Динамика релятивистских электронов в магнитосфере Земли

Романова, Наталья Вячеславовна

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Динамика релятивистских электронов в магнитосфере Земли
ВАК РФ 25.00.10, Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых

Автореферат диссертации по теме "Динамика релятивистских электронов в магнитосфере Земли"

1Ш нравал у у линией

РОМАНОВА Наталья Вячеславовна

ДИНАМИКА РЕЛЯТИВИСТСКИХ ЭЛЕКТРОНОВ В МАГНИТОСФЕРЕ ЗЕМЛИ: РОЛЬ ВОЛНОВЫХ ПРОЦЕССОВ В УСКОРЕНИИ И ВОЗДЕЙСТВИЕ НА КОСМИЧЕСКИЕ АППАРАТЫ

Специальность 25.00.10 - геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

- 6 ОКТ 2011

Москва - 2011

4855642

Работа выполнена в Учреждении Российской академии наук Институте физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН

доктор физико-математических наук Пплнпепко Вячеслав Анатольевич

Учреждение Российской академии наук Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта

доктор физико-математических наук, профессор Антонова Елизавета Евгеньевна Научно-исследовательский институт ядерной физики им. Д.В. Скобельцына, МГУ им. М.В. Ломоносова

доктор физико-математических наук Шалимов Сергей Львович Учреждение Российской академии наук Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта

Ведущая организация: Учреждение Российской академии наук

Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн им. Н.В. Пушкова

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

Защита диссертации состоится «£¿¿5 октября 2011 г. в 1100 часов на заседании диссертационного совета Д 002.001.01 в Учреждении Российской академии наукЧИнститут физики Земли им. О.Ю. Шмидта по адресу: 123995, Москва, Д-242, Б. Грузинская ул., 10, конференц-зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Учреждения Российской академии наук Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта

Автореферат разослан Л сентября 2011 г.

Ученый секретарь .

Диссертационного совета, -У /

кандидат физико-математических наук ^/(/¿{¡.-¿л--^/ Пилипенко О. В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы

Работа посвящена исследованию динамики потоков электронов с энергией 104-107 эВ, регистрируемых в магнитосфере Земли, в зависимости от параметров, характеризующих состояние магнитного поля Земли, межпланетного магнитного поля (ММП), солнечного ветра (СВ) и оценке влияния потоков этих частиц на функционирование геостационарных космических аппаратов (КА).

Магнитосфера Земли является внешней геофизической оболочкой нашей планеты и находится под постоянным воздействием процессов, происходящих в межпланетном пространстве, передавая это воздействие на внутренние оболочки - ионосферу и атмосферу. Наличие у Земли магнитного поля приводит к захвату энергичных частиц и образованию радиационных поясов.

Внешний радиационный пояс Земли является динамичным образованием - интенсивность потоков высокоэнергичных электронов (105-107 эВ) может резко возрастать и спадать во время магнитных бурь на 1 -3 порядка. Механизмы ускорения магнитосферных электронов до релятивистских энергий пока не выяснены, и задача их выявления является одной из самых актуальных в геофизике. Актуальность задачи описания комплекса факторов, приводящих к возрастанию потоков релятивистских электронов, определяется тем, что эти частицы представляют серьезную опасность для функционирования КА, в связи с чем их называют «электроны-убийцы» (killer-electrons).

В бесстолкновительнон магнитосферной плазме ускорение частиц преимущественно связано с взаимодействием волн и частиц. Из всех электромагнитных излучений в околоземной среде наибольшей мощностью обладают ультранизкочастотные (УНЧ) волны диапазона Рс5: 1-10 мГц. Статистические исследования роли УНЧ процессов в магнитосфере сдерживались отсутствием простого параметра, характеризующего общий уровень УНЧ турбулентности в околоземной среде. Для этой цели в Институте физики Земли РАН был предложен волновой ULF-индекс (ULF - Ultra Low Frequency по международной терминологии), характеризующий глобальный уровень волновой активности магнитного поля Земли. Оценка возможности применения этого индекса в различных задачах геофизики, в том числе в задачах, связанных с ускорением электронов в магнитосфере, до сих пор не проводилась. С использованием этого индекса в данной работе проводится оценка связи волновой активности геомагнитного поля с вариациями потоков релятивистских электронов, и оценивается возможность реализации в магнитосфере

механизма, при котором ускорение электронов происходит из-за их взаимодействия с УНЧ волнами при различных условиях, сложившихся в системе солнечный ветер - магнитосфера.

Из-за неполноты физических моделей и отсутствия общепринятого сценария ускорения магнитосферных электронов до релятивистских энергий более эффективным решением задачи прогноза вариаций потоков электронов являются эмпирические модели, использующие параметры, вариации которых вносят больший вклад в вероятность возрастания потоков. Несмотря на большое число предложенных моделей, до сих пор не существует модели, удовлетворительно предсказывающей появление экстремальных потоков релятивистских электронов с временным разрешением, представляющим практический интерес. Создание такой модели позволит прогнозировать рост потоков релятивистках электронов в области геостационарной орбиты с целью защитить функционирующие КА.

Также актуальной является задача сбора и систематизации достоверных данных о нарушениях, регистрируемых в бортовой аппаратуре КА. Выявление факторов космического окружения, ответственных за нарушения в работе геостационарных КА, в частности - потоков электронов и протонов различной энергии, является одной из задач диссертации.

Цель н задачи работы

Цели работы:

- Изучение динамики потоков электронов с энергией от десятков кэВ до первых МэВ во внешнем радиационном поясе Земли, статистическая оценка связи возрастаний потоков с параметрами, определяющими состояние магнитосферы и солнечного ветра, определение возможных физических механизмов ускорения электронов до релятивистской энергии.

- Создание эмпирической модели, предсказывающей экстремальные возрастания потоков релятивистских электронов в области геостационарной орбиты.

-Анализ влияния потоков электронов и протонов с энергией 104-107 эВ на функционирование работы бортовой аппаратуры высокоорбитальных КА.

В процессе исследования решались следующие задачи:

- Изучение свойств новых геофизических ии-индексов, статистическая оценка связи глобальной волновой активности, характеризуемой иЬР-индексами, с факторами, характеризующими состояние околоземной среды.

- Анализ связи вариаций потоков релятивистских электронов на расстояниях от 3/?£ до 6.6 Не (где - радиус Земли) с волновой активностью магнитосферы в диапазоне Рс5, геомагнитной и авроральной активностью и параметрами солнечного ветра по данным

геостационарных спутников серий LANL и GOES и российского низковысотного спутника КОРОНАС-Ф.

- Сравнительный анализ характера возрастаний потоков электронов с 104-107 эВ на расстояниях от 3Re до 6.6 RE, вызванных высокоскоростными потоками солнечного ветра из корональных дыр или приходом к орбите Земли выбросов корональных масс.

- Построение эмпирической модели для предсказания экстремальных возрастаний потоков электронов, выбор оптимальных входных параметров и оценка их вклада в результат.

- Изучение связи отказов в работе бортовой аппаратуры геостационарных КА с потоками электронов и протонов с энергиями от 102 до 107 эВ с использованием базы данных по аварийным ситуациям на КА, зарегистрированных в период 1986-1996 гг.

Научная новизна

• Впервые предложен интегральный волновой ULF-индекс, который лучше, чем любой из существовавших ранее параметров космической погоды, характеризует возрастание потоков релятивистских электронов на геостационарной орбите.

• Разработана новая эмпирическая модель для предсказания роста потоков релятивистских электронов в области геостационарной орбиты с эффективностью предсказания -80% и временным разрешением 6 часов.

• Впервые статистически подтверждено, что помимо электронов релятивистской энергии негативное влияние на геостационарные КА оказывают электроны с энергией от десятков до сотен кэВ.

• Впервые показано и статистически обосновано, что элементы КА подвержены негативному влиянию протонов средней энергии (от 50 кэВ до 3 МэВ) в большей степени, чем протонов с энергией от 10 МэВ, как считалось ранее.

Положения, выносимые на защиту:

• Длительное увеличение волновой активности магнитосферы в диапазоне Рс5, характеризуемой ULF-индексом, является одним из факторов, обуславливающих возрастания потоков релятивистских электронов в магнитосфере на расстояниях от 4Re до 6.6 Re.

• Необходимым условием для роста потоков электронов с Е= 105-107 эВ на дрейфовых оболочках L = 4 - 6.6 является инжекция в магнитосферу электронов с энергией около 100 кэВ во время суббурь.

• Интегральный волновой ULF-индекс, предложенный в данной работе, лучше, чем любой из существовавших ранее параметров космической погоды, характеризует вариации потоков релятивистских электронов в области геостационарной орбиты.

• Эмпирическая модель для предсказания роста потоков релятивистских электронов в области геостационарной орбиты, использующая в качестве входных параметров индексы волновой и авроральной активности и скорость солнечного ветра, дает возможность предсказать рост потоков с эффективностью 80% и горизонтом предсказания 6 часов.

• Помимо потоков электронов релятивистской энергии, негативное влияние на элементы КА оказывают потоки электронов с энергией от десятков до сотен кэВ. Протоны сравнительно небольшой энергии (от 50 кэВ до 3 МэВ) представляют большую опасность для функционирования КА, чем потоки протонов с энергией от 10 МэВ и выше.

Научная и практическая ценность

Показано, что вариации потоков релятивистских электронов связаны с волновой активностью магнитосферы в диапазоне Рс5, причем характер этой зависимости в процессе ускорения электронов зависит от структур солнечного ветра, взаимодействующих с магнитосферой, и от дрейфовой оболочки. Показано, что интенсивность магнитной бури и даже ее наличие не связаны с возрастанием потоков релятивистских электронов.

Апробация нового ULF-индекса и введение интегрального ULF-индекса продемонстрировали, что они являются важными для задач космической геофизики параметрами, характеризующими глобальную волновую активность магнитосферы в УНЧ диапазоне.

Построенная эмпирическая модель способна за несколько часов предсказывать возрастания потоков релятивистских электронов в области геостационарной орбиты, что позволит защитить функционирующие КА.

Показано, что наряду с релятивистскими электронами и высокоэнергичными протонами опасность для функционирования КА представляют электроны с меньшей энергией (50200 кэВ) и протоны сравнительно небольшой энергии (50 кэВ - 3 МэВ).

Личный вклад автора

времени, самостоятельно подобраны и проанализированы необходимые данные наземных и спутниковых измерений. Создан комплекс интерактивных и пригодных для широкого использования программ в пакете Matlab для проведения статистического исследования и построения регрессионных моделей.

Достоверность результатов, представленных в диссертации, подтверждается тем, что они получены на большом статистическом материале, с использованием физически и математически обоснованных методов. Полученные в работе закономерности находятся в качественном согласии с результатами исследований в мировой геофизике.

Апробация работы

Результаты, вошедшие в диссертацию, были представлены автором на ряде научных всероссийских и зарубежных конференций: «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика», 10-я межд. науч.-техн. конф. студентов и аспирантов, Москва, МЭИ (2004); Байкальская молодежная научная школа по фундаментальной физике, Иркутск (2003, 2004); Научная ассамблея COSPAR (2004, 2006); Международная конференция по физике солнечно-земных связей, Иркутск (2004); Международные семинары «Physics of Auroral Phenomenon», Апатиты (2005, 2007, 2008); Международная конференция «Problems of Geocosmos», Санкт-Петербург (2004, 2006); Научная ассамблея IAGA (2005,2009); Всероссийская ежегодная конференция «Солнечная и солнечно-земная физика», Санкт-Петербург, ГАО РАН (2007, 2008); European Planetary Science Congress, Berlin (2006); International Symposium on Recent Observations and Simulations of the Sun-Earth System, Varna

(2006); International School of Space Science «Turbulence and Waves in Space Plasmas», l'Aquila

(2007); European Space Weather Week, Brussels (2007); Inner Magnetosphere Coupling workshop, Helsinki (2008); Конференция молодых учёных и аспирантов ИФЗ РАН, Москва (2009).

Результаты работы также обсуждались на расширенных научных семинарах в ИФЗ РАН, ИКИ РАН, НИФ им. Фока (Санкт-Петербург), ГАО РАН (Санкт-Петербург), Лаборатории Физики Высоких Энергий ОИЯИ (Дубна), Belgian Institute for Space Aeronomy (Brussels), Cyclotron faculty Louvain-la-Neuve University (Belgium).

Публикации

Основные результаты диссертации опубликованы в 17 статьях в российских и зарубежных журналах, из них 9 - в рецензируемых изданиях из списка ВАК, 2 - в рецензируемых журналах, 6 - в сборниках и в трудах конференций.

