История лаборатории магнитных космических исследований ИЗМИРАН
начинается с 15 мая 1946 года. В этот день
руководством института
(тогда НИИЗМ) для разработки экспериментальных методов и аппаратуры для
исследования магнитного поля Земли с подвижной платформы была создана
магнитная лаборатория, руководителем
которой назначили Шмаю Шлемовича
Долгинова. За 65 лет своего существования лаборатория
провела серию уникальных экспериментов, заложивших основы
магнитных измерений в космическом пространстве и в ее составе трудились
много замечательных ученых, унженеров и техников.
Решение поставленой задачи началось с работ
по исследованию магнитонасыщенных датчиков и конструированию
магнитодинамических приборов для измерения элементов геомагнитного
поля. В результате были созданы прибора для измерений на ходу морского
судна и для измерений в полете самолета.
Эти приборы были установлены на немагнитной шхуне “Заря”:
для проведения мировой магнитной съемки на акватории морей и океанов.
Непрерывные измерения элементов магнитного поля, выполненные на шхуне
“Заря”, позволили увидеть то, чего не удалось увидеть при
дискретных измерениях – сложную структуру аномального поля и
связь ее с характерными особенностями строения дна океана. Полученные
данные использовались для создания единого глобального представления о
пространственной структуре главного геомагнитного поля.
Следующей важной задачей лаборатории была подготовка первого в мире
магнитного эксперимента в космосе, которая была успешно выполнена на
борту 3-го искусственного спутника Земли, запущенного 15 мая 1958 г. (
фото магнитометра и магнитограммы, и ссылка на статью Долгинова и
статью Ерошенко)
С тех пор сотрудники лаборатории являются основными участниками почти
всех космических магнитных научных экспериментов, выполненных в
Советском Союзе и России.
Основные направления научных исследований лаборатории
1.
Исследования магнитного поля Земли и магнитосферы
Первая абсолютная
съемка модуля магнитного поля была выполнена со специализированного
спутника Космос-49 в 1964 г . Полученные измерения послужили основой
для проверки первых аналитических моделей геомагнитного поля и создания
аналитической модели геомагнитного поля эпохи 1965 г. Эти измерения
принесли первые доказательства простирания магнитных аномалий,
связанных со строением и структурой Земной коры, до высот ИСЗ.
Повторная модульная съемка геомагнитного поля, выполненная в 1970 г. на
ИСЗ Космос-321, позволила создать аналитическую модель эпохи 1970 г. и
оценить вековую вариацию геомагнитного поля за период 1965-1970 гг.
В 1964-65 гг. с помощью феррозондовых магнитометров на спутниках
Электрон-2 и 4 была впервые исследована топология поля в высокоширотной
внешней магнитосфере Земли и в зоне захваченной радиации.
Исследования продольных токов в приполярной ионосфере Земли были
выполнены в советско-болгарском эксперименте Болгария-1300 в 1981 г.
Исследования внешней магнитосферы было продолжено серией
высокоапогейных космических аппаратов Прогноз (1971- 1985), ( ссылка на
Прогноз) а затем в многоспутниковом проекте Интербол (1995- 2000г) (
ссылка на Интербол). Была исследована тонкая структура внешних границ и
слоев магнитосферы.
2.
Исследование магнитных полей Луны, планет и малых тел Солнечной системы
Первые измерения магнитных полей в ближайшей окрестности Луны были
выполнены магнитометрами, установленными на 1-й и 2-й космических
ракетах (Лунник-1 и Лунник-2) в январе и сентябре 1959 г. Исследования
магнитных полей Луны глобального и локального масштаба были продолжены
на первом искусственном спутнике Луны - Луна-10 (1966 г.) и Луноходе-2
(1973 г.). В ходе этих экспериментов доказано отсутствие глобального
дипольного магнитного поля Луны и определены некоторые характеристики
намагниченности горных пород на ее поверхности.
3 Исследования магнитных свойств планет и малых тел Солнечной
системы.
Программа изучения магнитных свойств планет и малых тел Солнечной
системы начала осуществляться в первых экспериментах на пролетных и
спутниковых аппаратах вблизи Венеры - Венера-4 (1967 г.), Венера-9 и 10
(1975) г. и Марса на КА Марс-2,3,5 (1972-74 гг.). Последний этап
планетной программы - исследование магнитных полей на орбите Марса -
был выполнен аппаратом Фобос-2 (1989 г.). Результаты измерений
магнитного поля у Венеры и Марса показали, что ближайшие к Земле
планеты не обладают собственным дипольным полем, а их магнитосферы,
подобно кометной, являются индуцированными. Кроме этого у Венеры и
Марса были обнаружены и исследованы головная ударная волна и
плазменно-магнитный шлейф.
Прямые исследования малых небесных тел магнитометрическими методами
были осуществлены в проектах Вега-1 и 2 (1986 г.) и
Фобос-2 (1989 г.). Впервые были изучены in situ характерные
особенности взаимодействия солнечного ветра с кометой Галлея (1986 г.)
и с газово-пылевой средой вблизи спутника Марса - Фобоса (1989 г.).
Лаборатория также подготовила магнитные эксперименты на орбитальном
аппарате
и пенетраторах проекта Марс-96, который к сожалению не
состоялся. За время существования лаборатории через нее прошло
около 80 человек. (
см. список )
В настоящее время лаборатория участвует в подготовке магнитных
экспериментов в проектах Инергелиозонд (ссылка на сайт ИЗМИРАН) и
Резонанс.( ссылка на сайт ИКИ)
По проекту Интергелиозонд предполагается провести измерения магнитного
поля в комплексе с измерениями плазмы и энергичных частиц на близком
расстоянии от Солнца с целью исследования особенностей потока
медленного солнечного ветра, солнечных возмущений, связанных с
магнитной активностью, и исследования быстрого солнечного ветра. При
пролете вблизи Меркурия - исследование магнитосферы планеты и ее
взаимодействие с солнечным ветром. Разработку и изготовление
магнитометра предполагается выполнить совместно со специалистами
Института геофизики и внеземной физики Технического университета в
Брауншвейге ( Германия ) и Института космических исследований Австрии.
По проекту Резонанс измерения магнитного поля совместно с другими
измерениями предполагается провести с целью:
- изучения взаимодействия волн и частиц во внутренней магнитосфере
Земли;
- определения динамических характеристик магнитосферного циклотронного
мазера;
- изучения динамики кольцевого тока: его формирования и распада, а
также восстановления плазмосферы после геомагнитных возмущений;
- определения роли мелкомасштабных электродинамических структур в
глобальной динамике магнитосферной плазмы.
Магнитометр ФМ-7Р для этого эксперимента разрабатывается совместно с
Центром физического приборостроения Института общей физики РАН.
