Резонансные эффекты взаимодействия волн и частиц при искусственной инжекции пучков заряженных частиц в ионосферной плазме
Рубрика:
| Баранец, Н, 1Ружин, Ю, Ерохин, Н, Афонин, В, 2Войта, Я, Шмилауэр, Я, 3Кудела, К, 3Матишин, Я, 4Чобану, М 1Інститут земного магнетизму, іоносфери і поширення радіохвиль Російської академії наук (ІЗМІРАН), Троїцьк, Росія 2Інститут фiзики атмосфери Академії наук Республіки Чехія, Прага, Республіка Чехія 3Інститут експериментальної фізики Академії наук Словаччини, Кошице, Словаччина 4Інститут космічних наук, Бухарест, Румунія |
| Косм. наука технол. 2014, 20 ;(5):03-26 |
| https://doi.org/10.15407/knit2014.05.003 |
| Язык публикации: русский |
Аннотация: Изучаются механизмы взаимодействия заряженных частиц ионосферной плазмы с продольными плазменными и электромагнитными волнами, возбужденными при проведении активного эксперимента в ионосфере с одновременной инжекцией электронного и ионного пучков с борта космического аппарата «Интеркосмос-25» (ИК-25). Результаты изучения пучково-плазменной неустойчивости относительно возбуждения продольных волн при инжекции электронного пучка ранее были представлены в нашей работе [Физ. плазмы. — 2007. — 33, № 11. — C. 995—1013]. Специфической особенностью эксперимента, проведенного на витках 201, 202, была взаимная ориентация инжекций, при которой потоки заряженных частиц были инжектированы в одном направлении вдоль магнитного поля вверх от Земли таким образом, что относительная форма инжекций представляла собой структуру «пучок в пучке». Результаты пучково-плазменного взаимодействия для такой конфигурации были зарегистрированы в двойной спутниковой системе, состоящей из станции ИК-25 и субспутника «Магион-3». Основное внимание уделено изучению механизмов возбуждения электромагнитных волн в различных частотных диапазонах и их взаимодействия с заряженными частицами ионосферной плазмы, приводящее к ускорению/усилению потоков частиц в поле электромагнитных волн. Рассмотрено также возбуждение свистящих атмосфериков (свистов) на первой гармонике электронного циклотронного резонанса в условиях нормального эффекта Доплера при инжекции электронного пучка в ионосферную плазму. |
| Ключевые слова: активный эксперимент, атмосферик, ионосферная плазма, поток заряженных частиц, электромагнитные волны |
References:
1. Баранец Н. В., Ружин Ю. Я., Афонин В. В. и др. Квазипоперечная к геомагнитному полю инжекция электронных пучков по данным спутника «Интеркосмос-25»: проект АПЭКС // Космічна наука і технологія. —2000. — 6, № 5/6. — C. 49—62.
2. Баранец Н. В., Соболев Я. П., Чобану M. и др. Развитие пучковой неустойчивости при инжекции слабоэнергичного электронного пучка в ионосферную плазму // Физ. плазмы. — 2007. — 33, № 12. — C. 1086—1106.
3. Волокитин А. С., Ружин Ю. Я., Коробейников В. Г., Докукин В. С. Магнитные эффекты инжекции струи плазмы в ионосфере (эксперимент АПЭКС) // Геомагнетизм и aэрономия. — 2000. — 40, № 3. — C. 133— 137.
4. Искусственные пучки частиц в космической плазме / Под ред. Б. Гранналя. — М.: Мир, 1985. — 456 с.
5. Киценко A. Б., Степанов К. Н. Про проходження пучка заряджених частинок через магнитоактивну плазму // Укр. физ. журн. — 1961. — 6, № 3. — С. 297— 307.
6. Михайловский А. Б. Теория плазменных неустойчивостей. — М.: Атомиздат, 1975. — Т. 1.
7. Мишин Е. В., Ружин Ю. Я., Телегин В. А. Взаимодействие электронных потоков с ионосферной плазмой. — М.: Гидрометеоиздат, 1989. — 264 с.
8. Моффат Г. Возбуждение магнитного поля в проводящей среде / Под ред. Я. Б. Зельдовича. — М.: Мир, 1980. — 342 с.
9. Ораевский В. Н., Соболев Я. П., Жузгов Л. Н. и др. Возбуждение магнитных полей при инжекции электронных пучков с борта спутника Интеркосмос-25 (АПЭКС) // Физ. плазмы. — 2001. — 27, № 4. — С. 343—349.
10. Радиофизическая электроника / Под ред. Н. А. Капцова. — М.: Мир, 1978.
11. Banks P. M., Raitt W. J. Observation of electron beam structure in space experiments // J. Geophys. Res. — 1988. — 93. — P. 5811—5822.
12. Baranets N. V., Galperin Yu. I., Erokhin N. S., et al. Electron flux scattering in strongly turbulent plasma region // Adv. Space Res. — 1998. — 21, N 5. — P. 709—712.
13. Baranets N. V., Ruzhin Yu. Ya., Erokhin N. S., et al. Acceleration of energetic particles by whistler waves in active space experiment with charged particle beams injection // Adv. Space Res. — 2012. — 49, N 5. — P. 859—871.
14. Baranets N. V., Sobolev Ya. P., Ruzhin Yu. Ya., et al. Excitation of HF and ULF-VLF waves during charged particle beams injection in active space experiment // J. Plasma Phys. Res. SERIES — 2009. — 8. — P. 251—256.
15. Maehlum B. N., Maseide K., Aarsnes K., et al. Polar 5 - An electron accelerator experiment within an aurora // Planet. Space Sci. — 1980. — 28. — P. 269—279.
16. Marshall J. A., Lin C. S., Burch J. L., et al. Spacelab 1 experiments on interactions of an energetic electron beam with neutral gas // J. Space Rockets. — 1988. — 25, N 5. — P. 361—367.
17. Mett R. R., Tataronis J. A. Current drive via magnetohydrodynamic helicity waves // Phys. Rev. Lett. — 1989. — 63, N 13. — P. 1380—1383.
18. Přech L., Němeček Z., ŠafránkováJ., Omar A. Actively produced high-energy electron bursts within the magnetosphere: the APEX project // Ann. geophys. — 2002. —20. — P. 1529—1538.
19. Roeder J. L., Sheldon W. R., Benbrook J. R., et al. X ray measurements during the ARAKS experiments // Ann. geophys. — 1980. — 36. — P. 401—409.