Структура и объем диссертации

Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы и приложения. Диссертация изложена на 145 страницах, содержит 6 таблиц и 59 рисунков.

Краткое содержание работы

Во введении обосновывается актуальность темы диссертации, формулируются цель и задачи исследований, приводятся положения, выносимые на защиту; отмечаются практическая ценность работы и личный вклад автора, приводится список научных работ и мероприятий, где были представлены результаты диссертации.

Глава 1. Релятивистские электроны в магнитосфере земли и влияние космической радиации па функционирование КА (обзор)

В главе 1 представлен обзор, отражающий сегодняшнее состояние проблемы ускорения магнитосферных электронов до релятивистской энергии, отмечен ряд нерешенных вопросов, касающихся изучения характера взаимодействия электронов с УНЧ волнами, и рассматривается современное состояние проблемы негативного влияния факторов космического окружения на функционирование КА.

В разделе 1.1 рассмотрены основные гипотезы о физических механизмах ускорения электронов, дано представление о механизмах ускорения электронов при взаимодействии с волнами и приведен обзор работ, где эти механизмы сопоставляются с данными наблюдений и результатами моделирования.

Известным фактом наблюдения за вариациями потоков электронов релятивистской энергии в РПЗ является их высокая корреляция со скоростью солнечного ветра [Reeves et al„ Geophys. Res. Lett., 30, 1529, 2003]. Поток CB, обтекающий магнитосферу, не может передавать энергию электронам напрямую, и требуется промежуточный фактор, приводящий к ускорению частиц в бесстолкновительной околоземной плазме. Мощные УНЧ волны диапазона Рс5 (1-10 мГц), возбуждаемые при взаимодействии СВ с магнитосферой, и могут являться тем физическим фактором, который передаёт энергию от СВ электронам. Ускорение электронов предположительно происходит в результате радиальной диффузии при резонансе магнитного дрейфа с азимутальной фазовой скоростью волны («геосинхротрон»). Для проверки этого предположения в работе используются волновые ULF-индексы, характеризующие глобальный уровень УНЧ волновой активности магнитного поля Земли и ММП.

В разделе 1.2 представлено описание ии-индексов, характеризующих интенсивность УНЧ возмущений в диапазоне Рс5 в околоземной среде, на геостационарной орбите и на поверхности Земли.

В разделе 1.3 представлен сравнительный обзор существующих в настоящее время эмпирических моделей для предсказания вариаций потоков электронов во внешнем радиационном поясе. В практическом смысле важно обеспечить эффективное предсказание для экстремальных возрастаний (на два-три порядка) интенсивности потока релятивистских электронов. Все существующие прогностические модели имеют минимальное временное разрешение 1 сутки. Практически интересно создать такую модель, которая бы за несколько часов предсказывала сильные возрастания потоков релятивистских электронов в области геостационарной орбиты и в качестве входных параметров которой использовались бы доступные в реальном времени данные.

В разделе 1.4 даны физические представления о механизмах воздействия высокоэнергичных частиц на бортовую аппаратуру КА и приведен обзор основных факторов космического окружения, негативно влияющих на их функционирование. Такими факторами для бортовой электроники геостационарных КА признаны потоки солнечных протонов с энергией от ЮМэВ и релятивистских электронов, которые провоцируют электроразрядные явления во внутренних диэлектриках спутника. Но зачастую отказы в работе бортовой аппаратуры регистрируются на фоне низкой интенсивности потоков этих частиц, и выявление факторов, ответственных за эти отказы, представляет большой интерес.

Глава 2. Связь возрастании потоков релятивистских электронов во внешнем радиационном ноясе с параметрами магнитосферы и солнечного ветра

В главе 2 исследуется связь процессов ускорения магнитосферных электронов до релятивистских энергий с волновой активностью и другими факторами, отражающими состояние солнечного ветра, межпланетного магнитного поля и магнитосферы, анализируются свойства ии-индексов, и представлена эмпирическая модель, предсказывающая возрастания потоков релятивистских электронов в области геостационарной орбиты.

Раздел 2.1 посвящен статистическому изучению общих геофизических свойств иЫ5-индексов. Представлены распределения межпланетного и наземного индексов, определены значения, начиная с которых волновая активность считается повышенной. Показано, что авроральная активность, характеризуемая индексом АЕ, оказывается выше при турбулентном ММП, чем при ламинарном, при тех же средних параметрах околоземной среды. Статистическое исследование свойств УНЧ-волн с использованием наземного индекса

волновой активности ULFgr подтвердило, что волновая активность возрастает с увеличением скорости и плотности СВ, уровня возмущенности ММП и при южной ориентации вертикальной компоненты ММП. Статистический анализ большого ряда значений исследуемых величин (1992-2004) демонстрирует, что волновая активность усиливается синхронно с возрастанием давления СВ. Кросс-корреляция ULF-индекса со скоростью СВ Vsw демонстрирует, что возрастание волновой Рс5-активности магнитосферы в среднем начинается раньше на -0.5 дня, чем увеличивается скорость СВ. Такая особенность взаимодействия свидетельствует о том, что интенсивные иррегулярные колебания плотности солнечного ветра, которые обычно предшествуют фронту высокоскоростных потоков, вносят заметный вклад в возбуждение Рс5 пульсаций. Статистически подтвержден наблюдательный факт, что Рс5 пульсации преимущественно возбуждаются на восстановительной фазе магнитных бурь.

Таким образом, показано, что ULF-индексы являются параметрами, удобными для оценки роли УНЧ турбулентности в околоземном пространстве, которую необходимо учитывать при построении физических и эмпирических моделей магнитосферы и прогноза изменений её состояния.

В разделе 2.2 проводится сравнительный анализ возрастания потоков электронов с энергией от 50кэВ до 1.5 МэВ в области геостационарной орбиты по данным спутников LANL во время магнитных бурь разных типов: вызванных высокоскоростными потоками СВ из корональных дыр (декабрь 1999 г.) и магнитными облаками от выброса корональных масс (апрель 2002 г.).

Хотя интенсивность магнитных бурь в декабре 1999 г. была крайне низка (Dst > -30 нТл), наблюдались возрастания на один-два порядка потоков электронов с энергиями от десятков кэВ до единиц МэВ. Сопоставление данных спутниковых детекторов частиц с параметрами СВ и геомагнитными индексами описывается следующим сценарием: после прихода к Земле высокоскоростного потока произошло усиление авроральной активности, характеризуемой индексом АЕ, и волновой активности, характеризуемой индексом ULFcr■ Во время начала суббури средней интенсивности (АЕ ~ 400 нТл) начался рост потоков электронов с Е = 50225 кэВ, что указывает на инжекцию этих частиц из плазменного слоя с ночной стороны магнитосферы. Потоки электронов с Е> 150 кэВ достигли максимума интенсивности на 2-3-й день после начала роста авроральной активности. Затем в течение -14 часов возросла интенсивность потоков электронов с Е = 225-750 кэВ, а еще через сутки возросли на ~2 порядка потоки электронов с Е > 1 МэВ. Рассмотренный пример подтверждает наличие тесной связи между возрастанием потоков электронов и волновой активностью во время воздействия на магнитосферу высокоскоростного потока СВ. Кросс-корреляционный анализ

показал, что интенсивность потоков энергичных электронов (Е = 50-225 кэВ) достигает максимальных значений через 12-14 часов, а потоки релятивистских электронов (Е = 0.51.5 МэВ) - на 2-3-й день после возрастания волновой активности, выраженной иЬИ-индексом.

Таким образом, ускорение электронов происходит плавно, при этом первоначально возрастают потоки электронов с меньшей энергией. В целом требуется около 2-3 суток после возрастания волновой активности, чтобы электроны ускорились до релятивистских энергий. Необходимым условием появления релятивистских электронов является инжекция «затравочных» энергичных электронов во время суббурь.

Сравнение вариаций потоков электронов с энергией от 50 кэВ до 1.5 МэВ в области геостационарной орбиты во время возрастания, связанного с приходом к Земле высокоскоростных потоков солнечного ветра, и возрастания, связанного с взаимодействием магнитосферы с ударной волной и магнитными облаками выбросов корональных масс (апрель 2002 г.), не выявило сильных отличий в характере ускорения электронов и в связи вариаций потоков с исследуемыми параметрами. Значения коэффициентов корреляции потоков электронов со скоростью солнечного ветра, индексами волновой и авроральной активности для того и другого случая практически не отличаются.

Для рассмотренных случаев возрастаний потоков релятивистских электронов в области геостационарной орбиты обнаружено различие в характере возрастания потоков электронов с энергией порядка сотен кэВ. В случае с высокоскоростным потоком момент возрастания потоков наступал тем позже, чем была больше энергия электронов, то есть ускорение происходило плавно. В случае возрастания потоков после взаимодействия магнитосферы с выбросами корональных масс потоки электронов с Е= 105-750 кэВ возросли одновременно, а начало возрастания потоков электронов с Е > 750 кэВ отставало от них примерно на сутки.

Таким образом, в области геостационарной орбиты УНЧ-волны могут вносить одинаковый вклад в ускорение электронов после взаимодействия магнитосферы как с высокоскоростными потоками солнечного ветра, так и с выбросами корональных масс.

Магнитные бури, вызванные высокоскоростными потоками СВ, несмотря на их малую интенсивность, оказываются гораздо более эффективными, чем магнитные бури большей интенсивности, вызванные магнитными облаками от выбросов корональных масс. Основная причина этого различия заключается в более высоком уровне волновой возмущенности во время магнитных бурь первого типа.

В разделе 2.3 проводится анализ пространственно-временной картины ускорения электронов в магнитосфере по данным низковысотного спутника КОРОНАС-Ф и

геостационарных спутников серии ЬАМЬ. Рассматриваются наиболее характерные события возрастаний электронов в 2002 г., и оценивается характер вариаций потоков электронов с Е = 1.5-3.5 МэВ на дрейфовых оболочках от ¿ = 3 до /. = 6.6. Проводится статистический анализ связи потоков электронов на разных Ь с космофизическими параметрами (скорость СВ, волновая, авроральная, геомагнитная активность) за период в целом, который показал, что вариации потоков электронов в области меньших Ь (от 3 до 4) и на Ь > 4 существенно различаются. Потоки электронов на низких ¿-оболочках не всегда возрастают одновременно с ростом потоков на высоких, потери же электронов на низких Ь происходят гораздо медленнее, чем на высоких. Потоки электронов на Ь < 4 имеют заметно меньшую корреляцию со скоростью СВ, индексами волновой и аврорапьной активности, чем вариации потоков на Ь > 4.

Каждому из рассмотренных возрастаний потоков электронов предшествовал повышенный уровень волновой и авроральной активности в течение по меньшей мере 2 суток, но не каждое из этих событий сопровождали интенсивные магнитные бури.

Проведен сравнительный анализ возрастаний потоков электронов для разных типов магнитных бурь: с 1 января по 1 марта 2002, вызванных высокоскоростными потоками СВ от корональных дыр, и с 15 апреля по 15 июня 2002, после прихода к Земле выбросов корональных масс. Оказалось, что возрастания потоков электронов, наблюдаемые после корональных выбросов, происходят практически одновременно на всех Возрастания же потоков после прихода к Земле высокоскоростных потоков СВ происходят медленнее, и от больших Ь к меньшим: от Ь= 6.6 к Ь = 4 возмущение передается в среднем за полдня.

Кросс-корреляционный анализ, проведенный для выбранных интервалов времени, показал, что задержка между возрастанием скорости СВ, аврорапьной и волновой активности и возрастанием потока релятивистских электронов после прихода корональных выбросов на расстояниях £ = 4.0-5.5 в среднем оказывается меньше (3-4 дня), чем для возрастаний потоков электронов, произошедших после прихода к Земле высокоскоростных потоков (4-5 суток). В области геостационарной орбиты величины задержек для разных типов магнитных бурь не сильно отличаются: -2.5 суток для всех исследуемых параметров.

Коэффициенты корреляции потоков электронов (Ь < 6) с исследуемыми геофизическими параметрами (У$и>, АЕ, иЬЕс/д в периоды возрастаний потоков, связанных с корональными выбросами, ниже, чем в периоды возрастаний, связанных с высокоскоростными потоками. При этом корреляция потоков электронов с Кпу, АЕ, \JLFcr возрастает с ростом В области же X, > 6 различия в поведении потоков электронов после взаимодействия магнитосферы с высокоскоростными потоками и с выбросами корональных масс оказываются минимальными.

Таким образом, ускорение электронов на £=4-6 во время взаимодействия магнитосферы с высокоскоростными потоками СВ происходит в результате сравнительно медленной радиальной диффузии под действием УНЧ волн. Во время магнитных бурь, вызванных корональными массами, возможно, преобладают локальные механизмы ускорения во внутренней магнитосфере, например взаимодействие электронов с волнами ОНЧ диапазона (hiss). Быстрое начальное ускорение частиц возникает за счет бетатронного эффекта при сжатии магнитосферы ударной волной перед магнитным облаком.

