|
НАСА запустит спутники, которые будут изучать загадки магнитосферы Земли
|
|
|
|
Насколько много мы на самом деле знаем о магнитном поле Земли? Да и вообще, как много мы знаем о любом магнитном поле, крупном или субатомном? В марте NASA запустит миссию Magnetospheric Multiscale (MMS), которую готовило в течение десяти лет, чтобы по возможности ответить на многие волнующие нас вопросы. В частности, миссия — которая включает четыре космических аппарата, которые соберутся в пирамиду — предоставит первую детальную трехмерную карту процесса, известного как магнитное пересоединение. Это явление мы в первую очередь видим на примере геомагнитных бурь, солнечных вспышек и даже северного сияния.
|
|
|
|
MMS по сути будет представлять измененную версию успешной миссии Cluster II, запущенной Европейским космическим агентством. Вместо того чтобы запускать четыре зонда попарно, устройства MMS будут запущены все вместе с ракетой Atlas V 421 в марте 2015 года. Как показано на изображении выше, эти аппараты доводят до предела размеры устройств, которые может запустить в космос подобная ракета. Кстати, робот ATHLETE, который тоже когда-нибудь будет запущен, использует похожую геометрию, вплоть до возможности укомплектовывать разные аппараты в ядре ракеты.
|
 |
|
Как только спутники достигнут пункта назначения — высокой эллиптической земной орбиты — аппараты MMS отделятся, образуют пирамиду в пространстве, по одному аппарату на каждую грань, и развернут антенны. Самая длинная дистанция между суднами — 400 километров — будет использоваться для выявления событий пересоединения, в то время как зонды, не слишком удаленные друг от друга — на несколько километров — будут изучать конкретные процессы, которые стоят за пересоединением. Высокая эллиптическая орбита поспособствует оптимизации зондов таким образом, чтобы они могли проводить больше времени в местах, где проявляются эффекты магнитного пересоединения, а именно магнитопауза на дневной стороне и магнитохвост.
|
|
|
|
Магнитопауза — это место, где давление солнечного ветра и магнитного поля планеты уравновешивают друг друга; магнитохвост вытягивается в сторону от планеты, по мере того как солнечный ветер действует на магнитосферу. Магнитное пересоединение происходит в тонких слоях — всего несколько километров толщиной — где накапливаются магнитная и механическая энергии. Понимание пересоединения важно для наших попыток создать термоядерный реактор, поскольку это один из основных механизмов, который мешает магнитному конфайнменту синтезируемого материала.
|
|
|
|
Если говорить о том, как развивалось магнитное поле Земли (и продолжает развиваться), многие эксперты указывают на железное ядро планеты и что-то говорят об электрических токах и динамо. Но на деле же наша лучшая симуляция не объясняет многих деталей, которые наблюдаются экспериментально. Хотя температура ядра нашей планеты весьма высока (как на поверхности Солнца), мы почти уверены, что ядро — твердое, благодаря грандиозному давлению, которое на него оказывается. С другой стороны, все осложняется трудностью теоретического описания событий в ядре, связанных с магнитным полем, точечными зарядами и спинами отдельных электронов: описать магнитные явления оказывается очень сложно.
|
|
|
|
В упрощенном смысле понятное на вид магнитное поле можно свести к результату объединения электростатики со специальной теорией относительности. Основные элементы специальной теории относительности весьма важны и имеют фундаментальное значение для понимания того, как возникают магнитные силы. Мы не будем останавливаться на этом вопросе, только отметим, что сила слабого притяжения, которая возникает между двумя параллельными токами в двух проводах, к примеру, понимается как результат релятивистского сокращения пространства, которое связано с движением зарядов. Грубо говоря, магнитное поле — это математическая уловка, которую ученые используют для интерпретации разных точек влияния материнского электромагнитного поля.
|
|
|
|
Если идти дальше, вам может быть интересно, что, в отличие от большинства знакомых нам планет, наш ближайший сосед — Венера — не генерирует магнитное поле внутри. Однако есть свидетельства того, что в индуцированном магнитохвосте Венеры возникает эффект магнитного пересоединения. Именно над изучением этих феноменов и будет работать миссия MMS.
|
|
|
|
http://hi-news.ru/space/nasa-zapustit-chetyre-sputnika-kotorye-budut-izuchat-zagadki-magnitosfery-zemli.html
|
