ҒАРЫШТЫҚ ОРТА ЖӘНЕ ОНЫҢ МАТЕРИАЛДАРҒА ӘСЕРІ

ҒАРЫШТЫҚ ОРТА ЖӘНЕ ОНЫҢ МАТЕРИАЛДАРҒА ӘСЕРІ

Бұл бөлімде ЖЖҒК құрылымы туралы мәліметтер келтірілген, жерге жақын және планетааралық кеңістіктің әртүрлі аймақтарындағы физикалық жағдайлар сипатталған, ғарыш ортасының ҒА материалдары мен жабдықтарына әсер етуіне байланысты құбылыстардың жиынтығы қарастырылған, қазіргі және болашақ зерттеулердің маңызды міндеттері тұжырымдалған. Осы оқу құралының тақырыптық бағытына сәйкес ҒА-ның жұмыс істеу жағдайларын қарастыру кезінде ғарыш ортасының әртүрлі компоненттерінің ҒА-ға әсер ету тұрғысынан ең маңызды сипаттамаларын талдауға басты назар аударылады. Ғарыш физикасының әртүрлі бөлімдерінде егжей-тегжейлі зерттелген ЖЖҒК-нің белгілі бір салаларын қалыптастыру, ғарыш ортасында плазма мен сәулеленуді тасымалдау және т.б. мәселелері аз дәрежеде қозғалады.

