![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Прямые измерения
Прямые методы измерения параметров магнитосферы включают стратосферные исследования, ракеты и спутники. Как правило, это измерения комплексные, каждый аппарат имеет на борту целую группу приборов, и поэтому в данном разделе, в отличие от предыдущих, мы не можем выделить какое-то одно научное направление. На отдельном сайте мы дадим описание нескольких комплексных проектов. Стратосферные исследования исторически наиболее древние: собственно уже на первом полете аэростата открытого типа, шарльере, его изобретатель парижский профессор Шарль проводил измерения температуры воздуха и атмосферного давления (1883г.). Ракетные исследования начали развиваться в послевоенное время с появлением соответствующих средств подъема. В СССР это были в основном метеорологические ракеты, и попытки использовать ракеты для магнитосферных исследований не дали больших результатов. За рубежом были созданы научные ракетные полигоны - на Аляске в США и в Кируне, Швеция, европейский ракетно-аэростатный полигон ESRANGE. С появлением спутников многие экспериментальные группы оставили или резко сократили аэростатные и ракетные программы и перешли на создание спутниковой аппаратуры. Собственно общая или близкая по принципу действия аппаратура, как научная, так и вспомогательная, служебная, и объединяет все эти три направления. Перечислим основные группы приборов. Датчики заряженных частиц, начиная от простейших счетчиков Гейгера до сложных систем типа калориметра Григорова, составляют большую разветвленную группу инструментов, сведения о которых мы будем накапливать в специальном сайте " приборы для измерения частиц". Магнитометры являются непременной частью каждого спутника и каждой научной подвески аэростата. Они несут и чисто научную нагрузку и служат вспомогательными датчиками ориентации (например, отслеживая вращение аэростата). Как правило, это феррозондовые датчики (flux-gate magnetometers), обладающие большим диапазоном измерений и высокой чувствительностью. Электрическое поле в стратосфере и магнитосфере измерять очень важно и очень трудно. Трудно потому, что из-за низкой проводимости среды приходится применять датчики с очень высоким внутренним сопротивлением, кроме того, чтобы измерить слабое электрическое поле, приходится датчики разносить на расстояние до нескольких десятков метров. Кроме того, сам спутник вносит искажение в локальную структуру поля, на корпусе может накапливаться статический заряд, к тому же и само поле очень изменчиво. Все это создает сложности при интерпретации результатов измерений. Тем не менее нам известно довольно много о крупномасштабной структуре электрического поля. На рис 1p приводится картина распределения напряженности электрического поля поперек хвоста магнитосферы, измеренный на спутнике OGO-6: в центральной части хвоста поле направлено с утра на вечер, а на флангах - в обратную сторону, что соответствует конвективному переносу плазмы к Земле в центре и от Земли - вдоль границы с магнитопаузой. Полярные сияния рассмотреть сверху стало возможным сначала как побочный результат работы американских шпионских спутников серии DMSP, имевших полярную орбиту и линейку фотодатчиков, сканирующих ночную картину освещенности поверхности Земли. Позднее уже на научных спутниках были установлены специальные датчики полярных сияний, при этом использование ультрафиолетового диапазона позволило различать сияния и на дневной, освещенной Солнцем, части авроральной зоны. Риометр (Relative Ionospheric Opacity meter). Специальный радиоприемник для непрерывного измерения уровня поглощения космического радиошума в слое D ионосферы Земли. Используется для мониторинга высыпающихся а атмосферу авроральных электронов и протонов солнечного происхождения. Рис. 2. Риометр: схема, результат. Риометр работает в диапазоне 15-50 Мгц (стандартная частота 32 Мгц). Принцип работы основан на сравнении излучения, принимаемого антенной типа " волновой канал" с излучением шумового диода. Риометр был изобретен американскими геофизиками Лейнбахом и Чиверсом в пятидесятые годы и используется на десятках станций преимущественно в высоких широтах.
|