В разделе 2.4 проводится статистический анализ связи потоков релятивистских электронов, регистрируемых в области геостационарной орбиты, с различными факторами космической погоды за длительные интервалы времени (от 4 до 10 лет) в 22-м и 23-м циклах солнечной активности (1992-2004).

В параграфе 2.4.1 вводится интегральный индекс волновой активности. Примеры возрастания потоков релятивистских электронов, исследованные в предыдущих разделах, продемонстрировали, что повышенная волновая активность сопровождает рост потоков релятивистских электронов до экстремальных значений в течение, по меньшей мере, 2 суток. Это позволило предположить, что имеет место эффект накопления, то есть для эффективного ускорения электронов с энергией -100 кэВ до энергии -1 МэВ необходимо существование повышенной волновой активности Рс5 диапазона в течение некоторого времени, отдельные же всплески активности необязательно вносят вклад в ускорение электронов. Для проверю! этого предположения был предложен кумулятивный (или интегральный) индекс волновой активности, рассчитываемый следующим образом:

где значения индекса иЬРо! в момент времени ! интегрируются за предшествующий моменту Г период, а вес каждого предыдущего значения (ЯЛ-сд определяется временным параметром т.

Рис.1. Кросскорреляционные функции Л с Е = 1.8-3.5 МэВ с интегральным индексом волновой наземной активности (красная кривая),

индексом волновой активности (черная кривая) и скоростью СВ (синяя кривая), полученные за период времени 1992-1996 г.

~ о ""

сдвиг, дни

Из рис. 1 видно, что корреляция Л с интегральным индексом <£/££> (красная кривая) оказывается заметно выше (на 0.2), чем корреляция с обычным индексом £Я.£оя (черная кривая), и максимум её сдвинут на одни сутки, т.е. потоки электронов достигают своего максимума спустя сутки после максимального значения интегральной волновой активности (в случае с обычным индексом максимум приходится на 2-е сутки). Для сравнения на графике представлена кросс-корреляция потока электронов со скоростью СВ. Видно, что по величине корреляция потоков электронов с интегральным индексом <£/££> сравнима с корреляцией с Узя, только максимум приходится на день раньше. Оптимальная величина параметра т варьируется от 2 до 5 суток. То есть для эффективного ускорения электронов в области геостационарной орбиты необходима повышенная волновая активность Рс5 диапазона в течение нескольких дней.

В параграфе 2.4.2 проводится статистический анализ связи вариаций потоков электронов, измеренных на геостационарной орбите, с основными параметрами космической погоды за большие интервалы времени. Основным каналом поступления энергичных электронов в магнитосферу является инжекция из хвоста магнитосферы во время магнитосферных суббурь, интенсивность которых характеризуется индексом АЕ. Статистический анализ связи вариаций потоков электронов разных энергий с индексом АЕ за период 1994-2003 гг. показал, что через -3 часа после увеличения авроральной активности возрастают потоки электронов с £ = 50-75 кэВ, затем в течение первых суток - потоки с £ = 75-150 кэВ, и в течение следующих двух суток возрастают потоки с £>150 кэВ. При этом корреляция потоков электронов с авроральной активностью линейно уменьшается с ростом энергии электронов, и наибольшая корреляция с индексом АЕ у потоков электронов с £ = 50-150 кэВ. Это подтверждает гипотезу о том, что суббури обеспечивают инжекцию электронов с энергией около 100 кэВ, которые затем ускоряются до МэВ-ных энергий.

Статистический анализ скорости возрастания потоков разных энергий (от 50 кэВ до 1.5 МэВ) после увеличения волновой активности на большом интервале времени (19942001 гг.) подтверждает результаты, полученные для отдельных событий: увеличение интенсивности с £ = 50-150 кэВ происходит в течение -14 часов после роста волновой активности, затем в течение следующих -20 часов возрастают потоки электронов с £ = 315750 кэВ, и в течение следующих 1-2 дней происходит рост потоков с £-1 МэВ. Таким образом, при диффузионном ускорении электронов на волнах диапазона Рс5 для полного ускорения от £-100 кэВ до МэВ-ных энергий требуется несколько суток.

Проведен статистический анализ связи вариаций потоков электронов, регистрируемых в области геостационарной орбиты, с основными параметрами космической

погоды в период спада солнечной активности (1992-1996 гг.) с использованием реконструированных среднечасовых значений интенсивности потоков релятивистских электронов со спутников серии LANL. Значения приведены к местному полуденному времени в соответствии с вероятностной моделью реконструкции электронных потоков [O'Brien etal., J. Geophys. Res., 106, 15533, 2001] для исключения суточной вариации.

Основными параметрами, с которыми у вариаций потоков электронов, измеренных на геостационарной орбите, высокая статистическая связь, являются: скорость СВ (0.63), плотность СВ (-0.58), индекс авроральной активности АЕ (0.35), интегральный ULF-индекс (0.63). Корреляция между рядами потоков электронов и наземным ULF-индексом равна 0.43, для геостационарного ULF-индекса она оказывается ниже (0.34). Это, по-видимому, связано с тем, что в геостационарный индекс существенный вклад вносят мелкомасштабные буревые Рс5 пульсации, которые экранируются ионосферой от наземных магнитометров и не попадают в резонанс с дрейфующими релятивистскими электронами.

Максимумы кросс-корреляционных функций сдвинуты относительно нулевого часа, т.е. потоки электронов начинают возрастать не одновременно с изменением параметров космической погоды, а спустя некоторое время. Так, максимум интенсивности потока электронов наблюдается в среднем через 1.5-2 суток после изменения Vsw, АЕ и ULF.

Эти результаты согласуются с концепцией о диффузионном ускорении инжектированных в магнитосферу электронов на УНЧ волнах, возбуждаемых потоками солнечного ветра.

В разделе 2.5 представлена эмпирическая модель, прогнозирующая вариации потоков электронов в области геостационарной орбиты. Для защиты функционирующих КА модель должна обеспечить эффективный прогноз за несколько дней до начала возрастания потоков частиц. Для построения модели исключительно важен вопрос о наиболее физически значимых независимых входных параметрах. Наиболее оптимальным для построения моделей в таких задачах, где входные данные тесно коррелируют между собой, и когда точно неизвестно, какие именно из входных факторов в большей степени влияют па выходной результат, представляется сравнительно новый регрессионный метод частных наименьших квадратов, называемый еще методом проекций на латентные структуры (ПЛС). ПЛС-метод выделяет оптимальное количество латентных переменных, в пространстве которых ковариация между зависимой переменной и предикторами достигает максимального значения. Например, те геофизические факторы (предикторы), которые отвечают за вариации потоков электронов (зависимая переменная), получат в модели больший вес. Поскольку процесс ускорения электронов занимает несколько дней, то для построения модели необходимо учитывать предысторию вариаций управляющих факторов.

Отдельно для периода возрастания, максимума и спада солнечной активности была построена модель с использованием в качестве входных параметров скорости солнечного ветра Ул'И', индекса АЕ, волновых индексов 1/£Гся и (/ЬЕсео, давления солнечного ветра Рт и индекса геомагнитной активности Кр. Последние два параметра были выбраны в качестве «дублирующих» - для проверки модели на устойчивость и сравнения их вклада в окончательный результат с весами параметров, выбранных из физических соображений. В качестве выходного (зависимого параметра) использовался поток электронов, измеренный на спутнике ЬАМЛ994-084 с Е> 1.5 МэВ. Временное разрешение модели принялось равным 6 часам, ширина окна выбиралась равной 20 точкам (120 часам). Пример сравнения измеренного и предсказанного потока для фазы роста солнечной активности показан на рис. 2.

Рис. 2. Измеренный на с путнике ЬАЫЬ поток электронов с Е>1.5 МэВ (красная кривая) и поток, предсказанный с помощью ПЛС-модсли (черная кривая) в 1998 г.

В модели, построенной для фазы роста солнечной активности среднеквадратичное отклонение ЯМБО = 6.19 (смсср)"' (-10% от среднего за весь период уровня значений потоков), коэффициент корреляции между предсказанным и измеренным потоком гр = 0.64. Модель успешно предсказывает все случаи возрастания потоков на порядок и выше, однако иногда наблюдаются случаи «ложной тревоги». Эффективность модели по количеству успешно предсказанных возрастаний потока оказывается -80%. Анализ весовых коэффициентов, с которыми каждый параметр входит в модель, показывает, что наибольший вклад вносит Ухп- (32%), затем индекс АЕ (18%), следующим по важности выступает волновой индекс иЬРси (17%), давление солнечного ветра Р.чн> (13%), и самые меньшие вклады у индекса Кр (10%) и геостационарного индекса волновой активности орбиты {/¿^СЕО( 10%).

Модель, построенная для фазы спада активности Солнца (2002-2004), имеет чуть меньшую эффективность предсказания, чем она была для фазы роста (-60%), несмотря на то,

что коэффициент корреляции между предсказанным и измеренным потоком остается на прежнем уровне (0.6). Возрастает и среднеквадратичное отклонение, ЯМ5Б = 20 (смсср)"1 (-20% от среднего уровня значений потоков). Параметрами, вносящий наибольший вклад в результат, являются индексы Ш^Еся и АЕ, скорость СВ Кто' входит чуть с меньшим весом, чем в модели, построенной для фазы роста солнечной активности.

Модель, построенная при использовании тех же параметров, для фазы максимума не дает удовлетворительных результатов, коэффициент корреляции между предсказанным и измеренным потоком составляет всего 0.3, среднеквадратичное отклонение сравнимо со средним уровнем самого потока (более 50%).

В фазе максимума солнечной активности наблюдается меньшее число возрастаний потоков релятивистских электронов, чем в фазы роста и спада. Возрастания потоков электронов происходят чаще после прихода к Земле высокоскоростных потоков СВ, чем при взаимодействии с корональными выбросами, которые преобладают в максимуме солнечной активности. Как было показано, характер и механизмы ускорения частиц при взаимодействии магнитосферы с ударными волнами выбросов корональных масс отличаются от механизмов ускорения при взаимодействии с высокоскоростными потоками СВ, поэтому в модели, создаваемой для фазы максимума солнечной активности должны использоваться другие или дополнительные входные параметры. С практической точки зрения, в фазе максимума солнечной активности наибольшую опасность для КА представляют не потоки релятивистских электронов, а потоки солнечных протонов.

Анализ моделей, построенных для периодов роста и спада СА, подтверждает физические соображения о механизме ускорения электронов, изложенные в предыдущей работе: скорость СВ является основным «драйвером», приводящим к возбуждению в магнитосфере пульсаций в диапазоне Рс5 (на фазах роста, спада и минимума СА преобладают высокоскоростные потоки СВ), индекс АЕ характеризует мощность суббурь, как благоприятных условий для инжекции электронов с энергией -100 кэВ из плазменного слоя, а индекс волновой активности отражает реализацию в магнитосфере механизма ускорения электронов на УНЧ-волнах.

Глава 3. Связь отказов на геостационарных спутниках с факторами космического окружения

Глава 3 посвящена статистическому анализу связи отказов на геостационарных КА с факторами космического окружения, в особенности с увеличением потоков энергичных и релятивистских электронов. В разделе 3.1 описана специально скомпилированная база данных об отказах на высокоорбитальных (преимущественно геостационарных) КА за

период 22-го солнечного цикла (1987-1995) по материалам NOAA и NASA. Под отказами подразумеваются такие нарушения функционирования аппаратуры, которые привели к невосстанавливаемым нарушениям режима работы конкретного блока КА. Все данные по нарушениям работы КА были тщательно проанализированы, и сбои, связанные с ошибками операторов, неудачным запуском, старением оборудования и т.д., по возможности были исключены.

В разделе 3.2 проводится статистический анализ связи между отказами на геостационарных КА и потоками магнитосферных и солнечных частиц. Показано, что основными факторами, ответственными за отказы на КА, являются релятивистские электроны (Е> 2 МэВ) и высокоэнергичные солнечные и магнитосферные протоны (Е > 1 МэВ). Так как в разные периоды солнечной активности потоки релятивистских электронов и высокоэнергичных протонов имеют разную интенсивность, то степень воздействия на КА этих частиц соответствует величине этих потоков: наибольшая корреляция потока отказов с интенсивностью потоков электронов (Е> 2 МэВ) наблюдается в фазах роста и спада солнечной активности, когда эти потоки велики, а с потоком протонов -в фазе максимума, когда потоки протонов сильно возрастают во время солнечных событий -протонных вспышек и выбросов корональных масс. Существуют моменты времени, когда один из этих факторов превалирует, и такие, когда влияние является комплексным. Результаты корреляционного анализа, проведенного отдельно для каждого из этих периодов времени, сведены в таблицу 1.

Таблица 1. Частные коэффициенты корреляции потока отказов на геостационарных аппаратах с

потоками протонов и электронов в зависимости от фазы солнечной активности

Период 22-го цикла солнечной активности

Рост СА Максимум СА Спад СА

Факторы январь 1987 -июнь 1989 июнь 1989-июль 1990 июль 1990 -январь 1991 январь 1991 -январь 1992 январь 1992-май 1994

Потоки электронов (£>2 МэВ) 0,64 ±0,02 0,43 ± 0,01 0,59 ± 0,03

Потоки протонов (.Е> 1 МэВ) 0,36 ± 0,03 0,43 ±0,01 0,50 ±0,05

«-» означает отсутствие статистически значимой корреляции с данным фактором

В период времени с июля 1990 года по январь 1991 года поток отказов оказался высоким на фоне низких значений потоков высокоэнергичных электронов и протонов. При отсутствии значительных событий на Солнце в это время, наблюдались частые магнитные бури и суббури средней интенсивности. Было выявлено, что в эти периоды на функционирование бортовой аппаратуры воздействовали потоки электронов в диапазоне энергий от нескольких десятков до первых сотен кэВ. Во время часто повторяющихся магнитных бурь и суббурь

потоки электронов с энергией 10 - 300 кэВ возрастали на один-два порядка по сравнению со значениями потоков в магнитоспокойные дни. Самая высокая корреляция (0.6) потока отказов в этот период наблюдается с потоками электронов с Е = 30 - 140 кэВ, затем, с ростом энергии электронов, она уменьшается и становится статистически незначимой для потоков электронов с Е> 300 кэВ. Механизм воздействия на аппаратуру ИСЗ электронов с энергий десятки-сотни кэВ, скорее всего, связан с поверхностной электризацией спутника. Опасность такого воздействия на функционирование ИСЗ обсуждалась в работах, где приводились результаты моделирования и наземных экспериментов поверхностной электризации [например, Garrett, Rev. Geophys., 19, 577, 1981] и связанных с ней электроразрядных явлений.

Была выявлена особенность связи потока отказов с потоками солнечных протонов: с увеличением энергии протонов их корреляция с потоком сбоев уменьшается. Самые высокие коэффициенты корреляции с потоком отказов на геостационарных КА у протонов с Е = 50 кэВ - 3 МэВ. Причина большей корреляции отказов с протонами сравнительно небольшой энергии может быть связана с распылением материалов элементов КА (например, солнечных батарей или изоляционных материалов) под воздействием протонов с Е= 100 кэВ - 1 МэВ, для которых коэффициенты распыления имеют наибольшие значения. Таким образом, проведенный анализ позволяет сделать вывод о том, что большую опасность для КА представляют протоны с энергией порядка первых МэВ, вопреки мнению о росте риска с увеличением энергии протонов. В Центре Околоземного Пространства США (Space Environment Center), занимающемся мониторингом и прогнозом космической погоды, за потенциально опасный для КА фактор принимается увеличение потока протонов с Е > 10 МэВ.

С использованием полной базы данных о запусках ракетоносителей, произведенных во всем мире с 1957 по 2008 г., был проведен статистический анализ зависимости аварийности от геофизических условий. Доказано, что не существует статистически значимых связей аварийности в целом с основными геофизическими факторами. Однако такие связи выявлены для отдельных космодромов: вероятность аварии на Вандерберг выше в дневное время суток; для Вандерберг, Мыс Канаверал и Плесецк установлена связь аварийности с геомагнитной активностью, но при этом велика вероятность ошибки 1-го рода.

В заключении приведены основные результаты диссертационной работы:

• Проведена апробация и показаны возможности применения новых ии-индексов для различных задач космофизики. Показано, что индекс межпланетной волновой активности

является дополнительной важной характеристикой степени связи в системе солнечный ветер - магнитосфера. Статистический анализ связи между интенсивностью потоков релятивистских электронов в районе геостационарной орбиты и факторами космической погоды показал, что динамика этих электронов тесно связана с УНЧ волновой активностью, что подтверждает гипотезу о том, что пульсации Рс5 диапазона играют важную роль в переносе и ускорении магнитосферных электронов. Темп роста интенсивности потоков зависит от энергии электронов: рост интенсивности электронов с £■=50-150 кэВ происходит в течение -12 часов, а потоки электронов с £>0.3МэВ достигают максимума примерно на 2-е сутки после увеличения волновой активности.

• Статистический анализ связи вариаций потоков электронов с индексом АЕ в зависимости от энергии электронов за длительный период времени (1994-2003) показал, что необходимым условием возрастания потоков релятивистских электронов во внешнем радиационном поясе является инжекция электронов во время суббурь с ночной стороны.

• Интенсивность магнитной бури не характеризует степень возрастания потоков релятивистских электронов в области геостационарной орбиты. Очень слабые магнитные бури с 10^/1 < 40 нТл, вызванные высокоскоростными потоками СВ, оказываются более эффективными, чем более мощные бури, вызванные выбросами корональных масс. При этом при бурях второго типа возрастания потоков релятивистских электронов быстро происходят практически одновременно на всех £, а при бурях первого типа - медленнее и от больших к меньшим, что свидетельствует в пользу механизма радиальной диффузии на УНЧ волнах.

• По данным спутника КОРОНАС-Ф показано, что динамика потоков электронов с Е = 1.5-3 МэВ в области малых £ (от 3 до 4) и £ > 4 существенно отличаются. Показано, что ускорение электронов на расстояниях Ь = 4-5.5 во время высокоскоростных потоков солнечного ветра происходит медленнее, чем после корональных выбросов массы.

• Впервые предложен кумулятивный индекс волновой активности, который лучше, чем все остальные параметры космической погоды, характеризует динамику потоков релятивистских электронов на фазе основного роста потоков, т.е. для возрастания потоков релятивистских электронов в области геостационарной орбиты необходимы не кратковременные всплески, а повышенная волновая активность Рс5 диапазона в течение нескольких дней.

• Построена эмпирическая модель для предсказания и описания интенсивности потоков релятивистских электронов в области геостационарной орбиты для разных фаз солнечного цикла, обеспечивающая эффективность предсказания для фазы роста солнечной активности -80%, и для периода спада -60%. Анализ внутренней структуры модели показал, что основными управляющими параметрами являются скорость солнечного ветра, интенсивность авроральных возмущений и уровень магнитосферной волновой активности.

• Проведен статистический анализ связи отказов на геостационарных КА с факторами космического окружения. Показано, что основными факторами, негативно влияющими на функционирование геостационарных КА, являются магнитосферные релятивистские электроны с £>1 МэВ и солнечные протоны (от 50кэВ до десятков МэВ), при этом относительная важность каждого фактора зависит от фазы солнечного цикла: наибольший поток отказов, вызванный релятивистскими электронами, наблюдается в фазах роста и спада солнечной активности, а солнечными протонами - в фазе максимума. Впервые статистически подтверждено, что, помимо электронов релятивистской энергии, негативное влияние на геостационарные КА оказывают электроны с энергией от десятков до сотен кэВ. Впервые показано, что элементы КА подвержены негативному влиянию потоков протонов средней энергии (от 50 кэВ до 3 МэВ) в большей степени, чем потоков протонов с Е> 10 МэВ, как считалось ранее.

Благодарности, Автор выражает глубокую признательность своему научному руководителю Пилипенко В.А. и талантливым коллегам и прекрасным людям: Яговой Н.В., Козыревой О.В., Клейменовой Н.Г., Чугуновой О.М. за неоценимую помощь на интересном и непростом пути научного познания. Особую благодарность хотелось бы выразить Мягковой И.В. (НИИЯФ МГУ), Макаренко Н.Г. (ГАО РАН), Н. Кросби (BIRA), Балдину A.A. (ОИЯИ) за плодотворное обсуждение материалов диссертации, позволившее выбрать оптимальные методы для проведения исследования. Автор также признателен за годы совместной работы Романову А.Н., Лузанову В.А., Рожанскому И.В., Гляделову В.В., а также всем, кто помогал как в практической обработке результатов, так и в их теоретическом анализе.

Основные публикации автора но теме диссертации:

1. Романова Н.В., Пилгтенко В.А., Ягова Н.В., Белов А.В. Статистическая связь частоты сбоев на геостационарных спутниках с потоками энергичных электронов и протонов // Космические исследования. Т. 43. № 3. С. 186-193. 2005.

2. Пилипенко В.А., Романова Н.В. Воздействие космической погоды на работу космических аппаратов // Геофизические исследования. № 2. С. 71-82. 2005.

3. Pilipenko V., Yagova N., Romanova N., Allen J. Statistical relationships between the satellite anomalies at geostationary orbits and high-energy particles // Advances in Space Research. V. 37. № 6. P. 1192-1205. 2006.

4. Kozyreva O., Pilipenko V., Engebretson M. J., Yumoto K., Watermann J., Romanova N. In search of a new ULF wave index: Comparison of Pc5 power with dynamics of geostationary relativistic electrons // Planetary and Space Science. V. 55. № 6. P. 755-769. 2007.

5. Crosby N., Bothmer V., Facius R., Griefimeier J., Moussas X., Panasyuk M„ Romanova N., Withers P. Interplanetary space weather and its Planetary Connection // Space Weather. V. 6. S01003, doi: 10.1029/2007SW000361. 2008.

6. Romanova N., Pilipenko V. ULF wave indices to characterize the solar wind-magnetosophere interaction and relativistic electron dynamics // Acta Geophysica. V. 57. № 1. P. 158-170. 2008.

7. Ягова H. В., Романова H. В., Барат А. А., Манухин В. В., Гладышев В. А. Космическая погода и космические аппараты // Вестник МЭИ. № 4. С. 78-82. 2009.

8. Романова Н.В., Чиженков В.А., Пилипенко В.А. Возможная связь аварий при запусках космических аппаратов с космодрома Плесецк с высокоширотными геомагнитньми возмущениями // Геомагнетизм и Аэрономия. Т. 49. № 1. С. 111-116. 2009.

9. Каримова 77. М., Круглун О. А., Макаренко Н. Г., Романова Н. В. Степенной закон распределения в статистике отказов в работе бортовой аппаратуры космических аппаратов // Космические исследования. Т. 49. № 4. С. 1-6. 2011.

10. Romanova N., Pilipenko V., Crosby N„ Kliabarova О. ULF wave index and its possible applications in space physics // Bulgarian Journal of Physics. V. 34. P. 136-148. 2007.

11. Pilipenko V., Romanova N., Yumoto K. Relationships between satellite anomalies, relativistic electrons, and ULF waves // Proc. of CAWSES Symposium, Japan. P. 213-214. 2004.

12. Пилипенко B.A., Романова H.B., Чиженков В.А. Влияние космической погоды на спутниковые системы И Вестник РАЕН, вып.14, 93-104, 2006.

13. Romanova N.. Pilipenko V., Crosby N. Role of ULF wave activity in solar wind-magnetosphere interactions and magnetospheric electrons acceleration//Proc. 30-th Annual Seminar "Physics of Auroral Phenomena", Apatity. P. 111-114. 2007b.

14. Pilipenko V., Romanova N., Simms L. ULF wave power index for space weather applications // COST-724 Final Report "Developing the scientific basis for monitoring, modeling and predicting space weather", ESA. P. 279-288. 2008.

15.Мягкова И.Н., Романова H.B., Пилипепко B.A., Богомолов А.В., Муравьева Е.А. Релятивистские электроны, наблюдаемые в околоземном пространстве на малых высотах и их связь с активностью Солнца // Труды конференции "Солнечная и солнечно-земная физика". Пулково. С. 251-254. 2008.

16. Романова Н.В., Чнженков В.А., Ягова Н.В., Питтенко В.А. Анализ связи сбоев в работе бортовой аппаратуры низкоорбитальных однотипных спутников с гелиогеофизической активностью//Труды Байкальской молодежной научной школы по фундаментальной физике, Иркутск. С. 166. 2003.

17. Романова Н. В., Пилипепко В.А., Ягова Н.В. Статистические закономерности появления сбоев на геостационарных спутниках в связи с потоками частиц в солнечном ветре и магнитосфере // Труды Байкальской молодежной научной школы по фундаментальной физике, Иркутск. С. 169. 2003.

РОМАНОВА Наталья Вячеславовна

Специальность 25.00.10 - геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Подписано в печать 16.06. 2011

Усл.п.л. - 1.5

Заказ №05926 Формат 60x90/23. Тираж: ЮОэкз.

Копицентр «ЧЕРТЕЖ.ру» ИНН 7701723201 107023, Москва, ул.Б.Семеновская 11, стр.12 (495) 542-7389 www.chertez.ru

Содержание диссертации, кандидата физико-математических наук, Романова, Наталья Вячеславовна

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ПОТОКИ РЕЛЯТИВИСТСКИХ ЭЛЕКТРОНОВ В МАГНИТОСФЕРЕ ЗЕМЛИ И ВЛИЯНИЕ КОСМИЧЕСКОЙ РАДИАЦИИ НА ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ КА (ОБЗОР).

1.1. Динамика потоков релятивистских электронов во внешнем радиационном поясе Земли.

1.1.1. Данные наблюдений потоков релятивистских электронов в магнитосфере.

1.1.2. Теоретические подходы, описывающие механизмы ускорения электронов в магнитосфере.

1.1.3. Резонансное ускорение и диффузия электронов при взаимодействии с УНЧ волнами (геосинхротрон).

1.2. Индексы волновой активности, характеризующие уровень УНЧ турбулентности в околоземной среде.

1.3. Модели, прогнозирующие вариации потоков релятивистских электронов в области геостационарной орбиты.

1.4. Влияние высокоэнергичных частиц на функционирование космических аппаратов.

1.4.1. Основные проблемные ситуации, возникающие в работе бортовой аппаратуры КА под воздействием факторов космического окружения.

1.4.2. Основные факторы космической погоды, представляющие опасность для КА.

Выводы главы 1.

ГЛАВА 2. АНАЛИЗ СВЯЗИ ВОЗРАСТАНИЙ ПОТОКОВ РЕЛЯТИВИСТСКИХ ' ЭЛЕКТРОНОВ ВО ВНЕШНЕМ РПЗ С ПАРАМЕТРАМИ, ХАРАКТЕРИЗУЮЩИМИ СОСТОЯНИЕ МАГНИТОСФЕРЫ И СОЛНЕЧНОГО ВЕТРА.

2.1. Применение иЬР-индексов в задачах космической физики.

2.1.1 .Свойства межпланетного индекса волновой активности иЬРщр.

2.1.2. Свойства наземного индекса волновой активности иЬГвк.

2.2. Анализ вариаций потоков электронов в области геостационарной орбиты.

2.2.1. Пример возрастания потоков электронов после взаимодейсвтия магнитосферы с высокоскоростными потоками солнечного ветра.

2.2.1. Пример возрастания потоков электронов после взаимодействия магнитосферы с выбросами корональных масс.

2.3. Анализ пространственно-временной картины ускорения электронов в магнитосфере по данным ИСЗ КОРОНАС-Ф.

2.4. Статистическая связь потоков электронов в области геостационарной орбиты с космофизическими факторами за большие интервалы времени (1992-2004).

2.4.1. Интегральный ЦЪР-индекс.

2.4.2. Связь вариаций потоков электронов с основными параметрами космического окружения.

2.5. Эмпирическая модель, прогнозирующая возрастания потоков релятивистских электронов в области геостационарной орбиты.

2.5.1. Построение модели.

2.5.2. Результаты моделирования.

Выводы Главы 2.

ГЛАВА 3. АНАЛИЗ СВЯЗИ ОТКАЗОВ НА ГЕОСТАЦИОНАРНЫХ СПУТНИКАХ С ФАКТОРАМИ КОСМИЧЕСКОГО ОКРУЖЕНИЯ.

3.1. Описание данных об отказах на ИСЗ.

3.2. Анализ связи отказов на геостационарных и высокоорбитальных ИСЗ с факторами космического окружения.

3.2.1. Связь вероятности отказов с геомагнитной и солнечной активностью.

3.2.2. Связь отказов на геостационарных ИЗС с потоками релятивистских электронов и высокоэнергичных протонов.

3.2.3. Связь отказов с потоками электронов с энергией от 10 кэВ до 300 кэВ.

3.2.4. Связь отказов на КА с потоками протонов с энергией от 50 кэВ до 3 МэВ.

Выводы главы 3.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Динамика релятивистских электронов в магнитосфере Земли"

Актуальность проблемы

Магнитосфера Земли является внешней геофизической оболочкой нашей планеты и находится под постоянным воздействием процессов, происходящих в межпланетном пространстве, передавая это воздействие на внутренние оболочки — ионосферу и атмосферу. Наличие у Земли магнитного поля приводит к захвату энергичных частиц и образованию радиационных поясов.

Внешний радиационный пояс Земли является динамичным образованием - интенсивность потоков высокоэнергичных электронов (105-107 эВ) может резко возрастать и спадать во время магнитных бурь на 1-3 порядка. Механизмы ускорения магнитосферных электронов до релятивистских энергий пока не выяснены, и задача их выявления является одной из самых актуальных в геофизике. Актуальность задачи описания комплекса факторов, приводящих к возрастанию потоков релятивистских электронов, определяется тем. что эти частицы представляют серьезную опасность для функционирования КА, в связи с чем их называют «электроны-убийцы» (killer-electrons).

В бесстолкновительной магнитосферной плазме ускорение частиц преимущественно связано с взаимодействием волн и частиц. Из всех электромагнитных излучений в околоземной среде наибольшей мощностью обладают ультранизкочастотные (УНЧ) волны диапазона Рс5: 1-10 мГц. Статистические исследования роли УНЧ процессов в магнитосфере сдерживались отсутствием простого параметра, характеризующего общий уровень УНЧ турбулентности в околоземной среде. Для этой цели в Институте физики Земли РАН был предложен волновой ULF-индекс (ULF - Ultra Low Frequency по международной терминологии), характеризующий глобальный уровень волновой активности магнитного поля Земли. Оценка возможности применения этого индекса в различных задачах геофизики, в том числе в задачах, связанных с ускорением электронов в магнитосфере, до сих пор не проводилась. С использованием этого индекса в данной работе проводится оценка связи волновой активности геомагнитного поля с вариациями потоков релятивистских электронов, и оценивается возможность реализации в магнитосфере механизма, при котором ускорение электронов происходит из-за их взаимодействия с УНЧ волнами при различных условиях, сложившихся в системе солнечный ветер - магнитосфера.

Цель и задачи работы

Цели работы:

В процессе исследования решались следующие задачи:

- Изучение свойств новых геофизических ЦЪР-индексов, статистическая оценка связи глобальной волновой активности, характеризуемой 1ЛЛ;-индексами, с факторами, характеризующими состояние околоземной среды.

- Анализ связи вариаций потоков релятивистских электронов на расстояниях от 3Re до 6.6 Re (где Re - радиус Земли) с волновой активностью магнитосферы в диапазоне Рс5, геомагнитной и авроральной активностью и параметрами солнечного ветра по данным геостационарных спутников серий LANL и GOES и российского низковысотного спутника КОРОНАС-Ф.

- Сравнительный анализ характера возрастаний потоков электронов с 104-107 эВ на расстояниях от 3Re до 6.6 Re, вызванных высокоскоростными потоками солнечного ветра из корональных дыр или приходом к орбите Земли выбросов корональных масс.

- Изучение связи отказов в работе бортовой аппаратуры геостационарных КА с потоками электронов и протонов с энергиями от 102 до 107эВ с использованием базы данных по аварийным ситуациям на КА, зарегистрированных в период 1986-1996 гг.

Научная новизна

• Разработана новая эмпирическая модель для предсказания роста потоков релятивистских электронов в области геостационарной орбиты с эффективностью предсказания ~80% и временным разрешением 6 часов.

Положения, выносимые на защиту:

• Необходимым условием для роста потоков электронов с £= 105-107 эВ на дрейфовых оболочках Ь = 4 - 6.6 является инжекция в магнитосферу электронов с энергией около 100 кэВ во время суббурь.

• Интегральный волновой ии-индекс, предложенный в данной работе, лучше, чем любой из существовавших ранее параметров космической погоды, характеризует вариации потоков релятивистских электронов в области геостационарной орбиты.

Научная и практическая ценность

Апробация нового иЬР-индекса и введение интегрального иЬР-индекса продемонстрировали, что они являются важными для задач космической геофизики параметрами, характеризующими глобальную волновую активность магнитосферы в УНЧ диапазоне.

Личный вклад автора

Все результаты, изложенные в диссертации, получены автором самостоятельно. Автором был поставлен ряд задач по исследованию особенностей связи вариаций потоков релятивистских электронов с условиями в СВ и магнитосфере. Автором скомпилирована база данных об отказах на КА и авариях при запусках ракетоносителей за большой период времени, самостоятельно подобраны и проанализированы необходимые данные наземных и спутниковых измерений. Создан комплекс интерактивных и пригодных для широкого использования программ в пакете Matlab для проведения статистического исследования и построения регрессионных моделей.

Апробация работы

Результаты, вошедшие в диссертацию, были представлены автором на ряде научных всероссийских и зарубежных конференций: «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика», 10-я межд. науч.-техн. конф. студентов и аспирантов, Москва, МЭИ (2004); Байкальская молодежная научная школа по фундаментальной физике, Иркутск (2003, 2004); Научная ассамблея COSPAR (2004, 2006); Международная конференция по физике солнечно-земных связей. Иркутск (2004); Международные семинары «Physics of Auroral Phenomenon», Апатиты (2005, 2007, 2008); Международная конференция «Problems of Geocosmos», Санкт-Петербург (2004, 2006); Научная ассамблея IAGA (2005,2009); Всероссийская ежегодная конференция «Солнечная и солнечно-земная физика», Санкт-Петербург, ГАО РАН (2007, 2008); European Planetary Science Congress, Berlin (2006); International Symposium on Recent Observations and Simulations of the Sun-Earth System, Varna

2006); International School of Space Science «Turbulence and Waves in Space Plasmas», 1'Aquila

2007); European Space Weather Week, Brussels (2007); Inner Magnetosphere Coupling workshop, Helsinki (2008); Конференция молодых учёных и аспирантов ИФЗ РАН, Москва (2009).

Список работ автора по теме диссертации

1. Романова Н.В., Пшипенко В.А., Ягова Н.В., Белов А.В. Статистическая связь частоты сбоев на геостационарных спутниках с потоками энергичных электронов и протонов // Космические исследования. Т. 43. № 3. С. 186-193. 2005.

2. Пшипенко В.А., Романова Н.В. Воздействие космической погоды на работу космических аппаратов // Геофизические исследования. № 2. С. 71-82. 2005.

5. Crosby N., Bothmer V., Facius R., Griefimeier J., Moussas X., Panasyuk M., Romanova N., Withers P. Interplanetary space weather and its Planetary Connection // Space Weather. V. 6. S01003, doi: 10.1029/2007SW000361. 2008.

6. Romanova N., Pilipenko V. ULF wave indices to characterize the solar wind-magnetosophere interaction and relativistic electron dynamics // Acta Geophysica. V. 57. № 1. P. 158-170. 2008.

8. Романова Н.В., Чиженков В.А., Пшипенко В.А. Возможная связь аварий при запусках космических аппаратов с космодрома Плесецк с высокоширотными геомагнитными возмущениями // Геомагнетизм и Аэрономия. Т. 49. № 1. С. 111-116. 2009.

9. Каримова Л. М., Круглун О. А., Макаренко Н. Г., Романова Н. В. Степенной закон распределения в статистике отказов в работе бортовой аппаратуры космических аппаратов // Космические исследования. Т. 49. № 5. С. 470—475. 2011.

10. Romanova N., Pilipenko V., Crosby N., Khabarova О. ULF wave index and its possible applications in space physics // Bulgarian Journal of Physics. V. 34. P. 136-148. 2007.

W.Pilipenko V., Romanova N., Yumoto K. Relationships between satellite anomalies, relativistic electrons, and ULF waves // Proc. of CAWSES Symposium, Japan. P. 213-214. 2004.

12. Пшипенко B.A., Романова HB., Чиоюенков В.А. Влияние космической погоды на спутниковые системы // Вестник РАЕН, вып.14, 93-104, 2006.

13. Romanova N., Pilipenko V., Crosby N. Role of ULF wave activity in solar wind-magnetosphere interactions and magnetospheric electrons acceleration//Proc. 30-th Annual Seminar "Physics of Auroral Phenomena", Apatity. P. 111-114. 2007b.

15.Мягкова И.Н., Романова H.B., Пшипенко В.А., Богомолов A.B., Муравьева Е.А. Релятивистские электроны, наблюдаемые в околоземном пространстве на малых высотах и их связь с активностью Солнца // Труды конференции "Солнечная и солнечно-земная физика". Пулково. С. 251-254. 2008.

