Поскольку время полного оборота Луны вокруг Земли в точности совпадает с периодом ее вращения вокруг своей оси, мы можем видеть только одну сторону Луны, обращенную к Земле. Благодаря отсутствию на Луне собственного корпускулярного излучения, на ее поверхности, обращенной к Земле, может быть установлена базовая станция телеметрии нейтральных атомов для осуществления долгосрочного непрерывного мониторинга геомагнитной активности. Разрабатывается двумерная система получения изображения энергичных нейтральных атомов (ЭНА) с полем зрения 20°×20°, угловым разрешением 0.5°×0.5° и геометрическим фактором ~0.17 см²ср. Моделирование магнитосферного кольцевого тока в энергетическом канале 4–20 кэВ для средней геомагнитной бури (Kp=5) показывает следующее: 1) примерно на 60 Rᴇ (Rᴇ— радиус Земли) система получения изображения может получить 10⁴ событий ЭНА за 3 мин, что соответствует статистическим требованиям к инверсии 2D кодированных данных изображений и удовлетворяет требованиям анализа эволюции кольцевого тока суббури во время магнитных бурь над средой; 2) загадки радиационных потерь ЭНА в областях магнитопаузы и плазменного слоя хвоста магнитосферы были выявлены с помощью двумерной модели излучения ЭНА. Мониторинг с высоким пространственно-временным разрешением изображений ЭНА этих двух важных областей обеспечит основу измерений поступления и механизма генерации энергии солнечного ветра; 3) средний интервал между регистрациями событий ЭНА составляет около 16 мс на орбите Луны; спектральная разница во времени для установленного диапазона энергий составляет минуты, что позволит получить информацию о местоположении для отслеживания триггера вспышек частиц во время геомагнитных бурь.
Since the moon’s revolution cycle is exactly the same as its rotation cycle, we can only see the moon always facing Earth in the same direction. Based on the clean particle radiation environment of the moon, a neutral atomic telemetry base station could be established on the lunar surface facing Earth to realize long-term continuous geomagnetic activity monitoring. Using the 20°×20° field of view, the 0.5°×0.5° angle resolution, and the ~0.17 cm²sr geometric factor, a two-dimensional ENA imager is being designed. The magnetospheric ring current simulation at a 4–20 keV energy channel for a medium geomagnetic storm (Kp=5) shows the following: 1) at ~60 Rᴇ (Rᴇ is the Earth radius), the imager can collect 10⁴ ENA events for 3 min to meet the statistical requirements for 2D coded imaging data inversion, so as to meet requirements for the analysis of the substorm ring current evolution process of magnetic storms above medium; 2) the ENA radiation loss puzzles in the magnetopause and magnetotail plasma sheet regions have been deduced and revealed using the 2-D ENA emission model. High spatial-temporal resolution ENA imaging monitoring of these two important regions will provide the measurement basis for the solar wind energy input process and generation mechanism; 3) the average sampling interval of ENA particle events is about 16 ms at the moon’s orbit; the spectral time difference for the set energy range is on the order of minutes, which can provide location information to track the trigger of geomagnetic storm particle events.