|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИПМех РАН |
||
Исследования транзиентных энергичных процессов в верхней атмосфере ЗемлиНИР
Study of transient energetic processes in the Earth’s upper atmosphere
- Руководители НИР: Климов П.А., Свертилов С.И., Хренов Б.А.
- Участники НИР: Белов А.А., Гарипов Г.К., Казначеева М.А., Сараев Р.Е., Сигаева К.Ф., Штундер Я.А., Щелканов К.Д.
- Подразделение: Отдел космических наук
- Срок исполнения: 1 января 2015 г. - 31 декабря 2025 г.
- Номер договора (контракта, соглашения): 2.5
- Номер ЦИТИС: 122071400014-2
- Тип: Фундаментальная
- Приоритетное направление научных исследований: Космическая физика
- ПН России: Транспортные и космические системы
-
Рубрики ГРНТИ:
- 37.15.23 Геофизические проявления космических лучей
- 37.21.23 Атмосферное электричество
- 89.53.41 Исследования атмосферы Земли
- 29.05.45 Космические лучи. Релятивистская астрофизика. Космология
-
Ключевые слова:
транзиенты в верхней атмосфере, высыпание заряженных частиц из магнитосферы, молнии, орбитальная техника изучения разрядов в атмосфере
orbital uv telescopes, lightning discharge, transient luminous events -
Описание:
Исследование транзиентных атмосферных явлений (ТАЯ) является актуальным направлением как физики верхней атмосферы, ионосферы и магнитосферы, так и физики газового разряда. Несмотря на интенсивное развитие физики высоко-атмосферных разрядов в последние несколько лет, остается ещё много нерешенных вопросов, связанных, в первую очередь, с механизмами генерации ТАЯ разного типа. В настоящее время работают или планируются к запуску ряд российских и международных миссий (ЧИБИС, TARANIS , VERNOV , AS IM), направленных на разностороннее исследование этих явлений. Для дальнейшего изучения ТАЯ необходимо проведение комплексных космических и наземных экспериментов. Важными направлениями исследования являются: 1) изучение пространственно-временной структуры и спектра излучения от молний и ТАЯ, 2) изучение ТАЯ на больших расстояниях от грозовых областей; 3) изучение «выстроенности» вспышек вдоль геомагнитного меридиана, 4) исследование возможной корреляции ТАЯ с геомагнитными явлениями. Важной практической задачей данного направления является развитие сверх- быстрой орбитальной техники регистрации оптических явлений в атмосфере Земли с широким полем зрения.
-
Планируемые результаты:
1) Разработка и изготовление широкоугольного детектора ТАЯ с возможностью регистрации спектра излучения с высоким временным разрешением. 2) База данных ТАЯ. Глобальное распределение ТАЯ. Классификация ТАЯ по пространственно-временной структуре. 3) Выделение класса внегрозовых ТАЯ. Механизмы их возникновения. 4) Взаимосвязь частоты регистрации ТАЯ с геомагнитной обстановкой и факторами космической погоды.
-
Научный задел:
Исследования ТАЯ начаты в НИИЯФ МГУ в 2005 году после запуска спутника "Университетский-Татьяна". В ходе первого эксперимента были получены предварительные карты регистрации ТАЯ, информация о фоне УФ свечения атмосферы. Затем эти исследования были продолжены в последующих космических миссиях МГУ, таких как "Университетский-Татьяна-2", "Вернов", "Ломоносов". Усовершенствование аппаратуры (пространственное разрешение, увеличение чувствительности и временного разрешения) позволило получить ряд новых результатов, в частности, энергетический спектр УФ вспышек в атмосфере Земли, подробные карты УФ свечения и УФ ТАЯ. Уже в ходе выполнения данной НИР удалось зарегистрировать внегрозовые УФ вспышки, которые отнесены к отдельному классу ТАЯ. Подготовлена научная аппаратура Mini-EUSO для работы на Международной космической станции, УФ детекторы для малых космических аппаратов класса наноспутников. Коллектив обладает опытом создания фотометрической аппаратуры, проведения космических экспериментов и работает в тесном международном сотрудничестве.