16. Романова Н.В., Чиоюенков В.А., ЯговаН.В., Пилипенко В.А. Анализ связи сбоев в работе бортовой аппаратуры низкоорбитальных однотипных спутников с гелиогеофизической активностью // Труды Байкальской молодежной научной школы по фундаментальной физике, Иркутск. С. 166. 2003.

17. Романова Н В., Пилипенко В.А., ЯговаН.В. Статистические закономерности появления сбоев на геостационарных спутниках в связи с потоками частиц в солнечном ветре и магнитосфере // Труды Байкальской молодежной научной школы по фундаментальной физике, Иркутск. С. 169. 2003.

А так же около 20 тезисов в сборниках абстрактов конференций.

Благодарности. Автор выражает глубокую признательность своему научному руководителю Пилипенко В.А. и талантливым коллегам и прекрасным людям: Яговой Н.В., Козыревой О.В., Клейменовой Н.Г., Чугуновой О.М. за неоценимую помощь на интересном и непростом пути научного познания. Особую благодарность хотелось бы выразить Мягковой И.В. (НИИЯФ МГУ), Макаренко Н.Г. (ГАО РАН), Н.Кросби (BIRA), БалдинуА.А. (ОИЯИ) за плодотворное обсуждение материалов диссертации, позволившее выбрать оптимальные методы для проведения исследования. Автор также признателен за годы совместной работы Романову А.Н., Лузанову В.А., Рожанскому И.В., Гляделову В.В., а также всем, кто помогал как в практической обработке результатов, так и в их теоретическом анализе.

Заключение Диссертация по теме "Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых", Романова, Наталья Вячеславовна

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДЫ

• Проведена апробация и показаны возможности применения новых 1ЛЛ7-индексов для различных задач космофизики. Показано, что индекс межпланетной волновой активности иИ')мг является дополнительной важной характеристикой степени связи в системе солнечный ветер - магнитосфера. Статистический анализ связи между интенсивностью потоков релятивистских электронов в районе геостационарной орбиты и факторами космической погоды показал, что динамика этих электронов тесно связана с УНЧ волновой активностью, что подтверждает гипотезу о том, что пульсации Рс5 диапазона играют важную роль в переносе и ускорении магнитосферных электронов. Темп роста интенсивности потоков зависит от энергии электронов: рост интенсивности электронов с £ = 50-150 кэВ происходит в течение ~12 часов, а потоки электронов с > 0.3 МэВ достигают максимума примерно на 2-е сутки после увеличения волновой активности.

• Интенсивность магнитной бури не характеризует степень возрастания потоков релятивистских электронов в области геостационарной орбиты. Очень слабые магнитные бури с \Оя(\< 40 нТл, вызванные высокоскоростными потоками СВ, оказываются более эффективными, чем более мощные бури, вызванные выбросами корональных масс. При этом при бурях второго типа возрастания потоков релятивистских электронов быстро происходят практически одновременно на всех Ь, а при бурях первого типа - медленнее и от больших Ь к меньшим, что свидетельствует в пользу механизма радиальной диффузии на УНЧ волнах.

• По данным спутника КОРОНАС-Ф показано, что динамика потоков электронов с Е = 1.5-3 МэВ в области малых Ь (о г 3 до 4) и Ь > 4 существенно отличаются. Показано, что ускорение электронов на расстояниях £ = 4-5.5 во время высокоскоростных потоков солнечного ветра происходит медленнее, чем после корональных выбросов массы.

• Проведен статистический анализ связи отказов на геостационарных КА с факторами космического окружения. Показано, что основными факторами, негативно влияющими на функционирование геостационарных КА, являются магнитосферные релятивистские электроны с Е >1 МэВ и солнечные протоны (от 50 кэВ до десятков МэВ), при этом относительная важность каждого фактора зависит от фазы солнечного цикла: наибольший поток отказов, вызванный релятивистскими электронами, наблюдается в фазах роста и спада солнечной активности, а солнечными протонами - в фазе максимума. Впервые статистически подтверждено, что, помимо электронов релятивистской энергии, негативное влияние на геостационарные КА оказывают электроны с энергией от десятков до сотен кэВ. Впервые показано, что элементы КА подвержены негативному влиянию потоков протонов средней энергии (от 50 кэВ до 3 МэВ) в большей степени, чем потоков протонов с Е> 10 МэВ, как считалось ранее.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата физико-математических наук, Романова, Наталья Вячеславовна, Москва

1. Akishin А. /., Vitoshkin Е. A., Zakharov N. I. and Tsepliaev L. I. Electric Discharge Mechanism of Failure of Solid Dielectrics under Proton Radiation // Physics and Chemistry of Materials Treatment. V. 30. № 3. P. 197-199. 1996.

2. Albert J. M. and Bortnik J. Correction to "Nonlinear interaction of radiation belt electrons with electromagnetic ion cyclotron waves"' // Geophys. Res. Lett. V. 36. Issue 24. CitelD L24101. 2009a.

3. Albert J. M., Meredith N. P. and Horne R. B. Three-dimensional diffusion simulation of outer radiation belt electrons during the 9 October 1990 magnetic storm // J. Geophys. Res. 114, A09214. doi: 10.1029/2009JA014336. 2009b.

4. Allen J., Frank L., Saver H. and Reiff P. Effect of the March 1989 solar activity // EOS Trans., Am. Geophys. Union. V. 70. P. 1479. 1989.

5. Allen J. H. Historical and Recent Solar Activity and Geomagnetic Storms Affecting Spacecraft Operations // Presentation at the GOMAC, 11-14 March 2002. Monterey, California. 2002.

6. Anderson C. The Impact of the Space Environment on Space Systems // Engineering and Technology Group, The Aerospace Corp., Report TR-99(1670), El Segundo, CA. 1999.

7. Antonova E. E. Large scale magneto spheric turbulence and the topology of magneto spheric currents // Adv. Space Res. V. 26. № 7/8. P. 1567-1570. 2000.

8. Antonova E. E. Magneto spheric substorms and the sources of inner magnetosphere particle acceleration. The Inner Magnetosphere: Physics And Modeling. Geophysical Monograph. Series 155.2005.

9. Baker D. N, Blake J. В., Klebesadel R. W., Higbie P. R. Highly relativistic electrons in the Earth outer atmosphere: 1. Life times and temporal history 1979-1984 // J. Geophys. Res. V. 91. P. 4265-4216. 1986.

10. Baker D. N., Blake J. В., Callis L. В., Belian R. D., Cayton Т. E. Relativistic electrons near geostationary orbit: evidence for internal magnetospheric acceleration // Geophysical Research Letters. 16. 559. 1989.

11. Baker D. N., McPherron R. L., Cayton Т. E. and Klebesadel R. W. Linear prediction filter analysis of relativistic electron properties at 6.6RE // J. Geophys. Res. V. 95. P. 15133-15140. 1990.

12. Baker D. N. Solar wind-magnetosphere drivers of space weather // Journal of Atmospheric and Terrestrial Physics. 58. 1509. 1996.

13. Baker D. N., Li X., Turner N. et. al. Recurrent geomagnetic storms and relativistic electron enhancement in the outer magneto sphere: ISTP coordinated measurements // J. Geophys. Res. V. 102. P. 14141-14148. 1997.

14. Baker D. N., Allen J. H., Kanekal S. G. and Reeves G. D. Disturbed space environment may have been related to pager satellite failure, Eos Trans // Am. Geophys. Union. 79. 477. 1998a.

15. Baker D. N., Li X., Blake J. B. and Kanekal S. Strong electron acceleration in the Earth's magnetosphere//Adv. Space Res. 21. 609-613. 1998b.

16. Baker D. N. The occurrence of operational anomalies in spacecraft and their relationship to space weather // IEEE Trans. Plasma Sei. V. 28. P. 2007-2016. 2000.

17. Barbieri L. P., Mahmot R. E. October-November 2003's space weather and operations lessons learned // Space Weather. V. 2. S09002, doi:10.1029/2004SW000064. 2004.

18. Bashkirov V. F., Kuznetsov N. V., NymmikR. A. An analysis of the SEU rate of microcircuits exposed by the various components of space radiation // Radiation Measurements. 30(3):427-33. June, 1999b.

19. Bewick A., Haskell G. P., Hynds R. J. Penetration of low-Energy solar protons to low geomagnetic latitudes JGR // J. Geophys. Res. V. 75. P. 4605-4612. 1970.

20. BimJ., ThomsenM. F., BorovskyJ. E. at al. Substorm electron injections: geosynchronous observations and test particle simulations // J. of Geophys. Res. V. 103. P. 9235. 1998.

21. Blake J. B, Gussenhoven M. S, Mullen E. G., Fillius R. W. Identification of an unexpected space radiation hazard // IEEE Trans. Nucl. Sei. Y. 39. P. 1761-1765. 1992.

22. Borovsky J. E., Funsten H. O. Role of solar wind turbulence in the coupling of the solar wind to the Earth's magnetosphere // J. Geophys. Res. V. 108 (A6). 1246, doi: 10.1029/2002JA009601. 2003.

23. Borovsky J. E. and Steinberg J. T. The "calm before the storm" in CIR/magnetosphere interactions: Occurrence statistics, solar-wind statistics, and magnetospheric preconditioning // J. Geophys. Res. Ill, A07S10, doi: 10.1029/2005JA011397. 2006.

24. Borovsky J. E. and Denton M. H. Differences between CME-driven storms and CIR-driven storms // J. Geophys. Res. Ill, A07S08, doi: 10.1029/2005JA011447. 2006.

25. Borovsky J. E. and Denton M. H. Relativistic-electron dropouts and recovery: A superposed epoch study of the magnetosphere and the solar wind // J. Geophys. Res. 114, A02201, doi:10.1029/2008JA013128. 2009.

26. Bortnik J. and Thome R. The dual role of ELF/VLF chorus waves in the acceleration and precipitation of radiation belt electrons // J. Atmos. Sol.-Terr. Phy. 69, 378-386, oi: 10.1016/j.jastp.2006.05.030. 2007.

27. Boscher D., Bourdarie S., Thome R. M., Abel B. Influence of the wave characteristics on the election radiation belt distribution // Advances in Space Research. 26. 163. 2000.

28. Bourdarie S., Boscher D., Beutier T., Sauvaud J.-A., Blanc M. Magnetic storm modeling in the Earth's electron belt by the Salammbo code // Journal of Geophysical Research. 101 (A12). 27171. 1996.

29. Brautigam D. H. CRRES in review: space weather and its effect on technology // J. Atmos. Sol Terr. Phys. P. 64. V. 1709-1721. 2002.

30. Brautigam D. H., Albert J. M. Radial diffusion analysis of outer radiation belt electrons during the October 9. 1990, magnetic storm // Journal of Geophysical Research. 105 (Al). 291. 2000.

31. Chen L. and Hasegawa A. A theory of long-period magnetic pulsations: 1. Stady state exitation of field line resonanct // J. Geophys. Res. V. 79. P. 1024-1032. 1974.

32. Cho Al., Kim J., Hosoda S., Nozaki Y., Miura T., Iwata T. Electrostatic Discharge Ground Test of a Polar Orbit Satellite Solar Panel // IEEE Trans on Plasma Science. V. 34. № 5. P. 20112030. 2006.

33. Colder A. et al. Effects of ionizing radiation on BiCMOS components for space application. Proc. of the European Space Component Conference (Toulose 24—27 September 2002), ESA SP-507. P. 377. 2002.

34. Elkington S. R„ Hudson M. K., Chan A. A. Acceleration of relativistic electrons via drift-resonant interaction with toroidal-mode Pc5 ULF oscillations // Geophys. Res. Lett. V. 26. P. 32733276. 1999.

35. Elkington S. R„ Hudson M. K, Chan A. A. Resonant acceleration and diffusion of outer zone electrons in an asymmetric geomagnetic field // Journal of Geophysical Research. 108 (A3). 1116. 2003.

36. Elkington S. R., Wiltberger M., Chan A. A., Baker D. N. Physical models of the geospace radiation environment // J. Atmos. Terrestrial Phys. 66. 1371-1387. 2004.

37. Falthammar C.-G. Radial diffusion by violation of the third adiabatic invariant, in Earth's particles and Fields. Reinhold, New York. P. 157. 1968.

38. Fieseler P. D., Ardalan S. M., Frederickson A. R. The Radiations Effects on Galileo Spacecraft Systems at Jupiter // IEEE Transactions on Nuclear Science. V. 49. № 6. P. 2739. December, 2002.

39. Fok M.-C., Moore T. E. Ring current modeling in a realistic magnetic field configuration // Geophysical Research Letters. 24. 1775. 1997.