ҒА жер маңы және планетааралық кеңістікте жұмыс істеу шарттары

Жерге жақын кеңістік және жердің магнитосферасы
Әр түрлі қолданбалы және ғылыми мәселелерді шешу үшін қолданылатын ҒА-ның негізгі бөлігі Жерден Айға дейінгі орташа қашықтыққа (380 мың км) тең радиусы бар сферамен шектелген кеңістік ретінде анықталатын Жерге жақын кеңістікте шоғырланған. OKP-нің төменгі шекарасы халықаралық құқық тұрғысынан 100 км биіктігімен анықталады, алайда физикалық тұрғыдан алғанда, мұндай шекара кейде 200 км биіктігін көрсетеді, онда атмосферадағы тежеу салдарынан жер айналасында бір ғана бұрылыс жасай алады.
Алайда, көбінесе ЖЖҒК ұғымы жердің магнитосферасындағы кеңістікті – геомагниттік өрістің оқшаулау аймағын анықтайды, өйткені магнитосферадағы физикалық жағдайлар оның сыртындағы жағдайлардан айтарлықтай ерекшеленеді. Меридиандық жазықтықтағы магнитосфераның көлденең өлшемдері 200-250 мың км, ал күн бағытында шамамен 60 мың км құрайды.
Жердің магнитосферасының құрылымы туралы қазіргі заманғы идеялар, олардың көптеген бөлшектері нақтылана береді, ҒА көмегімен алынған эксперименттік мәліметтердің үлкен массивтеріне негізделген. ҒА орнатылған құрылғылардың тікелей өлшеулерінің, магниттік және электр өрістерінің параметрлерінің, плазма ағындарының және жер маңындағы кеңістіктің әртүрлі аймақтарындағы жоғары энергиялы зарядталған
бөлшектердің арқасында ғана магнитосфера құрылымының күрделі көрінісін түсінуге болады.
Жердің магнитосферасының жалпы құрылымы суретте көрсетілген. 1.1, мұнда көлденең ось бойынша жер радиусында геоцентрлік қашықтық R_З
= 6370 км кейінге қалдырылады.
Жер ішілік көздерден пайда болған геомагниттік өріс дипольдің көмегімен шамамен жақындайды, оның осі Жердің айналу осіне қатысты 11,5 -ке қисайған, ал оның орталығы Тынық мұхитына қарай шамамен 500 км-ге ығысқан. Нәтижесінде геомагниттік координаттар географиялық координаттарға сәйкес келмейді. Дипольдің магниттік моменті М_З = 8,1 10¹⁵ Тл м³.
Геомагниттік өрістің дипольдік сипаты ~3–4 R_З биіктігіне дейін сақталады. Жерден үлкен қашықтықта өріс бұрмаланады және магнитосфераның жалпы асимметриясына және магнитосфераның ішінде орналасқан плазмада ағып жатқан токтардың қосымша магнит өрістерін құруға байланысты айтарлықтай өзгерістерге ұшырауы мүмкін. Геомагниттік өрістің деформациясы оған күн желінің (КЖ) - планета аралық кеңістікке күн – тәждің сыртқы толық иондалған газ қабығынан үздіксіз ағатын плазма ағынының әсерінен болады.
Негізінен протондар мен электрондардан тұратын КЖ плазмасы (7– 8) 10⁶ м^–3 концентрациясы ~10 ⁵ К температураға ие және жердің айналасына 400-500 км с ^–1 жылдамдықпен қозғалады. Күннің шығуы кезінде плазмалық бөлшектердің концентрациясын жоғарылату және оны гелий ядроларымен байыту кезінде КЖ ағынының жылдамдығы ~1000 км
^–1 км-ге дейін артуы мүмкін.
КЖ плазма ағыны, геомагниттік өріспен әрекеттесіп, Жерге күш сызықтарын жарықтандырылған (күндізгі) жағынан басады және оларды анти-күн бағытында шығарады.
Жарықтандырылған жағында магнит өрісінің шекарасы күрт көрсетілген - бұл КЖ қысымы Жердің магнит өрісінің қысымымен теңестірілетін бет, нәтижесінде КЖ ағыны магнитосфераға әрі қарай енбейді, бірақ айналасында түнгі жаққа қарай ағыла бастайды. Күндізгі жағында ~ 10 RZ геоцентрлік қашықтықта орналасқан магнитосфераның көрсетілген шекарасы магнитопауза деп аталады. Магнитопаузаның алдында, одан 3-4 RЗ қашықтықта, дыбыстан жоғары жылдамдықты КЖ ағынымен құрылған соққы толқынының алдыңғы жағы орналасқан. Соққы фронты мен магнитопауза арасында КЖ параметрлері өзгеретін және плазма ағыны магнитосфераның айналасында ағып, оның сыртқы бетінде плазма мантиясын құрайтын өтпелі аймақ бар.
Түнгі жағында анти-күн бағытында өте алыс орналасқан геомагниттік қуат сызықтары ~1000 R_З дейінгі қашықтыққа созылатын магнитосфераның магниттік пойызын (құйрығын) құрайды.
Магнитосфера ішіндегі барлық кеңістік зарядталған бөлшектермен толтырылады, олар түріне, энергиясына, кеңістіктік таралуына және қозғалыс
сипатына байланысты ғарыштық ортаның әртүрлі компоненттерін қарастыру кезінде төменде талқыланатын белгілі бір құрылымдық салаларға жатады.
Мұнда, магнитосфераның динамикасында магниттік дауылдың дамуы кезінде 3–5 R _З биіктіктегі геомагниттік экватор аймағында пайда болатын сақиналы ток – плазмалық тороидальды форма маңызды рөл атқаратынын атап өтеміз. Шығыстан батысқа қарай ағатын сақиналы токтың плазмасында
~10-100 кэВ энергиясы бар күн және ионосфералық иондар (Н+, О+ және т.б.) бар. Сақиналы ток бастапқы геомагниттік өріске қолданылған кезде оны әлсірететін магнит өрісін жасайды-бұл «D_st -вариация» деп аталады.
Жер бетінде тіркелген D st-вариациясының амплитудасы бойынша магниттік дауылдың күші бағаланады: с дауылдары әлсіз болып саналады D_st
< 50 нТл, ал күшті- D _st > 100 нТл. Шамасы ~5 10^–5 Тл (0,5 Гс) болатын жер бетіндегі магнит индукциясымен салыстырғанда d st - вариациясының амплитудасы аз (0,1-1%), бірақ магнитосфераның сыртқы аймақтарындағы магнит өрісінің шамасымен салыстыруға болады.

әсері

2. 
   

жүктеу/скачать 5,17 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: