной орбите (круговой орбите высотой 42 000 км, наклонением менее 0.5њ и периодом обращения 24 часа). В состав научной аппаратуры входят приборы для наблюдений атмосферы Земли (Imager и Sounder), солнечный рентгеновский телескоп SXI (Solar X-ray Imager) и комплекс приборов для контроля за параметрами космической среды SEM (Space Environment Monitor). Телескоп SXI позволяет получать изображения Солнца в дальнем ультрафиолетовом и мягком рентгеновском диапазонах (0.6-6 нм). Комплекс SEM включает приборы EPS (Energetic Particle Sensor) и HEPAD (High Energy Proton and Alpha Detector), регистрирующие заряженные частицы (электроны, протоны, α-частицы), рентгеновский монитор XRS (X-ray Sensor) и два магнитометра.

На сайте Space Environment Center дана таблица данных GOES, содержащая ссылки в т. ч. на данные в виде цифровых рядов и графиков по протонам, электронам и рентгеновскому излучению за последние 90 дней, а также K_p-индексу, описывающему магнитные возмущения в данный период. Более ранние данные о потоках протонов можно взять из архивов NGDC.

Получение данных из архивов NGDC

Чаще всего в открытом доступе хранятся данные за последние несколько месяцев, или за несколько лет, но не самые подробные. Например, данные по протонам солнечных вспышек с разрешением 5 минут на сайте Space Environment Center есть только за последние 90 суток. Однако более ранние данные не исчезают из интернета, а попадают в архивы, откуда их можно получить по запросу. Космофизичесие и геофизические данные можно найти на сайте National Geophysical Data Center (NGDC) в разделах о солнечно-земной физике. Наибольший интерес для нас представляет база данных Space Physics Interactive Data Resource (SPIDR).

Получение данных через SPIDR бесплатно. Однако пользоваться всеми сервисами SPIDR можно только после регистрации. Существует гостевой вход под именем guest без пароля, дающий возможность смотреть графики за выбранный период времени, но не скачивать данные. Процедура регистрации проста и нужна, по мнению авторов сайта, только для статистических данных о пользователях SPIDR.

После авторизации можно перейти в раздел Data Sets, выбрать вид данных, затем список физических параметров и тип представления данных, и наконец временной интервал и разрешение. Некоторые данные (напротив них стоит значок папки) доступны по FTP. Например, усредненные за минуту потоки протонов, электронов и мягкого рентгеновского излучения со спутников GOES.

Эксперименты на ИСЗ ACE

Наблюдения на ИСЗ ACE направлены на изучение элементного и изотопного состава солнечного ветра, потоков солнечных частиц высоких энергий и галактических космических лучей. Аппарат был запущен 25 августа 1997 г. Он обращается по эллиптической орбите вокруг точки либрации L1, которая находится на линии Солнце-Земля на расстоянии ~ 1.5·10⁶ км от Земли. Большая полуось орбиты составляет 200 000 км.

Научная аппаратура включает 9 приборов для детальных измерений элементного и изотопного состава потоков космических частиц c энергией от ~ 100 эВ/нуклон до ~ 600 МэВ/нуклон в диапазоне Z = 1-30. Для сравнения с данными ИСЗ 'Университетский' интересны приборы SWEPAM и EPAM. SWEPAM (Solar Wind Electron Proton and Alpha Monitor) измеряет потоки и энергетические спектры электронов (E = 1-1350 эВ) и ионов (E = 0.26-35 кэВ) солнечного ветра и направления их прихода. Электроны и ионы регистрируются датчиками c электростатическими анализаторами с узким полем зрения. EPAM (Electron, Proton and Alpha Monitor) измеряет потоки и энергетические спектры электронов, протонов и α-частиц в диапазоне от 30 кэВ/нуклон до 4 МэВ/нуклон. Прибор включает полупроводниковые детекторы, две пары пленочных и магнитных спектрометров и систему для определения ионного состава частиц (Composition Aperture). Благодаря вращению спутника приборы SWEPAM и EPAM сканируют все возможные направления прихода частиц.

Данные АСЕ находятся на сайтах Лаборатории прикладной физики Университета Джона Хопкинса и Space Environment Center.

Данные о солнечных событиях

При исследовании радиации в околоземном космическом пространстве необходимо иметь данные о процессах на Солнце как в период наблюдения, так и за несколько дней до него, поскольку солнечным заряженным частицам требуется до нескольких суток, чтобы достичь Земли. На сайте Space Environment Center приводятся данные мониторинга Солнца в мягком рентгеновском диапазоне (на спутниках серии GOES), в оптическом, Hα, радиодиапазоне и др. Для каждого события указаны время начала, максимума и конца регистрации, прибор, которым это событие зарегистрировано, и дополнительные параметры, зависящие от прибора и типа излучения. Для радиовсплесков это частота, для рентгеновских - класс вспышки по рентгеновскому излучению, для оптических наблюдений - координаты активной области. Все события пронумерованы. Если одно событие регистрируется в нескольких диапазонах, всем наблюдениям присваивается один и тот же номер. Там, где можно идентифицировать событие с определенной активной областью на Солнце, указан номер этой области.

Как правило, события, приводящие к изменению потоков заряженных частиц в околоземном космическом пространстве, сопровождаются рентгеновским излучением (вспышки класса М и Х). Для изучения процессов на Солнце интересны изображения Солнца в различных длинах волн, например, полученные телескопом Solar X-ray Imager (GOES).

Полезная космофизическая информация есть на сайте ИСЗ RHESSI, выведенного на орбиту 5 февраля 2002 г. В частности, одна из ссылок ведет на каталог магнитных карт Солнца, получаемых по данным ИСЗ SOHO, пополняемый 2 раза в сутки. Временной ход совместных данных ИСЗ GOES, RHESSI и WIND можно найти на сайте Space Physics Research Group.

Cводные графики основных спутниковых экспериментов по мониторингу Солнца и магнитосферы для всех событий с 2002 г. представлены на сайте Lockheed Martin Solar and Astrophysics Laboratory.

Другие космофизические данные в интернете

Данные о текущих размерах и положении авроральных овалов, а также потоках заряженных частиц представлены на сайте ИСЗ серии POES, находящихся на полярных орбитах высотой 850 км и наклонением 98њ.

Данные о рентгеновском излучении (прибор СПР-Н) и заряженных частицах на высотах 400-500 км представлена на сайте ИСЗ КОРОНАС-Ф. Данные более ранних космофизических экспериментов есть на сайте Magnetosphere.ru.

Удобным справочным ресурсом по космофизике является сервер 'Солнечно-земная Физика', содержащий учебник по солнечно-земной физике, авторские статьи и монографии, полезные ссылки и др. Сведения о Солнце и широком круге астрономических вопросов можно получить на серверах ASTROLAB.ru и Российская астрономическая сеть.

ї Научно-исследовательский институт ядерной физики им. Д. В. Скобельцына, 2003-.