Солнечно-Земная Физика 40 ЛЕТ КОСМИЧЕСКОЙ ЭРЫ В НИИЯФ МГУ Ю.И.Логачев

НАША ИСТОРИЯ

ХI. Paдиационные эксперименты НИИЯФ МГУ последних лет

После спутников "Прогноз" число космических аппаратов для исследований радиации резко сократилось. Так, за последние 10 лет было осуществлено только 13 запусков космических аппаратов, на которых находились приборы НИИЯФ МГУ. В это число не входят спутники серии "Космос" с твердотельными детекторами, предназначенными для изучения аномальной компоненты космических лучей, о которой речь шла в разделе Y. Они отличались от остальных спутников серии "Космос" тем, что имели возвращаемый на землю модуль и существовали на орбите, как правило, одну-две недели. Космические аппараты, запущенные после 1988 года, перечислены в таблице 6.

   Таблица 6.

       К О С М И Ч Е С К И Е   А П П А Р А Т Ы
          последних лет с приборами НИИЯФ МГУ 
                                                   
 
  Космический аппарат   Год запуска   Орбита   
____________________________________________________________________________

Гранат      1989     Типа "Прогноз"

Модуль "Квант-2" станции "МИР"   
            1989     Круговая h=400 км, i=51o    
   
Горизонт-34   1991     Геостационар

Горизонт-35   1991     Геостационар

Глонасс-56    1992     Круговая h=20000 км, i=65o    
 
Горизонт-41  1993     Геостационар

Глонасс-60   1994     Круговая h=20000 км, i=65o

Коронас-И    1994     Приполярная круговая h = 500 км
 
Модуль "Спектр"  станции "МИР"  
              1995     Круговая h = 400 км

Галс             1995     Геостационар

Интербол    1996     Типа "Прогноз"

Экспресс    1996     Геостационар

Космос-2344  1997     Эллиптическая: апогей - 2700 км,
                 перигей - 1500 км, i=63o

Cпутник "Гранат", имевший орбиту, близкую к орбитам спутников "Прогноз", оказался долгожителем, он работал более пяти лет. На спутнике "Гранат" установлен большой комплекс приборов для регистрации заряженных частиц в широком диапазоне энергий. Во время полета этого спутника на Солнце произошло несколько мощных вспышек, которые были зарегистрированы и достаточно подробно изучены /62/. Одно из ярких событий произошло в марте 1993 года, когда потоки генерированных на Солнце частиц достигли огромных значений, сравнимых с потоками других 10 мощнейших вспышек, происшедших на Солнце с 1946 года, за все время наблюдения за энергичными солнечными частицами.
На спутнике "Горизонт-35" аппаратура НИИЯФ МГУ позволила изучить различные процессы в кольцевом токе на геостационарной орбите. Развитие кольцевого тока в магнитосфере Земли имеет ключевое значение в формировании магнитных бурь, магнитосферно-ионосферных и солнечно-земных связей. Эти эксперименты показали наличие в кольцевом токе ионов Н+, Не++ и О+, определили суточный ход их потоков, позволили уточнить вклад в частицы кольцевого тока магнитосферных ионов, ионов ионосферы Земли и солнечных частиц /63/.