40. Fok M.-C., Moore T. E., Spjeldvik W. N. Rapid enhancement of radiation belt electron fluxes due to substorm dipolarization of the geomagnetic field // Journal of Geophysical Research. 106 (A3). 3873.2001.

41. Frederickson A. R., Holeman E. G. and Mullen E. G. Characteristics of spontaneous electrical discharges of various insulators in space radiation// IEEE Trans. Nucl. Sci. V. 39. № 6. 1992.

42. Frederickson A. R. Method for estimating spontaneous pulse rate for insulators inside spacecraft // IEEE Trans. Nucl. Sci. V. 43. 2778. 1996a.

43. Frederickson A. R. Upsets related to spacecraft charging // IEEE Trans. Nucl. Sci. V. 43. P. 426. 1996b.

44. Friedel R. H. W., Reeves G. D., Obara T. Relativistic electron dynamics in the inner magnetosphere. A review // Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics. V. 64. P. 265282. 2002.

45. Fritz T. A., Chen J. S., Sheldon R. B. The role of the cusp as a source for magnetospheric particles: a new paradigm? // Advances in Space Research. 25. 1445-1457. 2000.

46. Fujimoto M., Nishida A. Energization and anisotropization of energetic electrons in the Earth's radiation belt by the recirculation process // J. Geophys. Res. V. 95. P. 4265. 1990.

47. Furuya N., Omura Y. and Summers D. Relativistic turning acceleration of radiation belt electrons by whistler mode chorus // J. Geophys. Res. 113, A04224, doi:10.1029/2007JA012478. 2008.

48. Garrett H. B. The charging of spacecraft surfaces // Rev. Geophys. V. 19. P. 577-616. 1981.

49. Garrett H. B, Whittlesey A. C. Spacecraft charging an update // IEEE Trans. Plasma Sci. V. 28. P. 2017. 2000.

50. Garthwaite Paul H. An Interpretation of Partial Least Squares // Journal of the American Statistical Association. 89. 122-127. 1994.

51. Geladi P. and Kowalski B. Partial leastsquares regression: A tutorial. Analytica Chimica Acta. 185. 1-17. 1986.

52. Gosling J. T., McComas D. J., Phillips J. L. and Вате S. J. Geomagnetic activity associated with Earth passage of interplanetary shock disturbances and coronal mass ejections // J. Geophys. Res. 96. 7831-7839. 1991.

53. Green J. C., Kivelson M. G. A tale of two theories: How the adiabatic response and ULF waves affect relativistic electrons // J. Geophys. Res. V. 106. № 11. P. 25777-25792. 2001.

54. Green N. W., Dennison J. R. Deep Dielectric Charging of Spacecraft Polymers by Energetic Protons // IEEE Transactions on Plasma Science. V. 36. Issue 5. P. 2482-2490. 2008.

55. Helland I. On the structure of partial least squares regression // Communications in Statistics, Simulation and Computation. 17(2). 581-607. 1988.

56. Home R. B. Benefits of a space weather programme (WP1100), ESA Space Weather Programme Study, BAS Contract 300738, ESA ITT AO/l-3353/99/NL/SB. 2001.

57. Home R. B., Glauert S. A., Thorne R. M. Resonant diffusion of radiation belt electrons by whistler chorus // Geophys. Res. Lett. V. 30. P. 1493. doi:l0.1029/2003GL016963. 2003.

58. Home R. B., Thorne R. M., Glauert S. A., Albert J. M., Meredith N. P. and Anderson R. R. Timescale for radiation belt electron acceleration by whistler mode chorus waves // J. Geophys. Res. 110, A03225, doi: 10.1029/2004JA010811. 2005a.

59. Horne R. B., Thome R. M. Potential waves for relativistic electron scattering and stochastic acceleration during magnetic storms // Geophysical Research Letters. 25. 3011. 1998.

60. Hudson M. K., Elkington S. R., Lyons J. G., Goodrich C. C. Increase in relativistic electron flux in the inner magnetosphere: ULF wave mode structure // Advances in Space Research. 25. 2327-2337. 2000.

61. Imhof W. L., Gaines E. E., Reagan J. B. High resolution spectral features observed in the inner belt electrons // J. Geophys Res. V. 90. № A9. P. 8333-8342. 1995.

62. Jolliffe I. T. Principal Component Analysis. Series: Springer Series in Statistics, 2nd ed., Springer. NY. XXIX. 2002.

63. Kanekal S. G., Baker D. N„ Blake J. B„ Klecker B., Mason G. M, Mewaldt R. A. Magnetospheric relativistic electron response to magnetic cloud events of 1997 // Advances in Space Research. 25. 1387-1392. 2000.

64. Kessel R. L„ Mann I. R., Fung S. F., Milling D. K. and O'Connell N. Correlation of Pc5 wave power inside and outside the magnetosphere during high speed streams // Ann. Geophys. 22. 629. 2004.

65. Kim H-J., Chan A. A. Fully-adiabatic changes in storm-time relativistic electron fluxes // Journal of Geophysical Research. 102. 22107-22116. 1997.

66. Kim H.-J., Kim K C., Lee D.-Y. and Rostoker G. Origin of geosynchronous relativistic electron events // J. Geophys. Res. Ill, A03208, doi: 10.1029/2005JA011469. 2006.

67. Klecker B. Energetic particles environment in near Earth's orbit // Adv. Space Res. V. 17. № 2. P. 37—45. 1996.

68. Koons Н. С., Mizera P. F., Roeder J. L. and Fennell J. F. Severe Spacecraft-Charging Event on SCATHA in September 1982 // J. Spacecraft and Rockets. 25. 239-243. 1988.

69. Koons H. C., Gorney D. J. A neural network model of the relativistic electron flux at geosynchronous orbit // J. Geophys. Res. V. 96. P. 5549-5556. 1991.

70. Koons H. C., Mazur J. E., Selesnick R. S., Blake J. В., Fennel J. F., Roeder J. L., Anderson P. C. The impact of space weather environment on space systems, 7-11, 6th Spacecraft Charging Technology Conference. AFRL-VS-TR-20001578. 2000.

71. Kunstadter C. Space Insurance Experience and Outlook: A Statistical Review of Volatility, Presentation at the FAA COMSTAC. 2005.

72. Kuznetzov S. N. Kudela K, Ryumin S. P., Gotselyuk Yu. V. CORONAS-F satellite tasks for study of particle acceleration // Adv. Sp. Res. V. 30. P. 1857-1861. 2002b.

73. Lam H., HruskaJ. Magnetic signatures for satellite anomalies // J. Spacecraft. V. 28. № 1. P. 93-99. 1991.

74. Lam H.-L. On the prediction of relativistic electron fluence based on its relationship with geomagnetic activity over a solar cycle // Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics. 66. 1703-1714.2004.

75. Li X., Roth I., Temerin M., Wygant J. R., Hudson M. K, Blake J. B. Simulation of the prompt energization and transport of radiation belt particles during the March 24, 1991 SSC // Geophysical Research Letters. 20. 2423-2426. 1993.

76. LiX., Baker D. N., Temerin M., Larson D. et al. Are energetic electrons in the solar wind the source of the outer radiation belt? // Geophys. Res. Lett. Vv24. P. 923-926. 1997.

77. LiX., Temerin M., Baker D. N., Reeves G. D., Larson D. Quantitative prediction of radiation belt electrons at geosynchronous orbit based on solar wind measurements // Geophys. Res. Lett. V. 28. P. 1887-1890. 1998a.

78. Li X., Baker D. N., Temerin M., Reeves G. D., Belian R. D. Simulation of dispersionless injections and drift echoes of energetic electrons associated with substorms // Geophys. Res. Lett. V. 25. P. 3759-3762. 1998b.

79. Li X., Baker D. N., Temerin M. et al. Rapid Enhancements of Relativistic Electrons Deep in the Magnetosphere during the May 15, 1997 Magnetic Storm// J. Geophys. Res. V. 104. № A3. P. 4467-4476. 1999.

80. Li X. and Temerin M. The Electron Radiation Belt // Space Science Reviews. V. 95. № 1-2. P. 569-580. 2001.

81. LiX, Baker D. N. Temerin M., Reeves G., Friedel R. and Shen C. Energetic electrons, 50 keY to 6 MeV at geosynchronous orbit: Their responses to solar wind variations // Space Weather. 3, S04001, doi:10.1029/2004SW000105. 2005.

82. Li L. Partial least squares methods for spectrally estimating lunar soil FeO abundance: A stratified approach to revealing nonlinear effect and qualitative interpretation // J. Geophys. Res. 113, E12013,doi:10.1029/2008JE003213. 2008.

83. Liu W. W„ Rostoker G., Baker D. N. Internal acceleration of relativistic electrons by large-amplitude ULF pulsations//Journal of Geophysical Research. 104. 17391-17407. 1999.

84. Lorentzen K. R., Mazur J. E., Looper M. D., Fennell J. F., Blake J. B. Multisatellite observations of MeV ion injections during storms 11 J. Geophys. Res. V. 107. P. 1231. 2002.

85. Lorentzen K. R., Blake J. B., Inan U. S., Bortnik J. Observations of relativistic electron microbursts in association with vlf chorus // Journal of Geophysical Research. 106. 6017—6027. 2001.

86. Love D. P., Toomb D. S., Wilkinson D. C. et al Penetrating electron fluctuations associated with GEO spacecraft anomalies // IEEE Trans. Plasma Sci. V. 28. P. 2075-2084. 2000.

87. Lyatsky W. and Khazanov G. V. Effect of geomagnetic disturbances and solar wind density on relativistic electrons at geostationary orbit // J. Geophys. Res. 113, A08224, doi: 10.1029/2008JA013048. 2008.

88. Mann I. R., O Brien T. P., Milling D. K. Correlations between ULF wave power, solar wind speed, and relativistic electron flux in the magnetosphere: solar cycle dependence // J. Atmosph. Solar-Terr. Phys. V. 66. P. 187-198. 2004.

89. Mathie R. A., Mann I. R. On the solar wind control of Pc5 ULF pulsation power at mid-latitudes: Implications for Mev electron acceleration in the outer radiation belt // J. Geophys. Res. V. 106. P. 29783-29791. 2001.

90. McAdams K. L., Reeves G. D. Non-adiabatic relativistic electron response // Geophysical Research Letter. 28. 1879-1882. 2001.

91. Mcllwain C. E. Coordinates for Mapping the Distribution of Magnetically Trapped Particles // J. Geophys. Res. 66. P. 368-3691. 1961.

92. Miyoshi Y., Kataoka R. Flux enhancement of the outer radiation belt electrons, after the arrival of stream interaction region // J. Geophys. Res. 113, A03S09, doi:10.1029/2007JA012506. 2008.

93. Nagai T. "Space weather forecast": Prediction of relativistic electron intensity at synchronous orbit//Geophys. Res. Lett. 15. 425^-28. 1988.

94. O'Brien T. P., McPherron R. L„ Sornette D., Reeves G. D„ Friedel R., Singer H. J. Which magnetic storms produce relativistic electrons at geosynchronous orbit? // J. Geophys. Res. V. 106. № A8, P. 15533-15544. 2001.

95. Panasyuk M. I. Model presentations of radiation fluxes in space // Rad. Measur. V. 26. P. 303. 1996.

96. Panasyuk M. I. The Ion Radiation Belts: Experiments and Models, in: Effect of Space Weather on Technology Infrastructure, ed. by Daglis I. A., Kluwer Academic Publishers. P. 65-90, 2004.

97. Perry K. L., Ginet G. P., Ling A. G. and Hilmer R. V. Comparing geosynchronous relativistic electron prediction models // Space Weather. 8, S12002, doi:10.1029/2010SW000581. 2010.

98. Pilipenko V. A. ULF waves on the ground and in space // J. Atmos. Terr. Phys. V. 52. № 12. P. 1193-1209. 1990.

99. Prokopenko S. M. L. Laframboise J. G. High voltage differential charging of geostationary spacecraft//J. Geophys. Res. V. 85. P. 4125-4131. 1980.

100. Pudovkin M. I. Solar wind // Coros Educational Journal. V. 12. P. 87-94. 1996.

101. Reeves G. D. Relativistic electrons and magnetic storms: 1992-1999 // Geophys. Res. Lett. V. 25. P. 1817-1820. 1998.

102. Reeves G. D., McAdams K. L., Friedel R. H. W. and O'Brien T. P. Acceleration and loss of relativistic electrons during geomagnetic storms // Geophys. Res. Lett. 30(10), 1529, doi:10.1029/2002GL016513. 2003.

103. Riley P., Wolf R. A. Comparison of diffusion and particle drift descriptions of radial transport in the Earth's inner magnetospherc // Journal Geophysical Research. 97 (All). 16865. 1992.

