МКА-ФКИ (ПН-2)

Исследование высыпаний магнитосферных электронов

• Мониторинг потоков релятивистских электронов в околоземном пространстве 
• Развитие методов изучения динамики потоков релятивистских электронов в областях высыпаний 
• Исследование потоков и спектров электронов высоких энергий внешнего радиационного пояса Земли 
• Исследование потоков и спектров электронов высоких энергий в области Южно-Атлантической аномалии (внутренний радиационный пояс) 
• Исследование потоков и спектров электронов высоких энергий в низкоширотных областях (на малых L)
• Разработка методов исследования механизмов ускорения и высыпаний по данным измерений спектральных, угловых и пространственных характеристик потоков релятивистских электронов 
• Мониторинг потоков протонов с энергиями от нескольких МэВ до нескольких десятков МэВ  в околоземном пространстве
• Исследование потоков и спектров электронов и протонов солнечных вспышек по данным измерений в полярных областях
• Глобальные вариации потоков заряженных частиц в околоземном пространстве

Исследование магнитоволновых явлений в околоземном пространстве

• Исследование колебаний электрического и магнитного полей непосредственно в ионосфере в различных гелио- и геомагнитных условиях 
• Исследование электромагнитных излучений в ОНЧ-диапазоне, генерируемых в основной фазе грозового разряда
• Изучение взаимосвязи электромагнитных явлений КНЧ-ОНЧ-ВЧ диапазонов в различных областях околоземного космического пространства
• Мониторинг космической погоды с целью отработки методики предсказания и анализа состояния ее изменений

Исследование транзиентных явлений в атмосфере Земли

• Исследование временных и спектральных параметров вспышек атмосферного жесткого рентгеновского и гамма-излучения
• Исследование временных и пространственных характеристик атмосферных всплесков УФ и красного излучения 
• Исследование динамики потоков УФ, жесткого рентгеновского и гамма-излучения атмосферы)
• Исследование временных, спектральных и пространственных характеристик оптического свечеиия атмосферы в обрасти высотных электромагнитных разрядов 
• Одновременные измерения радио, оптического, УФ, рентгеновского и гамма-излучения высотных электромагнитных разрядов
• Динамика накопления электромагнитной энергии, изучение ее распределения по спектру различных пространственных масштабов (1-100 м), диссипации и распространения из грозового облака 
• Изучение высотного  распределения разрядов  облако - поверхность Земли  и  облако-облако
• Исследование фона электромагнитных излучений в диапазоне КНЧ-ОНЧ-ВЧ
• Исследование по откликам (эффектам) в ионосфере механизмов генерации и распространения высокоэнергетических процессов, вызванных высотными молниевыми разрядами и транзиентными явлениями

Объектом научных исследований с КНА 'РЭЛЕК' на МКА-ФКИ (ПН2) являются следующие физические процессы: высыпания магнитосферных релятивистских электронов и транзиентные, то есть кратковременные явления в атмосфере Земли, на Солнце и во Вселенной. В качестве подобных событий проявляются физические процессы различной природы, протекающие с выделением большой энергии в течение малых промежутков времени. В атмосфере Земли к таким явлениям относятся высотные атмосферные разряды, в том числе некоторые типы гроз, а также, так называемые, спрайты, эльфы и 'голубые струи' и их проявления в разных диапазонах электромагнитного спектра.

Научная программа экспериментов на КА 'МКА-ПН2' направлена на получение новых знаний о механизмах ускорения и потерь электронов высоких (субрелятивистских и релятивистских) энергий в зонах захваченной радиации. Отдельной задачей является изучение возможного влияния потоков высыпающихся релятивистских электронов на верхнюю атмосферу Земли и ее отклика на такие высыпания.

Реализация научной программы позволит получить новые данные о механизме ускорения и потерь электронов высоких энергий, взаимодействии 'волна-частица'. Будут также получены новые данные о динамических процессах в системе атмосфера-ионосфера-магнитосфера, в частности, должно быть выяснено при каких условиях доминирующими процессами являются высыпания электронов и их воздействие на ионосферу и верхнюю атмосферу, а при каких - ускорение электронов во время высотных электромагнитных разрядов и их возможная инжекция в околоземное пространство.

Реализация научной программы позволит разработать новые методы зондирования верхней атмосферы Земли в радио, оптическом, ультрафиолетовом, рентгеновском и гамма-диапазонах. развить эти методы для оценки роли высотных разрядов в глобальной электрической цепи, оценить возможное влияние высотных разрядов на состояние верхней атмосферы и околоземного пространства, в том числе и в плане радиационных условий, практического использования разработанных методов в научных и прикладных целях.

• Впервые будут получены данные по временным характеристикам атмосферных вспышек гамма-излучения с высоким (~10^-4 с) временным разрешением, исследована возможная связь вспышек ультрафиолетового и гамма-излучения с высотными грозовыми разрядами;
• будут получены новые и дополнены имеющиеся ряды данных о состоянии верхней атмосферы и ионосферы, пространственно-временной изменчивости потоков частиц и квантов в околоземном пространстве, уточнены и развиты модельные представления о природных процессах и явлениях;
• будут разработаны предложения по модернизации и развитию системы сбора, обработки, хранения, обмена и распределения космических данных и сопутствующей информации, калибровки и валидации экспериментальных данных.

Реализация Научной программы позволит также продолжить совершенствование средств и методов регистрации различных компонентов космической радиации, зондирования верхней атмосферы Земли из космоса.

Состав КНА 'РЭЛЕК':

• прибор регистрации жесткого рентгеновского, гамма излучения и электронов (ДРГЭ);
• прибор регистрации ультрафиолетового излучения (ДУФ);
• прибор для получения изображений в оптическом и ультрафиолетовом диапазонах    ('Телескоп-Т');
• прибор анализатора низкочастотных электромагнитных полей (НЧА);
• прибор радиочастотного анализатора (РЧА).

Реализация научной программы позволила:

• Получить новые данные о механизме ускорения и потерь электронов высоких энергий, взаимодействии 'волна-частица'.
• Получить новые данные о динамических процессах в системе атмосфера-ионосфера-магнитосфера.
• Разработать новые методы зондирования верхней атмосферы Земли в радио, оптическом, ультрафиолетовом, рентгеновском и гамма-диапазонах.
• Впервые получить данные по временным характеристикам атмосферных вспышек гамма-излучения с высоким временным разрешением и исследовать возможную связь вспышек  ультрафиолетового и гамма-излучения с высотными грозовыми разрядами.