Иркутск, Россия
Иркутск, Россия
Иркутск, Россия
Иркутск, Иркутская область, Россия
В рамках космического эксперимента «Радар–Прогресс» на магнитоизмерительных комплексах, расположенных в обсерваториях Института солнечно-земной физики Сибирского отделения Российской академии наук, и магнитотеллурической аппаратуре мобильного комплекса проведено 33 сеанса регистрации колебаний магнитного поля Земли во время включений бортовых двигателей космических грузовых кораблей серии «Прогресс» на околоземной орбите. Предполагалось, что работа двигателя может стимулировать возмущения геомагнитного поля в силовых трубках, пересекаемых космическим кораблем. При анализе экспериментального материала учитывались факторы космической погоды: параметры солнечного ветра, суммарный за сутки Kр-индекс возмущенности геомагнитного поля в средних широтах, АЕ-индекс возмущенности магнитного поля в авроральной зоне, глобальная магнитная возмущенность. Результаты эксперимента показали, что в 18 из 33 сеансов наблюдались геомагнитные пульсации в различных диапазонах периодов.
Активный космический эксперимент «Радар–Прогресс», геомагнитные пульсации, колебания магнитного поля Земли, космическая погода
ВВЕДЕНИЕ
С началом эры освоения ближнего космического пространства многие исследователи обратили внимание на возможное влияние техногенных факторов на атмосферу Земли. Наиболее существенными способами активного искусственного воздействия на геофизические процессы в атмосфере и магнитосфере Земли являются ядерные взрывы, выбросы химических соединений и нагрев электромагнитным излучением [Наумов и др., 2014].
Локальные геомагнитные возмущения природного и технического генезиса широко известны с момента первых высотных ядерных взрывов [Фаткуллин, 1982]. Изучение ядерных технофизических процессов, генерирующих локальные геомагнитные возмущения, приводит к предположению о том, что старты ракет-носителей могут также создавать цепочку ионосферных процессов, способных вызывать специфические геомагнитные вариации [Смирнова и др., 1995].
В рамках исследований активных воздействий на геофизические процессы неоднократно проводились эксперименты по созданию в ионосфере искусственных плазменных образований. Их эволюция может способствовать генерации потоков заряженных частиц, возникновению локальных токовых систем и магнитогидродинамических возмущений. Активно воздействуют на геофизические процессы также выбросы химических плазмогасящих веществ, инжекция в ионосферу потоков заряженных частиц, лазерного излучения [Наумов и др., 2014].
В работе [Дмитриев и др., 2002] был проведен эксперимент по мониторингу вариаций магнитного поля Земли (МПЗ), которые могли возникнуть в период после запуска ракет-носителей. Исследование показало, что после большинства пусков ракет-носителей через 8-18 ч наблюдалось аномальное понижение напряженности МПЗ (полного вектора T и вертикальной Z-составляющей). Интенсивность максимального понижения МПЗ варьировала в пределах от 20 до 200 нТл. Градиент понижения изменялся в пределах 7-28 нТл/ч. Время полной релаксации МПЗ также варьировало в широких пределах от 8 ч до суток и более [Дмитриев и др., 2002].
Данное исследование вариаций МПЗ проводилось в рамках активного космического экспери-мента (КЭ) «Радар-Прогресс» [Лебедев и др., 2008; Хахинов и др., 2010; Khakhinov et al., 2012; Potekhin et al., 2009]. Постановщиком КЭ выступило Федеральное государственное унитарное предприятие Центральный научно-исследовательский институт машиностроения (ЦНИИмаш). Ракетно-космическая корпорация (РКК) «Энергия» им. С.П. Королева отвечала за разработку программно-методического обеспечения и техническую реализацию КЭ. В сеансах КЭ были задействованы наземный пространственно-разнесенный комплекс радио-технических, оптико-электронных, магнитометрических и навигационных средств наблюдений и измерений Института солнечно-земной физики Сибирского отделения Российской академии наук (ИСЗФ СО РАН) и транспортные грузовые корабли (ТГК) серии «Прогресс» в фазе автономного полета после выполнения основной миссии по доставке грузов на МКС.