На модуле "Квант-2" орбитальной станции "МИР" НИИЯФ МГУ установил приборы для регистрации нейтронов. В качестве детектеров в них использовались нейтронные счетчики, наполненные газом Не-3. Такие же счетчики, но уже в значительно большем наборе были установлены на модуле "Спектр", также пристыкованном в 1995 году к станции "МИР". Задача этого эксперимента состояла в определении направления прихода потока нейтронов, что позволяло идентифицировать их источник: Солнце или что-либо еще, например, авария на другом спутнике с ядерным реактором на борту или на наземной атомной станции. За время полета Солнце было спокойным, никаких аварий, к счастью не произошло и приборы на станции "МИР" регистрировали спокойный фоновый поток нейтронов, создаваемый космическими лучами в атмосфере Земли и веществе самого космического аппарата.
На модуле "Спектр" был установлен и широкий комплекс приборов для изучения локальных космических источников рентгеновского и гамма излучения (аппаратура "ГРИФ-1"). Комплекс приборов "ГРИФ-1" состоял из 20 различных блоков, из которых 7 были скомпанованы на одной платформе, причем детекторы этих блоков, регистрирующие рентгеновское излучение с энергией 3030 MэВ), причем прибор был научен отличать попавший в него гамма-квант от нейтрона.
В 1994 году была выведена на полярную орбиту солнечная обсерватория "КОРОНАС-И". Главным экспериментом на этом спутнике было изучение солнечной короны и активных областей Солнца в ультрафиолетовом свете и мягком рентгеновском излучении, проводившемся Физическим институтом РАН. НИИЯФ МГУ на "КОРОНАС,е" установил несколько приборов для изучения гамма-излучения, нейтронов и заряженных частиц от солнечных вспышек. К сожалению, полет этого спутника пришелся на период минимума солнечной активности, в течение всего полета не произошло ни одной достаточно мощной вспышки и ни гамма-квантов, ни нейтронов зарегистрировано не было. Зато произошло интересное событие в заряженных частицах: 14 апреля 1994 г. было зарегистрировано возрастание потоков частиц, не сопровождавшееся солнечной вспышкой, безвспышечное возрастание заряженных частиц. 17 апреля на Земле возникла необычная магнитная буря, что было связано с приходом к Земле потока солнечной плазмы, ассоцированного с корональным транзиентом, который около Солнца ускорил заряженные частицы, а при подходе к Земле инициировал возникновение магнитной бури. Благоприятным фактором здесь является то, что данное событие наблюдалось на нескольких космических аппаратах (IMP-8, Ulysses, КОРОНАС-И и геостационарных спутниках Земли), что позволило рассмотреть его с разных позиций /64/. На спутнике "КОРОНАС-И" были также обнаружены ядра кислорода, являющиеся частицами аномальной компоненты космических лучей, захваченных в геомагнитнуцю ловушку. Несмотря на то, что спутник "КОРОНАС-И" летал глубоко в магнитосфере Земли он смог зарегистрировать рекуррентные возрастания потоков протонов с энергией 1-4,5 МэВ, проникающих на малые высоты в полярных шапках. Эту же серию возрастаний регистрировал космический аппарат "Ulysses", находившийся в это время над южным полюсом Солнца. Сравнение данных Ulysses'а и КОРОНАС'а позволили установить, что источник частиц коротирующих потоков находится достаточно далеко от орбиты Земли /65/.
Длительные мониторные измерения радиации на небольших высотах в магнитосфере Земли позволили проверить существующие модели радиационных потоков на этих высотах и показать, что эти модели нуждаются в уточнениях. В 1991-93 гг. на геостационарных спутниках Земли "Горизонт-34,-35 и -41", а также спутнике ГЛОНАСС (ГЛОбальная НАвигационная Спутниковая Система), был начат глобальный мониторинг внутренних областей магнитосферы. Намечалась целая сеть спутников с различными орбитами, измерения частиц с которых поступали в НИИЯФ МГУ, в центр обработки и анализа зарегистрированной информации. Изменение экономической ситуации в России не дало возможности довести до конца эту программу, но она начала осуществляться, налажена и опробована линия передачи информации с двух одновременно действующих спутников в НИИЯФ МГУ. Вместе с другими спутниками (Галс, Экспресс) проведенные измерения позволили изучить динамику магнитосферы на спаде 22-го цикла солнечной активности, исследовать динамические процессы в потоках электронов высокой энергии, путей их заброса в пояса, времена жизни и другие процессы. Особенно важными были плазменные измерения на геостационарных орбитах, ибо ближний плазменный слой (L<7-8) сейчас признается ответственным за возникновение магнитных бурь.

Последний спутник с аппаратурой НИИЯФ МГУ - "Космос-2344" был запущен в 1997 году на необычную орбиту, на которой до сих пор мы не проводили измерений: наклон орбиты составлял 63^o к плоскости экватора, высота полета в перигее была 1500 км, а апогей достигал 2700 км. Систематических измерений радиации на этих высотах в НИИЯФ МГУ не проводилось, спутники с более высокими апогеями эти высоты пересекали на других, как правило, больших широтах. Необычность траектории полета спутника давала надежду обнаружить здесь новые эффекты. Прибор на спутнике "Космос-2344" представлял собой телескоп из 4-х кремниевых детекторов, выполненный на современном уровне, что позволяло ему надежно регистрировать заряд частиц, их массу и энергию. Ожидания оправдываются: во внутренних областях магнитосферы впервые зарегистрированы потоки ядер Li, Be и В на магнитных оболочках с L < 2 и ядер C, N и О на L > 2. Есть основание предполагать, что потоки этих частиц образуют еще один-два пояса захваченных тяжелых частиц, источником которых является атмосфера Земли, где эти частицы создаются космическими лучами в ядерных реакциях с ядрами атмосферы /66/.

назад		вперед		оглавление		литература
		На первую страницу по истории солнечно-земной физики