7-11 февраля в Институте космических исследований РАН пройдет семнадцатая ежегодная конференция «Физика плазмы в Солнечной системе». Конференция посвящена теоретическим и экспериментальным исследованиям процессов в космической плазме: на Солнце, в солнечном ветре, в ионосфере и магнитосфере Земли и других планет Солнечной системы.

Пленарное заседание секции «Теория и наблюдения Солнца» было открыто 7 февраля докладом Е.С. Андреевой, А.М. Падохина и М.О. Назаренко «Перспективы томографических исследований ионосферы с использованием низкоорбитальных спутников». Доклад делал доцент физического факультета МГУ Артем  Михайлович Падохин.

Падохин отметил своевременность доклада, поскольку отечественные специалисты по радиотомографическим системам в текущем году ожидают запуска миссии «Ионосфера», одним из экспериментов которой будет радиотомография ионосферы. Автор доклада рассказал о физической и математической стороне постановки томографии верхней атмосферы и ионосферы, об экспериментальной реализации, истории и текущем состоянии отечественных исследований в данном направлении.

«История исследований в данном направлении — всего 30 лет» — отметил Падохин. Первая реконструкция ионосферы, полученная при помощи радиотомографии, была представлена в 1990 г. в работе Е.С. Андреевой. 1990-е и начало 2000-х были временем расцвета томографических исследований ионосферы. Первая радиотомографическая трансконтинентальная система была осуществлена на территории России, и в лучшие годы насчитывала около десяти приемных пунктов, простираясь от Шпицбергена до Сочи. «Вместе с тем, 1990-е были эпохой предыдущего поколения спутников. Пока радиомаяки не уступили место GPS, ряд отечественных и зарубежных спутников обеспечивали исследователей ионосферы нужной информацией.

После прихода спутников нового поколения, количество низкоорбитальных спутников на требуемых для данных исследований орбитах сильно сократилось. «Если в 2000-х их было около четырнадцати, то сегодня остался лишь один, что резко снизило частоту наблюдений и сделало невозможным мониторинг верхней атмосферы» — обозначил проблему Падохин. Именно поэтому, специалисты радиотомографических исследований ждут запуска миссии «Ионосфера», который планируется ИКИ РАН в 2022 г. Несмотря на все достижения высокоорбитальных GPS-спутников, исследователи не могут получить столь качественной детализации при реконструкции ионосферы, как это было возможно в эпоху низкоорбитальных спутников.

А.М. Падохин подчеркнул, что метод анализа ионосферы при помощи низкоорбитальных спутников проверен временем и отличается простотой, он позволяет исследовать широкий спектр характеристик ионосферы: провалы, аномалии, эффекты искусственного воздействия на ионосферу. Все, что сейчас нужно отечественным ученым для дальнейших исследований ионосферы — это доступный сигнал на двух частотах с полярного низкорбитального спутника.

Второй доклад пленарной части секции был представлен сотрудником Астрономической обсерватории имени Энгельгардта (Швейцария, Давос), Еленой Владимировной Подладчиковой. Тема доклада: «Пиковспышки, наблюдаемые Solar Orbiter, на полпути к Солнцу».

Подладчикова специализируется на ультрафиолетовых телескопах и отвечает за два инструмента спутника Solar Orbiter, на который западное научное сообщество возлагает большие надежды. Первым спутником, который был в состоянии проводить съемку горячей солнечной короны (около 2 млн. °C) был японский Yokhoh, запущенный в 1990 г. Кратковременные съемки, которые ранее производились с ракет, даже не ставили перед учеными проблемы серьезных исследований солнечной короны, поскольку не давали понять, насколько сложен процесс нагревания короны. Ряд миссий, осуществленных с момента прорыва, совершенного с запуском Yokhoh, пополнял научные знания, однако оставили ряд вопросов.

Спутник Solar Orbiter, оснащенный тремя телескопами (два из них сделаны в лаборатории, в которой работает Подладчикова), был запущен 10 февраля 2020 г. Он не только позволяет производить максимально-качественную съемку с непрерывной экспозицией, но и может подойти к Солнцу максимально близко, вплоть то орбиты Меркурия.

При исследованиях солнечной короны, проводимой данным спутником, был обнаружен особый тип вспышки. От вспышек, фиксируемых ранее, они отличались большей длительностью, почему были названы в зарубежном академическом сообществе жаргонизмом «campfire» (костерок). Релевантный академический перевод данного термина — пиковспышки. Обнаружение костерков-пиковспышек заполнило некоторые пропуски в исследовании короны: campfires дают понять источник происхождения 3 % энергии, исходящей от солнца.

Во-многом фиксация мельчайших вспышек, была вопросом исследовательской удачи, подчеркнула, Подладчикова: снимки были сделаны в глубокую фазу солнечного минимума, на солнце не было ни одного активного региона. Впрочем, перед наукой еще стоит достаточно вопросов, касающихся проблем солнечной короны, которые поможет решить Solar Orbiter, заметила Подладчикова. Кроме того, в 2027 г. планируется запуск нового спутника с ультрафиолетовым телескопом — Lagrange 5, который должен достигнуть точки Лагранжа.

Работа секции «Теория и наблюдения Солнца» будет продолжаться на конференции ИКИ РАН до 9 февраля. Будут обсуждены вопросы минимальной энергии, необходимой для изменения солнечной активности, автоматического обнаружения солнечных магнитных вихрей методом компьютерного зрения и другие проблемы исследования плазмы Солнца.

Конференция доступна для просмотра на YouTube-канале ИКИ РАН: https://www.youtube.com/watch?v=W3uwzfu-veo&list=PLhEFa-oFLwncohtta7WNV_nzd6dBUwrwC&index=3

Фото: Global Look Press/z03

Корреспондент Семен Лопухов