| 1. | Наименование проекта | Взаимодействие ультранизкочастотных волн с частицами кольцевого тока в магнитосфере Земли: теория и эксперимент |
|---|---|---|
| 2. | Регистрационный номер ЦИТИС: | 122072900015-1 |
| 3. | Исполнитель | Институт солнечно-земной физики СО РАН |
| 4. | Ведомственная принадлежность | Минобрнауки России - наука |
| 5. | Заказчик | РНФ |
| 6. | Вид финансирования | грант |
| 7. | Вид НИОКТР | Фундаментальная НИР |
| 8. | Приоритетное направление (основное) | Рациональное природопользование |
| 9. | Приоритетное направление (дополнительное) | Нет данных |
| 10. | Критическая технология (основная) | Технологии мониторинга и прогнозирования состояния окружающей среды, предотвращения и ликвидации ее загрязнения |
| 11. | Критическая технология (дополнительная) | Нет данных |
| 12. | Приоритет Стратегии НТР России | Возможность эффективного ответа российского общества на большие вызовы с учетом возрастающей актуальности синтетических научных дисциплин, созданных на стыке психологии, социологии, политологии, истории и научных исследований, связанных с этическими аспектами научно-технологического развития, изменениями социальных, политических и экономических отношений |
| 13. | Общее тематическое направление | Рациональное природопользование, климат, экология |
| 14. | Приоритетное арктическое направление (основное) | Интегрированные средства навигации и связи |
| 15. | Приоритетное арктическое направление (дополнительное) | |
| 16. | Аннотация | Проект направлен на исследование резонансных механизмов взаимодействия заряженных частиц кольцевого тока с ультранизкочастотными (УНЧ) волнами. Это одна из наиболее серьезных задач, стоящих перед геофизиками всего мира. УНЧ-волны играют большую роль в ускорении заряженных частиц до высоких энергий. Эти волны регулярно наблюдаются в магнитосфере и находятся в диапазоне частот от нескольких мГц до нескольких Гц. Интерес представляют волны как с большими периодами, которые классифицируются как Pc4-5, так и с малыми (волны диапазона Рс1). Эти волны возбуждаются как источниками внутри магнитосферы, так и источниками в солнечном ветре, причем в обоих случаях возможны несколько механизмов генерации. Взаимодействуя с протонами кольцевого тока и электронами радиационных поясов, УНЧ-волны могут разгонять их до высоких энергий. Актуальность решения задачи поиска механизмов ускорения заряженных частиц обусловлена их участием в цепочке явлений космической погоды. Именно они оказывают непосредственное влияние на инфраструктуру: от воздействия на аппаратуру космических исследовательских, навигационных и других спутников, до вывода из строя линий электропитания, нарушения радиосвязи в арктических областях. Кроме того, они губительно воздействуют на здоровье космонавтов, находящихся в открытом космосе. Все это позволяет утверждать, что изучение динамики высокоэнергичных частиц при взаимодействии с УНЧ-волнами в магнитосфере имеет большое значение — как научное, так и прикладное. Актуальными задачами можно считать как аналитические исследования волн в в реалистичных моделях магнитосферы, позволяющие понять механику взаимодействий волн с частицами, так и анализ наблюдательных спутниковых данных. В магнитосфере возможны наблюдения in situ, что дает возможность прямых измерений параметров волны и потоков заряженных частиц. Это позволяет верифицировать разработанные теоретические модели и наблюдать непосредственное взаимодействие волн с заряженными протонами и электронами. В теоретической части проекта будут исследованы пространственная структура и дисперсия УНЧ волн в горячей плазме кольцевого тока магнитосферы, механизм генерации энергичными частицами кольцевого тока, в рамках реалистичных моделей магнитосферы. В экспериментальной части проекта будут исследованы поля УНЧ волн в области кольцевого тока и их взаимодействие с энергичными частицами, с использованием данных современных космических миссий, таких как Van Allen Probes, THEMIS, MMS и Arase. В настоящее время в Институте солнечно-земной физики СО РАН сформировалась научная группа, специализирующаяся на исследовании волновых явлений в магнитосфере. Для данной группы исследование роли волн ультра-низкой частоты в ускорении протонов кольцевого является логичным продолжением предмета исследований, и вероятность успешного выполнения проекта крайне высока. По итогам реализации проекта ожидается получение новых представлений о волновых процессах, которые дополнят существующие сведения и внесут существенный вклад в определение механизмов генерации УНЧ-волн и механизмов ускорения частиц кольцевого тока. |
| 17. | Начало проекта | 28.07.2022 |
| 18. | Завершение проекта | 30.06.2025 |