Во время пролета ТГК в зоне ответственности Иркутского радара некогерентного рассеяния в предварительно рассчитанное время включался на 8-10 с бортовой сближающе-корректирующий двигатель (СКД), потребляющий 1 кг топлива в секунду. Высокоэнергичные выхлопные газы могли стимулировать развитие в магнитосферно-ионосферной плазме электромагнитных возмущений, которые могли быть зарегистрированы на поверхности Земли магнитометрической аппаратурой.
В связи с этим в обсерваториях ИСЗФ СО РАН и в точке проекции на поверхность Земли силовой трубки геомагнитного поля, в которой по расчетам находился ТГК «Прогресс», работали индукционные магнитометры и производился мониторинг вариаций геомагнитного поля в различных диапазонах периодов.
Настоящая работа посвящена исследованию возможных магнитных возмущений в период работы двигателей ТГК «Прогресс».
1. Дмитриев А.Н., Робертус Ю.В., Шитов А.В. К проблеме локальных геомагнитных возмущений при пусках ракет-носителей // Физические проблемы экологии (Экологическая физика). М.: МАКСПресс, 2002. № 8. С. 32-42.
2. Липко Ю.В., Вугмейстер Б.О., Рахматулин Р.А. Ионосферные проявления геомагнитных пульсаций в высоких широтах // Геомагнетизм и аэрономия. 2001. № 3. С. 332-336.
3. Наумов Н., Никольский В., Перцев С., Руденко В. Военно-прикладные аспекты геофизических исследований за рубежом // Зарубежное военное обозрение. 2014. № 1. С. 24-31.
4. Рахматулин Р.А. Суббуря в геомагнитных пульсациях. Эксперименты на меридиональных цепочках станций Евразийского континента 1973-2003 гг.: автореф. дисс. … д-ра физ.-мат. наук. Иркутск: ИСЗФ СО РАН, 2010. 42 с.
5. Рахматулин Р.А., Петровский М.А. Исследо-вание динамических спектров высокоширотных Pi2-пульсаций // Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца. М.: Наука, 1994. Вып. 103. С. 49-56.
6. Смирнова Н.В., Козлов С.И., Козик Е.А. Влияние запусков твердотопливных ракет на ионосферу Земли. 2. Области E, E-F // Космические исследования. 1995. Т. 33, № 2. С. 115-123.
7. Лебедев В.П., Хахинов В.В., Габдуллин Ф.Ф. и др. Исследование методами радиозондирования характеристик плазменного окружения низкоорбитальных космических аппаратов // Космонавтика и ракетостроение. 2008. № 1 (50). С. 51-60.
8. Фаткуллин Н.Н. Физика ионосферы // Итоги науки и техники. Геомагнетизм и высокие слои атмосферы. М.: ВИНИТИ, 1982. Т. 6. 224 с.
9. Хахинов В.В., Потехин А.П., Лебедев В.П. и др. Радиофизические методы диагностики ионосферных возмущений, генерируемых бортовыми двигателями ТГК «Прогресс»: алгоритмы, инструменты и результаты // Российская научная конференция «Зондирование земных покровов радарами с синтезированной апертурой» (6.09-10.09.2010, Улан-Удэ): электронный сборник докладов. 2010. С. 553-569.
10. Khakhinov V.V., Shpynev B.G., Lebedev V.P., et al. Radiosounding of ionospheric disturbances generated by exhaust streams of the transport spacecraft “Progress” engines // PIERS Proc. Moscow, Russia, August 19-23, 2012. P. 1168-1171.
11. Potekhin A.P., Khakhinov V.V., Medvedev A.V., et al. Active space experiments with the use of the transport spacecraft “Progress” and Irkutsk IS Radar // PIERS Proc. Moscow, Russia, August 18-21, 2009. P. 223-227.
12. Rakhmatulin R.А., Pashinin A.Yu. Influence of the ionosphere on the observation of the mid-latitude Pi2 pulsations at the global scale // Chinese J. Space Sci. 2005. V. 25, N 5. P. 447-449.
13. URL: http://www.swpc.noaa.gov/ftpmenu/lists/ace.html (дата обращения 12 марта 2016 г.).
14. URL: http://ipg.geospace.ru/ (дата обращения 12 марта 2016 г.).
15. URL: http://wdc.kugi.kyoto-u.ac.jp/ae_provisional/index. html (дата обращения 12 марта 2016 г.).
16. URL: http://ipg.geospace.ru/weekly-geomagnetic-forecast. html (дата обращения 12 марта 2016 г.).