- Добавил в систему: SINP IAO
Источник финансирования НИР
| госбюджет, раздел 0110 (для тем по госзаданию) |
Этапы НИР
| # | Сроки | Название |
| 1 | 1 января 2015 г.-31 декабря 2015 г. | Исследования транзиентных энергичных процессов в верхней атмосфере Земли |
| Результаты этапа: | ||
| 2 | 1 января 2016 г.-31 декабря 2016 г. | Исследования транзиентных энергичных процессов в верхней атмосфере Земли |
| Результаты этапа: 1. При наблюдениях в надир в ночное время на спутнике «Вернов» были зарегистрированы оптические сигналы искусственного происхождения, распределенные вдоль меридиана в протяженной области широт в северном и южном полушариях Земли, модулированные низкой частотой (100-300 Гц). 2. По результатам первичного анализа данных детектора "ТУС" на борту спутника "Ломоносов" за первые месяцы работы на орбите показана взаимосвязь УФ вспышек с областями грозовой активности, выделены несколько типов явлений по особенностям пространственно-временной структуры. | ||
| 3 | 1 января 2017 г.-31 декабря 2017 г. | Исследования транзиентных энергичных процессов в верхней атмосфере Земли |
| Результаты этапа: | ||
| 4 | 1 января 2018 г.-31 декабря 2018 г. | Исследования транзиентных энергичных процессов в верхней атмосфере Земли |
| Результаты этапа: | ||
| 5 | 1 января 2019 г.-31 декабря 2019 г. | Исследования транзиентных энергичных процессов в верхней атмосфере Земли |
| Результаты этапа: Проведена предполетная подготовка детектора Mini-EUSO (УФ атмосфера»): квалификационные испытания, калибровка, подготовка программного обеспечения. Проведены первые сеансы космического эксперимента Mini-EUSO (УФ атмосфера) и получены первые научные данные. Проведен первичный анализ данных, показана работоспособность научной аппаратуры. Построены первые карты УФ свечения с антропогенными (города) источниками свечения, облачным покровом. Выделен ряд событий, относящихся к транзиентным световым явлениям типа эльф, зарегистрировано более двух десятком метеоров. Подготовлен и запущен на борту спутника «ВДНХ-80» компактный детектор УФ излучения на основе кремниевых фотоэлектронных умножителей. Получены первые данные. Показана работоспособность аппаратуры в широком диапазоне интенсивности свечения, проведены измерения прямого и рассеянного солнечного излучения. Разработан телескоп-спектрометр транзиентных атмосферных явлений. Результаты опубликованы в рецензируемых российских и зарубежных журналах (Journal of Astronomical Telescopes, Instruments, and Systems, Remote Sensing, Progress in Earth and Planetary Science, Известия РАН. Серия физическая), представлены на конференциях ICRC-2019, УРА-2019. | ||
| 6 | 1 января 2020 г.-31 декабря 2020 г. | Исследования транзиентных энергичных процессов в верхней атмосфере Земли |
| Результаты этапа: | ||
| 7 | 1 января 2021 г.-31 декабря 2021 г. | Исследования транзиентных энергичных процессов в верхней атмосфере Земли |
| Результаты этапа: В ходе выполнения НИР в 2021 году получены следующие результаты: 1. Проведена предварительная обработка данных первого года работы детектора Mini-EUSO на борту МКС. Получены карты УФ свечения вдоль траектории МКС. Проведен предварительный отбор транзиентных событий разного типа: ELVEs, метеоры, ШАЛ-подобные и антропогенные вспышки. Проработаны алгоритмы реконструкции кинематических параметров событий типа ELVEs, получены распределения регистрируемых метеоров по горизонтальной скорости, азимутальному углу и яр- кости. 2. Проведены измерения УФ излучения атмосферы детектором «АУРА-2» на борту космического аппарата «ДЕКАРТ» с временным разрешением 10 мс. 3. Проведена обработка данных детектора «ТУС» в полярной области. Проанализированы особенности УФ пульсаций, условия и возможные механизмы их возникновения. Показано, что эти события могут быть связаны с высокоэнергетической частью высыпающихся электронов, вызывающих слабое пульсирующее излучение в авроральной области на низких высотах. План НИР выполнен полностью, результаты опубликованы в рецензируемых российских и зарубежных журналах (Proceedings of Science, Experimental Astronomy, Astrophysical Journal, Supplement Series), представлены на конференциях Пятая Всероссийская конференция «Глобальная электрическая цепь», 37th International Cosmic Ray Conference, Четвёртый Российский симпозиум по наноспутникам с международным участием RusNanoSat-2021, XIII школа-конференция с международным участием «Проблемы Геокосмоса», 44-й ежегодный Апатитский семинар «Физика авроральных явлений». | ||
| 8 | 1 января 2022 г.-31 декабря 2022 г. | Исследования транзиентных энергичных процессов в верхней атмосфере Земли |
| Результаты этапа: | ||
| 9 | 1 января 2023 г.-31 декабря 2023 г. | Исследования транзиентных энергичных процессов в верхней атмосфере Земли |
| Результаты этапа: В ходе работы в 2023 году получены следующие результаты: 1) Проведена предварительная обработка данных 100 сеансов работы детектора <<УФ атмосфера>> на борту МКС. Получены карты УФ свечения вдоль траектории МКС, проанализиврованы вариации УФ свечения, связанные с облачным покровом, антропогенной деятельностью, и др. 2) Проведена реконструкция колец свечения событий типа ELVES -- его центра, изменения радиуса кольца со временем, ширины кольца. Для многокольцевых эльфов проведена оценка временных задержек, по которым события расклассифицированы как кольца с короткими и длительными задержками. В некоторых случаях выявлено наличие диффузной области свечения (гало). 3) Разрабатываются методики отбора и реконструкции пространственно-временной структуры транзиентных атмосферных явлений, кинематических характеристик трековых событий: метеоров, ШАЛ-подобных вспышек. 4) Проведен анализ вспышек излучения в атмосфере Земли, измеренных детектором <<АУРА-2>>, размещенном на борту космического аппарата <<ДЕКАРТ>>. По данным наземных сетей регистрации молниевых разрядов, вспышки наблюдаются в активном грозовом районе. Спектральный состав излучения наиболее соответствует молниевому разряду облако-земля, нежели высоко атмосферным транзиентным явлениям. 5) Проведена интеграция детектора <<АУРА>> на борт космического аппарата <<САТУРН>>, запуск и летные испытания аппаратуры, анализ первых данных. План НИР выполнен полностью, результаты опубликованы в рецензируемых российских и зарубежных журналах | ||
| 10 | 1 января 2024 г.-31 декабря 2024 г. | Исследования транзиентных энергичных процессов в верхней атмосфере Земли |
| Результаты этапа: | ||
| 11 | 1 января 2025 г.-31 декабря 2025 г. | Исследования транзиентных энергичных процессов в верхней атмосфере Земли |
| Результаты этапа: | ||
Прикрепленные к НИР результаты
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".