Перечислите состав и происхождение магнитосферная плазма.

Магнитосфера Земли имеет сложную форму. Со стороны, обращенной к Солнцу, расстояние до её границы варьируется в зависимости от интенсивности солнечного ветра и составляет около 70000 км (10-12 радиусов Земли Re, где Re = 6371 км, (расстояние считается от центра Земли). Граница магнитосферы, или магнитопауза, со стороны Солнца по форме напоминает снаряд и по приблизительным оценкам находится на расстоянии около 15 Re. С ночной стороны магнитосфера Земли вытягивается длинным цилиндрическим хвостом (магнитный хвост), радиус которого составляет около 20-25 Re. Хвост вытягивается на значительное расстояние — намного большее, чем 200 Re, и где он заканчивается — неизвестно.

С наличием магнитосферы связаны многие проявления Космической погоды, такие как геомагнитная активность, геомагнитная буря и суббуря.

Магнитосферы планет

В случае набегающего потока плазмы, например, в случае взаимодействия собственного магнитного поля планеты с солнечным ветром, магнитосфера представляет полость достаточно сложной формы, обтекаемую солнечным ветром.

Проникновение плазмы в магнитосферу Земли происходит непосредственно через промежутки между замкнутыми и «разомкнутыми» магнитными силовыми линиями в магнитопаузе, именуемые дневными полярными каспами, или вследствие гидромагнитных эффектов и неустойчивостей. Проникновение плазмы солнечного ветра может сопровождаться дневными полярными сияниями в высокоширотной ионосфере. К развитию таких неустойчивостей приводят, в частности, резкие изменения параметров межпланетной среды. Это проявляется в зависимости частоты и интенсивности полярных сияний от уровня солнечной активности.

Часть плазмы, проникшей в магнитосферу, образует радиационный пояс планеты и плазменный слой.

В Солнечной системе, помимо Земли, магнитосфера имеется у большинства планет.

-Холодная плазма в магнитосфере Земли (область ионосферы на высотах 30-1000 км) - плазма со средней кинетической энергией частиц ≤ 10 эВ.

-Горячая плазма в магнитосфере Земли (область функционирования КА на геостационарной орбите ~36000)

Характерные энергии частиц горячей магнитосферной плазмы от 1-100 кэВ,

Концентрации частиц - 10⁵-10⁷ м ^-3.

-Cолнечный ветер (вне магнитосферы Земли) - поток плазмы, непрерывно вытекающий в межпланетное пространство из внешней полностью ионизованной газовой оболочки Солнца, состоящий преимущественно из электронов и протонов.

Температура плазмы СВ ~ 105 К.

Кинетическая энергия протонов СВ ~1 кэВ.

Скорость направленного движения плазмы в окрестности Земли ~500 км-с^-1.

Средняя концентрация электронов и протонов в плазме СВ ~7·10⁶ м^-3.

Плотность потока частиц -3,5·10¹²м^-2·с ^-1.

Для ряда материалов коэффициент распыления под действием протонов максимален как раз при энергии протонов ~10³ эВ, характерной для СВ. Указанные параметры СВ изменяются в зависимости от уровня гелиогеофизической активности, во время сильных возмущений скорость СВ может возрастать до~1000 км·с ^-1.

Разработка проекта для освоения Сатурна и его спутников. Защита от радиационного воздействия.

Titan Saturn System Mission (TSSM) — совместный проект NASA и ESA для изучения Сатурна и его спутников: Титана и Энцелада, где были сделаны уникальные открытия аппаратом Кассини-Гюйгенс. По расчету стоимости NASA проект обойдется в 2,5 млрд долларов. TSSM планируется запустить в 2020 году. Скорее всего запуск будет произведён позже указанной даты, возможно в 2020-х годах.

Используя гравитационные манёвры у Земли и Венеры, аппарат достигнет окрестностей Сатурна в 2029 году. На четырёхлетний план полета два года будут отведены на изучение Сатурна, два месяца на изучение поверхности Титана с помощью посадочного модуля и двадцать месяцев на орбитальную фазу исследования Титана.

 

Цели и задачи миссии

· Исследовать Титан, как целостную систему.

· Выявить предполагаемые органические формы жизни на Титане.

· Уточнить модель эволюции Титана.

· Получить новые данные о магнитосфере Сатурна и Энцелада.

Сравнение озера на Титане с крупнейшим земным пресноводным озером Верхним

На Титане главная задача состоит в том, чтобы получить информацию о таких аспектах, как: состав поверхности и географическое распределение различных органических элементов, выявление метанового цикла и бассейнов метана, активен ли сейчас криовулканизм и тектонизм, присутствует или отсутствует аммиак, изучение подповерхностного океана, магнитного поля и многого другого.

Предполагается, что цикл метана на Титане аналогичен земному гидрологическому циклу. Остаётся не решённым вопрос об источнике пополнения метана. Возможно, внутренний океан, который обнаружил Кассини, состоит из жидкой воды.

План миссии

 

Аппарат TSSM включает в себя один орбитальный и два спускаемых модуля: воздушный шар, который будет летать в небе Титана и посадочный модуль, который должен приводниться на поверхность одного из метановых озёр.

Данные, полученные этими роботами, будут направляться на орбитальный модуль. Аппараты будут оборудованы радарами, фотокамерами, приборами сканирования поверхности и атмосферы. Новая аппаратура гораздо лучше и современнее, чем у предыдущей миссии — Кассини-Гюйгенса.

Космический корабль будет использовать гравитационный манёвр возле других планет, чтобы достигнуть Сатурна. План предусматривает запуск в сентябре 2020, использование четырёхразового гравитационного маневра Земля — Венера — Земля — Земля для максимального ускорения и прибытие к Сатурну 9 лет спустя, в октябре 2029 года. Это один из нескольких планов по доставке аппарата к Сатурну.

По прибытии к Сатурну в октябре 2029 года, химический двигатель выведет аппарат на орбиту Сатурна. Воздушный шар будет спущен в атмосферу Титана во время первого облёта. Он будет находиться в воздушном пространстве спутника шесть земных месяцев: с апреля по октябрь 2030 года. Основываясь на данных с Кассини-Гюйгенса, шар будет плавать в небе Титана до окончания своего срока службы по 20-му градусу северной широты и в 10 километрах над поверхностью