104. Roederer J. G. Dynamics of Geomagnetically Trapped Radiation. Springer, New York. 1970.

105. Romanova N„ Crosby N., Pilipenko V. Relationship of world-wide rocket launch crashes with geophysical parameters // J. of Space Weather and Space Climate. 2011. (in press)

106. Rostoker G., Skopke S., Baker D. N. Relativistic electrons in the magnetosphere // Geophys. Res. Lett. V. 25. P. 3701-3704. 1998a.

107. Rostoker G., Skone S. and Baker D. N. On the origin of relativistic electrons in the magnetosphere associated with some geomagnetic storms // Geophys. Res. Lett. 25(19). 3701— 3704. 1998b.

108. Roth, I., Temerin, M., Blake, J.B., Gussenhoven, M.S., Wygant, J.R., Simulations of radiation belt formation during storm sudden commencements. Journal of Geophysical Research, 102, 14,087-14,102. 1997.

109. Schulz M. and Lanzerotti L. J. Physics and Chemistry in Space. V. 7. Particle Diffusion in the Radiation Belts, Springer-Verlag, New York. 1974.

110. Schulz M. Canonical coordinates for radiation-belt modeling // In: Lemaire J. F., Heynderickx D., Baker D. N. (Eds.). Radiation Belts: Models and Standards. V. 97. AGU, Washington, DC. P. 153. 1996.

111. Shprits Y. Y. and Thome R. M. Time dependent radial diffusion modeling of relativistic electrons with realistic loss rate // Geophys. Res. Lett. 31, L08805, doi:10.1029/2004GL019591. 2004.

112. Shprits Y. Y., Thome R. M„ Friedel R„ Reeves G. D., Fennell J., Baker D. N„ Kanekal S. G. Outward radial diffusion driven by losses at magnetopause II Journal of Geophysical Research. 111. A11214. 2006b.

113. Siscoe G. The space-weather enterprise: past, present, and future // Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics. V. 62. Issue 14. P. 1223-1232. September, 2000.

114. Southwood D. J. Some features of field line resonances in the magnetosphere // Planet. Space Sci. V. 22. P. 483-491. 1974.

115. Summers D., Thorne R. M., Xiao F. Relativistic theory of wave-particle resonant diffusion with application to electron acceleration in the magnetosphere // J. Geophys. Res. V. 103. P. 20487— 20500. 1998.

116. Summers D. and Ma C. A model for generating relativistic electrons in the Earth's inner magnetosphere based on gyroresonant wave-particle interactions // J. Geophys. Res. V. 105. № A2. P. 2625-2639. 2000.

117. Tsutai A., Mitsui C. and Nagai T. Prediction of a geosynchronous electron environment with in situ magnetic field measurements // Earth Planets Space. 51. 219-223. 1999.

118. Tverskaya L. V. Dynamics of energetic electrons in the radiation belts. Radiation belts: Model and Standards. Geophysical Monograph. 97. AGU. P. 183-187. 1996.

119. Tverskaya L. V., Ginzburg E. A., Pavlov N. N., Svidsky P. M. Injection of relativistic electrons during the giant SSC and greatest magnetic storm of the space era // Adv. Space Res. V. 31. №4. P. 1033-1038. 2003.

120. Tverskaya L. V., Pavlov N. N., Blake J. B„ Selecnick R. S, Fennel J. F. Predicting the L-position of the storm-injected relativistic electron belt // Adv. Space Res. V. 31. № 4. P. 1039-1044.2003.

121. Tverskoy B. A. Main mechanisms in the formation of the Earth's radiation belts // Rev. Geophys. V. 7. № 1-2, P. 219-221. 1969.

122. Turner L., Li X. Quantitative forecast of relativistic electron flux at geosynchronous orbit based on low-energy electron flux // Space Weather, 6, S05005, doi:10.1029/2007SW00035. 2008

123. Vernov S. N., Gorchakov E. V., Kuznetsov S. N. Logachev Yu. I., Sonsovets E. N., Stolpovsky V. G. Particle fluxes in the outer geomagnetic field // Rev. of Geophys. V. 7. № 1, 2. P. 257-280. 1969.

124. Wahlund J.-E., Wedin L. J., Carrozi T., Eriksson A. I., Holback B., Andersson L. and Laakso H. Analysis of Freja charging events: statistical occurrence of charging events, ESA Technical Note (SPEE-WP130-TN). 1999.

125. Walt M. Source and Loss processes for Radiation Belt Particles, Model and Standards. Geophysical Monograph. 97. AGU. P. 1-13. 1996.

126. Walt M. Introduction to Geomagnetically Trapped Radiation. Cambridge University Press, New York. 1994.

127. Walter B. T. Orbital Anomalies in Goddard Spacecraft for Calendar Year 1994 // Technical Paper NASA, Goddard Space Flight Center Greenbelt, Maryland. 1996.

128. Webb D. F., Allen J. H. Spacecraft and ground anomalies related to the October-November 2003 solar activity // Space Weather. № 2. P. 6-7. 2004.

129. Whittlesey A., Garrett H. NASA's Technical Handbook for Avoiding On-Orbit ESD Anomalies Due to Internal Charging Effects // Proceedings of the 6th Spacecraft Charging Conference. AFRL Science Center, Ilanscom AFB, MA, USA. P. 131-134. 1998.

130. Wilkinson D. C. NOAA's spacecraft anomaly database and examples of solar activity affecting spacecraft//J. Spacecraft. V. 31. P. 160-165. 1991.

131. Williams D. J. The Earth's ring current: Present situation and future thrusts // Phys. Scr. T18. 140-151. 1987.

132. Wold S., Martens H., Wold H. The multivariate calibration-problem in chemistry solved by the PLS method. Lecture notes in mathematics: Plenum Publ. Corp.: New York. 973. 286-293. 1983.

133. Wrenn G. L., Rodgers D. J., Ryden K. A. A solar cycle of spacecraft anomalies due to internal charging // Ann. Geophys. V. 20. P. 953-956. 2002.

134. Wrenn G. L. Conclusive evidence for internal dielectric charging anomalies on geosynchronous communications spacecraft // J. Spacecraft and Rockets. 32. 514—520. 1995.

135. Wrenn G. L., Rodgers D. J., Buehler P. Modeling the outer belt enhancements of penetrating electrons // J. Spacecraft. V. 37. P. 408^117. 2000.

136. Wrenn G. L., Smith A. J. K. Probability factors governing ESD effects in geosynchronous orbit // IEEE Trans. Nucl. Sci. V. 43. P. 2783-2789. 1996b.

137. Wrenn G. L. and Sims A. J. Internal charging in the outer zone and operational anomalies, in Radiation belts: Models and Standards. Geophysical Monograph. 97. AGU. 275. 1996b.

138. Yashiro S., Gopalswamy N., Michalek G., Cyr О. C. St., Plunkett S. P., Rich N. B. and. Howard R. A. A catalog of white light coronal mass ejections observed by the SOHO spacecraft // J. Geophys. Res. 109, A07105, doi:l 0.1029/2003JA010282. 2004.

139. Yermolaev Yu. I., Stupin V. V. Helium abundance and dynamics in different types of solar wind streams: the Prognoz 7 observations // J. Geophys. Res. V. 102. № A2. P. 2125. 1997.

140. Акишин А. И., Новиков JI. С. Воздействие окружающей среды на материалы космических аппаратов. М.: Знание, 1983.

141. Акишин А. И. Космическое материаловедение. Методическое и учебное пособие. М: НИИЯФ МГУ. С. 209. 2007.

142. Акишин А. И., Байкальцев В. Б., Тютрин Ю. И. Воздействие электронных потоков на защитные покрытия солнечных батарей // ФХОМ. № 4. С. 68-71. 1991.

143. Акишин А. И., Витошкин Э. А., Захаров Н. И., Цепляев Л. И. Электростатические разряды на поверхности диэлектрических материалов при электронном облучении // ФХОМ. № 3. С. 28-30. 1994.

144. Акишин А. К, Витошкин Э. А., Тютрин Ю. И., Цепляев Л. И. Электроразрядное разрушение диэлектриков протонным излучением // ФХОМ. № 3. С. 32-34. 1994.

145. П4. Акишин А. И, Тютрин Ю. И., Цепляев Л. И. Электроразрядный механизм повреждения солнечных батарей при электронном облучении // ФХОМ. № 6. С. 20-23. 1996.

146. Акишин А. И. Электроразрядное повреждение солнечных батарей космических аппаратов в магнитосферной и ионосферной плазме // ФХОМ. № 2. С. 43—48. 1995.

147. Афанасьев В. П., Манухин В. В., Федорович С. Д. Распыление слоисто-неоднородных поверхностей легкими ионами (эффект «зеркала») // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. № 4. С. 16-21. 2003.

148. Бахарева М. Ф. Нестационарное статистическое ускорение релятивистских частиц и его роль во время геомагнитных бурь // Геомагнетизм и аэрономия. Т. 43. № 6. С. 737—744. 2003.

149. Березинский В. С., Буланов С. В., Гинзбург В. Л. и др. Астрофизика космических лучей / Под ред. В. JI. Гинзбурга. М.: Наука, 1990.

150. Бериш Р. Распыление твердых тел ионной бомбардировкой. Вып. 1: Физическое распыление одноэлементных твердых тел. М.: Мир, 1984.

151. Верное С. H., Чудаков А. Е. Исследование излучения в космическом пространстве. Труды Международной конференции по космическим лучам. М.: АН СССР. Т. 3. С. 17. 1960.

152. Графодатский О. С., Исляев Ш. Н. Исследование электризации моделей космических аппаратов в лабораторных условиях // Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца. М.: Наука. Вып. 86. С. 45-63. 1989.

153. Ермолаев Ю. К, Николаева H. С., Лодкина И. Г., Ермолаев М. Ю. Каталог крупномасштабных явлений солнечного ветра для периода 1976-2000 гг. // Космические исследования. Т. 47. № 2. С. 1-15. 2009.

154. Кендалл М., Стыоарт А. Статистические выводы и связи. М.: Наука, 1973.

155. Клейменова Н. Г. Геомагнитные пульсации // Модель Космоса. Ред. Панасюк М. И. Т. 1. Гл. 3.9. М.: КДУ. С. 611-626. 2007.

156. Крупников К. К, МаклецовА. А., Милеев В. H., Новиков Л. С., СинолицВ. В. Современное состояние физико-математической модели электризации КА на высоких орбитах//Космонавтика и ракетостроение. Т. 1(30). С. 116-122. 2003а.

157. Кузнецов H. В., Ныммик Р. А. Радиационные одиночные сбои микроэлектроники космических аппаратов, обусловленные событиями солнечных космических лучей // Космические исследования. Т. 35. № 5. С. 465^179. 1997.

158. Кузнецов С. Н., Подорольскгш A. H., Старостин Л. К, Юшков Б. Ю. Вариации потоков ядер CKJI в околоземном пространстве в октябре-ноябре 2003 г. // Известия РАН. Сер. физ. Т. 69. № 6. С. 818-820. 2005.

159. Кузнецов С. Н., Тверская Л. В. Радиационные пояса // Модель космоса. Под ред. Панасюка М. И. М., КДУ. Т. 1. С. 518-546. 2007.

160. Летин В. А., Акишин А. К, Бардина Н. М., Заявлин И. Р., Князев Б. Н., Спиглазов А. М„ Тютрин Ю. К, Эвенов Ю. И. Возникновение дугового разряда между участками солнечных батарей в вакууме // Гелиотехника. № 1. С. 75-76. 1990.

161. Панасюк М. К, Кузнецов С. Н., Лазутин Л. Л. и др. Магнитные бури в октябре 2003 г. // Космические исследования. Т. 42. № 5. С. 509-554. 2004.

162. Смолъков Г. Я. Навигация и космическая погода // Навигация и гидрография. № 6. С. 12-17. 1998.

163. Тверской Б. А. Основные механизмы формирования радиационных поясов Земли. Физика магнитосферы. М.: Мир, 1972.

164. Тверской Б. А. Основы теоретической космофизики: избр. тр. М.: Едиториал УРСС, 2004.

165. Чиженков В. А. Анализ связи сбоев в работе бортовой аппаратуры однотипных спутников серии «Космос» с гелиогеофизической активностью: Автореф. дис. . канд. физ.-мат. наук. М.: ИФЗ РАН, 2002.

166. Юдинцев В. Радиационностойкие интегральные схемы: надежность в космосе и на земле // Электроника: наука, технология, бизнес. № 5. С. 72-77. 2007.

Информация о работе

Романова, Наталья Вячеславовна
кандидата физико-математических наук
Москва, 2011
ВАК 25.00.10

Диссертация

Динамика релятивистских электронов в магнитосфере Земли - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы