Экспериментальное исследование волновых процессов при взаимодействии солнечного ветра с плазменными образованиями планет и комет тема автореферата и диссертации по астрономии, 01.03.03 ВАК РФ

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК ИНСШУТ КОСМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ

на правах рукописи УДК 523. 3/В—3: Б29. 78

КЛИМОВ Станислав Иванович

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЛНОВЫХ ПРОЦЕССОВ ПРИ ВЗАИМОДЕЙСТВИИ СОЛНЕЧНОГО ВЕТРА С ПЛАЗМЕННЫМИ ОбРАЗОВАНИЯМ ПЛАНЕТ И КОМЕТ (01.03.03 - Гелиофизика и физика солнечной системы)

Диссертация на соискание ученой степени доктора физико-математических наук

Москва - 1994г.

Работа выполнена в Институте космических исследований Российской академии наук.

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук.

профессор. Тверской Б. Л. ( НИИ ЯФ МГУ им. И. В. Ломоносова, г. Москва);

доктор физико-математических наук, профессор. Коцаренко Н. Я. (Киевский Университет им. Т. Шевченко, г.КиевЭ доктор физико-математических наук. Лихтер Я. И.

(ИЗМИР РАН. г.Троицк). Ведущая организация - ' Институт физики атмосферы РАН.

г.Москва.

Защита состоится " 3 " июил 1994г. в 10 часов на заседании специализированного совета Д 002.94.01 в ИКИ РАН по адресуй г.Москва, ул. Профсоюзная, 84/32, подъезд 4.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИКИ РАН.

Автореферат разослан " £9 " <х»рии. 1994г. Ученый секретарь'

специализированного совета, к. т.н. ф^Р В. Е. Нестеров

Актуальность проблемы.

С первых искусственных спутников Земли начались прямив исследования околоземной плазмы, позволившие в течение более чем тридцатилетнего периода изучить как глобальную структуру магнитосферы Земли, так и отдельные ее области. Космические аппараты сК/Р, направляемые к ближайшим планетам Марс и Венера, также осуществляли определенную программу плазменных исследований как на трассах перелета, т.е. в межпланетной среде, так и в околопланетной плазме. Исследования дальних планет осуществляются преимущественно КА, пролетающими вблизи них.

Основным источником плазмы, заполняющей все межпланетное пространство и в значительной степени плазменные оболочки планет, является постоянно истекающий солнечный ветер, представляющий собой бесстолкновительную плазму. В начале 70" годов была поставлена задача реализации на КА одного из важных диагностических методов изучения плазмы - исследование плазменных волн. Совместно с плазменными и магнитными эти исследования ставились с целью изучения процессов транспортировки энергии от Солнца в магнитосферу, учитывая, что плазма является важным компонентом, с помощью которого активные процессы на Солнце оказывают влияние на состояние планетных магнитосфер.

На первом этапе выполнения этой работы необходимо было принимать во внимание ограниченное число проведенных волновых экспериментов, что связано со значительными методическими и техническими трудностями их проведения. В первую очередь эти трудности связаны с тем. что как датчики, так и сам КА взаимодействуют с окружающей плазмой и искажают электромагнитные поля, существующие в невозмущенной плазме. Волновые эксперименты дают более надежные результаты, если либо сопровождаются другими экспериментами, и в первую очередь измерениями параметров окружающей плазмы, либо сами включает- в себя такие измерения.

Таким образом, больное значение экспериментальных исследований энергетики плазменных волн в процессах, происходящих при взаимодействии солнечного ветра с магнитосферами Земли. Марса и плазменной оболочкой кометы Галлея. а также во внутримагнитосферных процессах - с фундаментальной и практической

точек зрения - и определяют актуальность данной работы.

Основная цель работы заключалась в адаптации методов волновой диагностики к конкретным экспериментам, проводимым в райках различных космических проектов, в создании бортовых научных приборов и соответствующих калибровочных стендов и систем тестирования.

Исследования, проводимые с помощью данной аппаратуры, были направлены на изучение: аз. процессов диссипации энергии солнечного ветра па планетных и околокожэтных ударных волнах;

роли плазменных волн в процессах, происходящих на границах и внутри характерных магнитосферннх образований; вэ.тонкой структуры плазменных границ и различных плазменных явлений; гз.крупномасштабной конвекции магнитосферной пааэмы.

Для достижения указанной цели были проведены волновые эксперименты на спутниках "Космос-404" <1372г.э, "Космос-721" с 1974г. э, "Интеркосмос-Ю" ' с 1975г. э, "Прогноз-а сювог.э. "Прогноз-10" с 19055 и автоматических межпланетных станциях сДМС> "Вега -1. -2" С1986г.:>, "Фобос -1. -2" сш8г.:>.

Научная новизна работы и основные результаты.

Новизна представленных научных результатов обусловлена тем, что волновые эксперименты в рамках данной диссертационной работы проводились или впервые, или имели ряд характеристик существенно лучших, чем в других близких экспериментах. В процессе проведения этих экспериментов развивался и усовершенствовался качественно новый метод комбинированной волновой диагностики СЩР. В отличие от традиционного метола волновой диагностики, осуществляющего одновременные измерения компонент электрического и магнитного полей. КВД включает в себя также методы измерений флуктуация^ плотности электрического тока» ионной и электронной компонент окружающей плсрмы. методы идентификации и оптимизации информационно-измерительных цепей приборов и их адаптации к конкретным характеристикам информационных систем КЛ.

Значительное внимание в этих экспериментах уделялось УНЧ/КНЧ диапазону. по ряду причин с проанализированных в данной диссертации' мало исследованному в предшествующ« экспериментах.

IIa защиту выносятся следующие положения и результаты.

определяющие» новизну диссертационной работы- ..

1. Осуществление экспериментов с очень . высокой чувствительностью и низким уровнем помех, особенно в диапазоне 0.1+20 Гц <■ Прогноэ-Й, -10"з, реализованных благодаря разработке специальных датчиков СантешР и измерительной аппаратуры для космических аппаратов с системой ориентации. использующей вращении вокруг оси. направленной на Солнце.

2.Разработка и отработка методики бортовой комбинированной волновой диагностики в диапазоне частот от постоянных полей до сотен килогерц, включающей одновременные измерения, кроме электрических и магнитных полей, флуктуация плотности токов в плазме и потоков ионной и электронной компонент плазмы < "Интеркосмос-10". "Прогноэ-8. -10". "Вега-1. -2"->. Создание соответствующих калибровочных стендов.

3.Открытие максимума спектральной плотности плазменных излучений в диапазоне нескольких герц в сверхкритических бесстолкновительных ударных волнах. возникающих при взаимодействии солнечного ветра с магнитосферами Земли с"Прогноз-8. -10"}, Нарса с"Фобос-2"} и плазменной оболочкой кометы Голлея с"Вега-1, -2"). Определение вклада этих излучений в бесстолкновительную диссипацию энергии солнечного ветра. Исследование поляризационных и фазовых характеристик излучений.

4 Отработка методики разделения временных и пространственных вариаций на одном космическом аппарате и нахождения длин КНЧ-полн из экспериментальных данных с"Прогноз-!0"5. Впервые проведенное с "Прогноз-8, -10выделение низкочастотных

квазимонохроматических колебаний электрического и магнитных полей, а также потока ионов в нижнегибридном диапазоне частот; исследование динамики этих колебаний в подножии, на фронте и за фронтом ударной волны; обнаружение, что колебания имеют вид волновых пакетов. Определение дисперсионных кривых в подножиях ударных воин и отождествление моды волн КНЧ-диапазона. Получения экспрритнтпльинх результатов. свидетельствуют™ в пользу параметрической неустойчивости в подножии ударной волны.

5. Впервые проведение исследования <"Вега-1. -2"> спектральной плотности электрической компоненты плазменных волн и

флуктуация плотности ионной компоненты плазмы в диапазоне 0.1+1000 Га на околокометной ударной волне и на внутренних структурах плазменной оболочки кометы Гадлея. Получение экспериментальных данных, свидетельствующих об обнаружении явления критической ионизационной скорости, играющего важную роль в относительно быстрых крупномасштабных вариациях околокометной плазмы. Получение оценки распределения легких пылевых частиц с 10"**+10"*sri.

6. Впервые проведение измерений с"Фобос-2"> и оценка энергетики электрической компоненты плазменных излучений в диапазоне частот от единиц герц до десятков килогерц в области марсианской ударной волны. в переходной области. на планетовмагнитов паузе и в магнитном хвосте Марса. Определение, что экспериментальные данные о плазменных волнах нижнегибридного диапазона находятся в соответствии с теоретическими оценками для вистлерной моды.

7.Обнаружение и исследование с'Интеркосмос-10", "Прогноз-8, -ДОэ ряда динамических эффектов, связанных с УНЧ/кнч электрическими полями в магнитосфере и ионосфере Земли. Определение. что: в главном ионосферном провале электрические поля с . напряженность» ~ s«io"2b/m приводят к увеличению эффективной массы ионов ионосферной плазмы до ~ 24 а. е. w. ; диссипация электрических нижнегибридных колебаний, спектральная плотность которых достигает ~ 10"*В/м Гц1'2 с частоты ~ 1 кГц), оказывает малое влияние на структуру стенок провала; положение и динамика зоны наиболее интенсивных полей в зависимости от геомагнитной активности практически совпадают с аналогичными характеристиками аврорального овала; впервые с высоким временным раэреиением о 0.01 определена структура электростатических скачков с амплитудами с5+3(р*10~гВ/м и исследована закономерность их распределения по интенсивности в полярной области при разных уровнях геомагнитной активности.

Достоверность_резуяьтатов_работн обеспечивается рядом" экспериментальных данных различных волновых приборов, установленных на пяти спутниках и четырех AMC; экспериментальные результаты. полученные в процессе проведения данной

диссертационной работы, сопоставимы при аналие; сравнение экспериментальных данных с модельными и теор^'гическими расчетами показывает их соответствие.

Научная и практическая ценность работы. Диссертационная работа непосредственно связана с тематикой, выполняемой по плану научных и исследовательских работ Института космических исследований РАН. Экспериментальное обнаружение ряда характерннх плазменных излучений во внешних и внутренних областях планетных магнитосфер служит основой для нового направления экспериментов по исследованию процессов транспортировки и диссипации энергии в системе Солнце-солнечный ветер-магнитосфера-ионосфера-атмосфера.

Результаты работы используются в теоретических и модельных исследованиях различных типов плазменной турбулентности, также могут быть использованы для уточнения моделей крупномасштабной магнитосферной конвекции и магнитосферных токовых систем; эти результаты могут применяться для прогноза геофизической обстановки, исследования процессов воздействия

инфранизкочастотных электромагнитных колебаний на биологические объекты. Разработанные методы и бортовая аппаратура могут применяться для: обеспечения электромагнитной совместимости бортовых систем, магнитной и электростатической чистоты КА; экологического электромагнитного мониторинга околоземного и околопланетного космического пространства; электромагнитной разведки полезных ископаемых, включая и другие планеты; исследования биоритмов человека и т.д. Апробация работы и публикации.

Основные результаты работы докладывались и обсуждались на; -сессиях КОСПАР и международных симпозиумах по солнечно-земной, планетной и кометной физике-- Варна 1975г.; Боулдер 1976г.; Тбилиси 1976г.: Ашхабад 1979г.; Оттава 1982г.; Грац 1965г.; Гейдельберг 198Бг.; Балатонфврел 19Д7г.; Брюссель 1987г.; Париж 1989г.; Гаага 1990г.; Килларни 1992г.; Ауссой 1993г.; Сан Диего 1994г.

-международных приборостроительных и при участии иккх симпозиумах Фрунзе 1990г.; Суздаль 1991г.; Вроцлав 1992г.; Киото 1993г.: Пиза 1993г.

-симпозиумах стран-участниц программы "Интеркосмос": Калуга 1976г.; Варшава 197вг.; Цахкадэор 1980г.; Львов 1963г.

-всесоюзных семинарах по ОНЧ-излучениям= Апатиты 1960г.; Звенигород 1983г.

Рассматриваемые в ходе выполнения данной работы вопросы и результаты опубликованы в работах, но результатам разработки новых методов и аппаратуры получено 6 авторских свидетельств.

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения и цитируемой литературы. Обьем диссертации страниц, рисунков. таблиц, и наименований

библиографии.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Вовведении приведена характеристика проблемы, обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулированы основные цели работы, приведены основные положения и результаты, выносимые на защиту.

Впервой главе проведен обзор проблематики исследования плазменных волн.

Изучение волновой активности в характерных магнитосферных и ионосферных планетных образованиях и на границах между этими образованиями позволяет, совместно с плазменными и магнитными исследованиями, осуществить физическую идентификацию процессов, происходящих в них. получить, благодаря высокому временному разрешению волновых экспериментов, данные о тонкой структуре характерных границ. Определенные типы излучений достаточно полно характеризуют физические процессы, происходящие в области их генерации.

Во всех планетарных ударных волнах решающую роль играют коллективные процессы и, таким образом, изучение механизмов бесстолкновительной диссипации энергии невозможно без изучения пнизменных волн. Надежная идентификация мод колебаний в плазменных волнах возможна только в экспериментах с одновременным" юиерением электрической и магнитной компонент. Первые измерения электрической компоненты на ударной волне были проведены на спутнике ооо в. где был изучен спектр электростатической турбулентности в диапазоне от 5Б0 Гц до 70 кГц. Более обширный

материал по ударным волнам был получен на imp е, на основе которого был составлен каталог неустойчивостей на околоземной ударной волне- Важнейшей задачей систем» спутников isee 1 и isee £ было исследование тонкой структуры и физических процессов на околоземной ударной волне и магнитопаузе. а также разделение пространственных и временных эффектов.

Основной проблемой в исследованиях структуры бесстолкновительной ударной волны является выяснение процессов и масштабов на которых осуществляется эффективный переход от асимптотики отраженного потока к потоку за фронтом. Сверхкритическая кьази-перпендикулярная ударная волна характеризуется тремя основными масштабами: рамп, где изменяется функция распределения электронов; подножие, имеющее масштаб вращения отраженных ионов; смешанный масштаб на котором происходит возвращение отраженных ионов и прямой переход ионов к тепловому равновесию в потоке за фронтом. Независимо от последней смешанной шкалы. такие волны представляются достаточно локализованными и стационарными во времени. Геометрия квази-параллельной волны затрудняет проблему, так как траектории отраженных ионов не возвращаются в область за фронтом.

При взаимодействии солнечного ветра с небесными телами таким же универсальным свойством, как образование ударной волны, является также образование магнитных хвостов сплейфовэ. Выделяют три основных типа взаимодействия солнечного ветра с объектами, находящимися в Солнечной системе: тела, обладающие внутренним магнитным полем <"Меркурий, Земля. Юпитер. Сатурн. УршР. достаточно сильным, чтобы остановить поток солнечного ветра; тела, обладающие проводящей ионосферой сВенера и коиеты5 - в этом случае поток солнечного ветра останавливается магнитным полем токов, текущих в ионосфере; тела, у которых отсутствует собственное магнитное поло и хорошо проводящая оболочка сЛуна, астероиды^ - при этом поток солнечного ветра поглощается поверхностью тела и за ним, (Соответственно, образуется плазменный след, но образование магнитного хвоста не происходит.

В хвосте магнитосфера Земли, являющимся своеобразным промежуточным резервуаром магнитной энергии, в котором она

периодически накапливается и позднее диссипируется в ходе магнитных суббурь, поведение плазмы определяется взаимодействием ее частиц с возбужденными в ней же колебаниями. Эти волновые процессы тесно связаны с динамическими явлениями в хвосте и. в частности, определяют крупномасштабное высвобождение накопленной в хвосте магнитной энергии.

Исследования околомарсиапской плазмы до последнего времени были проведены на пролетных КА- Маринер-4 с 1972}. на КА. ставших спутниками Марса= Марс-2,-3 с 197 Р и Марс-5 с1974>. и на КА Викинг-1,-2 497135 во время их спуска на поверхность Марса- Эти исследования дали первую информацию о взаимодействии солнечного ветра с плазменным окружением Марса и показали, что Марс по характеру взаимодействия с солнечным ветром занимает промежуточное положение между Землей с ее магнитосферой и Венерой, у которой препятствие солнечному ветру формируется непосредственно на ионосфере планеты и что слабое собственное поле Марса и менее плотная, чем у Венеры, ионосфера создают особый тип взаимодействия, в котором должны быть элементы магнитосферного и ионосферного типа.

Изучение плазменных процессов занимает значительное место в комплексном исследовании комет с помощью космических аппаратов. Теоретические модели взаимодействия солнечного ветра с кометами главным образом основывались на изучении результатов исследований взаимодействия солнечного ветра с планетами. Однако физика этого взаимодействия имеет ряд характерных особенностей, обусловленных тем, что свободно расширяющаяся атмосфера кометы, ионизуясь и нагружая солнечный ветер, начинает взаимодействовать с ним на расстояниях в миллионы километров. Другой важной особенностью является обволакивание кометной ионосферы, образующейся вокруг ядра, благодаря. фотоионизации ее атмосферы, силовыми линиями межпланетного магнитного поля. Таким образом перед кометой в потоке солнечного ветра формируется головная ударная волна.

Крупномасштабная картина квазистационарных электрических полей прежде всего связана с глобальной конвекцией магнитосферной плазмы- Первый эксперимент по изучению крупномасштабного электрического поля с помощью двойного зонда был проведен на

полярпом спутнике Тп.}ипе з. Важной устойчивой особенностью картины электрических полей, полученной по данным 1гОип з, является наличие в полярной папке электрического поля с направлением утро-вечер и резкое изменение знака поля на обратное ¿реверс^ на 70ч-8о° инвариантной широты. На полярном спутнике 0(30 е также с помощью двойного зонда , путем измерения одной компоненты поля, имеющей ориентацию, близкую к направлению утро-вечер, была получена сходная с 1г^ип в картина глобального электрического поля конвекции- Учитывая факт корреляции между азимутальным направлением межпланетного магнитного поля СМН1Р и большинством основных характеристик полярной тапки. была проведена классификация, в результате которой получены .12 эмпирических моделей распределения электрического поля для различных уровней геомагнитной активности-

С измерением квазистационарных полей связан еще один физический параметр, измеряемый волновым, экспериментом, потенциал космического аппарата, Этот потенциал определяется балансом всех токов на поверхность тела, помеченного в плазму. Вариации *>5С вдоль орбиты отражают условия в различных областях магнитосферы.

В заключении обзора необходимо отметить, что в рассмотренных выше экспериментах измерения электрических и магнитных компонент плазменных волн осуществлялись в значительном количестве проектов практически независимо, что естественно затрудняет физическую интерпретацию наблюдаемых явлений. Наблюдается своеобразная нестыковка экспериментов по измерениям, например по электрической компоненте, квазистационарных и переменных полей, особенно по частотным диапазонам. В связи с этим оказалась слабо исследованной область частот в единицы герц, где энергетика плазменных волн, особенно во внесших областях магнитосфер, наиболее высока.

Во втором разделе Главы I рассматриваются специфические особенности методов исследования плазменных волн и основные характеристики осуиествлеиных в рамках данной работы экспериментов.

Структура волны, в первую очередь. определяется

напряженностью и поляризацией ее электрических и магнитных полей. Волны в плазме характеризуются таюкв токами, являющимися результатом движения окружающих заряженных частиц. Ток проводимости ->. электрические е и магнитные в поля плоских волн связаны уравнениями Максвелла--

е = - м

о

7хН 3 * £ вЕ/дЪ. о

где и являются магнитной и диэлектрической проницаемостью вакуума. Временные и пространственные вариации определяются соотношением;

ехр [1Скг - ыЪЗ).

где к - волновой вектор. <*> - угловая частота, г и -пространственный и временной параметры.

Фурье преобразование этих уравнений приводит к виду:

к х Е ■= о) и Н о

к х М = -и - и> с Е о

Таким образом, для полного описания волн необходимы прямые измерения трех векторов -I, е, н.

При проведении плазмофизических исследований в космосе весьма важным является обеспечение электромагнитной чистоты КА, под которой понимается электростатическая и магнитная чистота и электромагнитная совместимость систем КА СЭМСЗ. Как правило, проблемы ЭМС решаются в диапазоне частот 30-3.10* Гц, а проблемы магнитной и электростатической чистоты от постоянных полей до 50-100 Гц.

Традиционно в волновых экспериментах измерялись только компоненты £ и о с во многих экспериментах одна или две3, при этом область частот в единицы герц, находящаяся на границе сс и ас диапазонов, практически не исследовалась. Прямые измерения ^ били проведены с помощью щелевого зонда Ленгмюра только в одном ракетной эксперименте в 1972г. Исследование проблемы взаимодействия волна - частица требует проведение очень широкого' круга исследований энергетического и углового распределения частиц. В ряде случаев достаточны исследования флуктуация тепловой плазмы- Таким образом возникает необходимость объединения указанных экспериментов в практически новый метод

комбинированной волновой диагностики скщр.

Отработка и развитие метода КВД осуществлялись на КЛ-"Космос -404, -721", "Интеркосмос -10", "Прогноз -8, -10". "Вега -1. -2". "Фобос -1, -2". Развитие и расширение возможностей КВЛ осуществляется в проектах ИНТЕРБОЛ, МАРС-94, РЕЛИКТ-2. Наиболее полно метод КВД используется в комплексе анализа спектров плазменных излучений АСПИ на Хвостовом зонде и его субспутнике в проекте ИНТЕРБОЛ и состоит в:

аэ.Одновременном с параллельном) измерении практически во всем диапазоне частот, соответствующих дальним областям магнитосферы Земли, физических параметров с помощью: двойного сферического диполя с три компоненты Е»с и е*сз; феррозондового первичного преобразователя стри компоненты В^3; индукционного первичного преобразователя с две компоненты Васэ; щелевого зонда Ленгмюра с две компоненты ► многоэлектродного зонда с цилиндр Фарадеяз с тормозящим потенциалом содно направление для электронов р» и два для ионов ро: одиночного сферического зонда с потенциал КА в 1-5 точках^.

б^.Использовании идентичного аппаратурного репения измерительно-усилительных каналов формирования сигналов для спектрально-временного анализа вышеуказанных параметров.

.Оптимальной адаптации частотно-временного разрешения измеряемых параметров к режимам работы бортовых анализаторов и телеметрических систем.

Важной особенностью КВД является наличие прибора для прямых измерений флуктуации токов

Передача всех измеряемых волновыми комплексами физических параметров и во всем диапазоне исследуемых датчиками частот практически невозможна из-за ограничений в обьеме передаваемой телеметрической информации и поэтому в процессе подготовки экспериментов разрабатывались различные методы сжатия информации, включающие: анализаторы спектров частот ; специальные устройства запоминания и хранения информации.

разработка и применение всего комплекса методов, аппаратурных решений, технологии испытаний и созданных испытательных стендов позволяет осуществлять эксперименты.

обладающие очень низким уровнем собственных шумов, что особенно трудно при измерениях электрических полей.

Вторая глава посвящена исследованиям спектральной плотности плазменных излучений.

1.Солнечный ветер. В данном разделе рассматриваются результаты исследований в солнечном ветре, полученные на спутнике "Пропюэ-6". Как уже отмечалось, основной задачей проекта ИНТЕРИОК с"Прогноз-8, -10"> было исследование околоземной ударной волны, поэтому в солнечном ветре проводились практически только патрульные измерения. В проектах ВЕГА и <ЮБ0С измерения в солнечном ветре носили эпизодический характер.

Длительное время 2 суток> нахождения спутников "Прогноз" в солнечном ветре позволяет изучать явления с временными масштабами более 10с с время снятия одного спектра в самом быстром режиме работы бортового анализатора спектров>. Интенсивность флуктуации электрических полей Е( и потоков плазмы р, в солнечном ветре существенно ниже, чем в магнитосфере, и часто находится на уровне иуиов приборов.

Вариации спектров е, и р, наблюдались преимущественно в самых чувствительных режимах работы приборов. На "Прогноз-в" в этих режимах приборы работали в солнечном ветре только на двух орбитах 7-в и 11-12 января 1981г. Интенсивность е{ на этих двух орбитах существенно различна. В течение 11-13 января наблюдалось значительное измечение параметров солнечного ветра; 550 -

350 км/с, В - 5 - 15 нТ.

Совместный анализ е, и р, с данными по двум компонентам магнитного поля интегральному потоку ионов N и скорости

солнечного ветра V.« показывает. что: а^. наблюдаются кваэипериодические ¿Т = 4 часа) флуктуации Ва с размахом 1-2 нТ;

флуктуации V.* с размахом до 50 км/с в течение 7 января также имеют модуляцию с Т = 4 часа; вэ. временные вариации Ег. р,, В-ч V.«, N различны. Таким образом, модуляция е, и р, с периодом Т = 8 часов явно не связана с вариациями гидродинамических параметров солнечного ветра. Всплески Е, и Рг, как правило, наблюдаются неодновременно и не коррелируют с изменениями и интегрального потока плазмы. Это может свидетельствовать о том, что возбуждение

всплесков связано с изменением кинетических характеристик солнечного ветра.

Показано, что в спокойном с точки зрения волновой возмущенности солнечном ветре Е, и Рг имеют следующие спектральные характеристики в УНЧ/КНЧ диапазоне-

Е, - в«о"9 г ю " t-'-0•гo, в/м Гц1"*

г, - ..мо" Част/см2 с Га"

Близкие значения индексов спектральной плотности са для Ег и могут свидетельствовать об их единой природе, т.е. о том, что наблюдаемые УНЧ/КНЧ волны имеют электростатический характер. Наблюдаемый более быстрый спад Р, синдекс спектральной плотности 1.10 '/-0- И5 по сравнению с Ег со.8? +/-0.20Э может быть объяснен в рамках линейной теории ионно-звуковых и нижнегибрилных колебаний.

По данным "Прогноз-в" исследовались волновые явления, связанные с градиентами скорости солнечного ветра. Сопоставление двух периодов наблюдений градиентов скорости солнечного ветра показывает, что: аэ. интенсивности и характеры спектров Р, в обоих периодах близки друг к другу; б'. интенсивности Е, во втором периоде примерно на порядок ниже, чем в первом, и находятся на уровне интенг.ивностей в невозмущенных условиях: характеры спектров близки; в>. временные вариации Ег и Р, в обоих периодах не коррелируют с и плотностью солнечного ветра

2.Ударная волна. Исследования волновых процессов на межпланетных ударных волнах практически впервые были проведены на г^ее-з в диапазоне частот выше 10 Гц. На "Прогноз-8" измерения проводились в более низкочастотном диапазоне..

Период работы "Прогноз-8" характеризуется очень высоким уровнем солнечной активности. Исследования низкочастотных флуктуаций электрического поля и потока плазмы при пересечении межпланигной ударной волны С24-2А апреля 1991 г.з показали увеличение амплитуды флуктуаций во врепя начала ускорения и нагрева ионов. В этом случае наиболее интемсивные флуктуации наблюдались на частотах 2-Л Гц, соответствую!»** частота*

нижнегибридного резонанса.

Поставленная в начале 70* годов задача по развитию на КА методов плозменно-волновой диагностики в первую очередь ориентировалась на исследования ударных волн. Этапами этого развития стали эксперименты на спутниках "Прогноз-б" С1980Э и "Прогноэ-10" С19Й5> и автоматических межпланетных станциях "Вега-1. -2" С1985>. "Фобос-1. -2" с 19883. Одним из важных результатов, полученных на "Пропюз-8", было осуществление диагностики околоземной ударной волны по одновременным данным Е, и Р, в диапазоне частот 0.1 - 125 Гц. Этот диапазон частот по ряду причин в предшествующих проектах, в частности на 1зее-1 . -2. практически не исследовался.

Исследования низкочастотных спектров. проведенные на "11рогноэ-&, -10" хорошо согласуются с высокочастотными спектрами, исследованными на хбее-1, -г и еще раз подчеркивают их доминирующую роль в энергетике волновых процессов на УВ. что хорошо проиллюстрировано на рис. I -

Особый интерес представляют многократные пересечения УВ. регистрируемые на КА в режиме НП. Так 08.10.65 г. в течение около 25 мин наблюдались пять последовательных прохождений "Прогноз-10" через фронт УВ. Детальное исследование этих пересечений показывает наличие квазимопохроматических колебаний, в частности, в магнитном поле. Амплитуда этих колебаний постепенно увеличивается в направлении к рампу от 2 нТ до БнТ и сравнима со значением постоянного поля.

Максимум амплитуды в спектре перед фронтом наблюдается но частотах, соответствующих кваэигармоническим волнам и равным 1-10 нТ. Гц"' 1 -ю мв. Гц""* и 10_,1А. см"2. Гц"1 г соответственно для магнитного и электрического поля и ионного потока. Спектр за фронтом менее сложен, с почти плоским профилем, имеющий максимум на 0.1-0.3 Гц. который в 5-10 раз выше, чем перед. Спектр на рампе на половину порядка выше величин перед и за фронтом.

Как отмечалось выше, исследования плазменных волн на АНС "Вега-1. -2" и "Фобос-1, -2" проводились при выходе из магнитосферы Земли, в том числе на околоземной ударной волне. Такие измерения очень важны для сопоставления процессов на

околоземной, околомарсианской и пометной ударных волнах.

Первое прохождение околомарс йаи с кой ударной в о л н и "Фобос-2" осуществил 1.февраля 1989 года- Важной особенностью этого и четырех последующих прохождений ударной волны являлось то. что они осуществлялись в районе подсолнечной точки при прохождении КА перицентра- Точное знание координат фронта ударной волны в подсолнечной точке позволяет с наибольшей достоверностью определить форму ударной волны, которая существенна для понимания природы взаимодействия солнечного ветра с окружением планеты-

Крупномасштабный анализ плазменно-волнових данных. в частности на первых четырех СэлиптичесююР орбитах, показывает-что область ударной волны характеризуется резким всплеском интенсивности щумов практически во всем диапазоне частот-Наблюдаются также предвестники в виде колебаний в области плазменных электронных частот- Пересечение фронта УВ определяется моментом резкого увеличения интенсивности сразу на всех частотах в диапазоне от самых низких частот до примерно 2 кГц- Такой характер плазменных волн является типичным для околоземной УВ и соответствует ионно-акустическин колебаниям, развивающимся на субкритичексих квазиперпендикулярных волнах-

Переходная область характеризуется всплеском широкополосного электшстатического шума, увеличением электронной плотности и уменьшением потенциала КА- Спектры флуктуация электрического поля показывают существование низкочастотного и высокочастотного компонента- Верхние частоты, ограничивающие эти два компонента-гн. 11 с дебаевская длинаЭ • При величине магнитного

поля 4- 5"Т. \'»и»400 км-с"". п«=3.5см~9 и Т*- Мб Ю'К" находим . что г„.-130 Гц. гьн=3 Гц. грся17 кГц и Ув«/2ям>»5 кГц.

Пересечение УВ 4 февраля характеризуется явным увеличением уровня широкополосной эмиссии. которая. по аналогии с наблюдениями УВ у других планет. называется электронным акустическим шумом, связанным с диссипацией кинетической энергии солнечного ветра- б февраля . наоборот, интенсивная волновая активность скорее предшествует, чем следует за пересечением УВ. и ее уровень так высок, что она практически маскирует подножие УВ

и. в значительной степени электронные плазменные колебания-

В заключение следует отметить • что данные- полученные на КА Фобос-1 и Фобос-2. пополнили "Каталог спектров УВ" Ссмрис 2э.

Пересечение околокомет ной ударной в о я н ы впервые било зарегистрировано АМС "Вега-1" и "Вега-2". Структура УВ. наблюдаемых на "Вега-1" и "Вега-2". оказалась совершенно различной. 6 марта в 0350 иг на расстоянии 1,01 млн. км от ядра кометы на "Вега-1" наблюдалось резкое возрастание интенсивности флуктуации электрического поля до уровня несколько мВ/м на самых низких частотах с 1.5+3.5 ПР. Наблюдаемые спектральные плотности флуктуации электрического поля Е и иошшой компоненты потока плазмы г характерны для квазиперпендикулярных волн. О наличии ударной волны свидетельствует также тот факт, что изменяется угол прихода потока конов. регистрируемого многоколлекторным цилиндром 4ерадея, входящим в АЛВ-Н.

Отличие структуры УВ. зарегистрированной с помощью АГГО-Н на "Вега-2", прежде всего состоит в отсутствии резкого нарастания интенсивности колебаний. Наиболее надежно УВ идентифицируется как зона развитой турбулентности потока плазмы, характеризующаяся существенным подьемом уровня колебаний потока плазмы на частоте 1.5 Гц. Интенсивность колебаний Е при этом превышает 1 иВ/м. Общий характер плазменных колебаний соответствует наличии кваэипараллелыюй УВ на расстоянии 1.3 + 1.1 млн км. Но совокупности измерений плазменных волн, магнитного поля и плазмы "Вега-2" прошла УВ на кометоцентрических расстояниях с 13,6 */-0,3>*ю'км, но структура фронта била более диффузной, чем наблюдалось иа "Вега-1". Это отражает тот факт, что УВ во втором случае была кваэипараллелыюй с углом »»^=45°. Таким образок показано, что как и в случае околоземной ударной волны, имеется два типа околокометных ударных волн - кавзипараллельная и квазиперпендикулярная. Оцененная толщина квазипараллельного ударного фронта с5-1(р*104км в несколько раз больие толщины" , кпазиперпендикулярного и согласуется с более продолжительным периодом, на котором происходили изменения скорости и температуры протонов, величины магнитного поля и интенсивности плазменных волн но данным "Вега-2" по сравнению с аналогичным периодом по

данным "Вега-1".

Достаточно высокое временное и частотное разрешение волновых приборов позволяет исследовать более тонкую структуру УВ. Наблюдаемый в 034В ит фронт УВ характеризуется увеличением интенсивности не только на частотах 1.5 Гц и 3.5 Гц. но и на более высоких частотах. Абсолютный пик интенсивности 5*ю~эВ/м Гц1'1 и два относительных пика па частотах около 10 Гц и 100 Гц выделяются в спектре на фронте УВ. Соответствующий спектр флуктуации потока плазмы характеризуется пиком на 10-15 Гц.

Увеличение интенсивности плазменных волн на фронте УВ почти па два порядка величины происходит главным образом благодаря возбуждению магнитозвуковых волн отраженными ионами. При таких амплитудах важную роль играет модуляционная неустойчивость магнитозвуковых волн- Результатом этой неустойчивости является изменение волновой энергии к большим значениям сю вплоть до к ь>If,''Эvт.=3,<lo"вcм~, на которых происходит поглощение волновой энергии. Благодаря этому низкочастотная часть спектра простирается на фронте до частот = 15-го Гц. Механизм генерации г а« 75-95 Гц близок к наблюдаемой шланговой неустойчивости на околоземной УВ.

3. Магнитосферы Земли и Марса. Плазменное окружение кометы Галлея.

Практически все моды колебаний и виды неустойчивостей, свойственные тепловой плазме, наблюдаются в магнитосферах и ионосферах- Однако из-за ограниченного ' количества КЛ, исследования проводятся эпизодически и часто только в определенных областях. Особенно плохо был изучен УНЧ/КНЧ диапазон, что и определило ориентацию рассматриваемых здесь экспериментов на этот диапазон.

3.1. Границы внешних областей.

Магнитопауза. Орбиты "Пропюэ-8. -10" позволяют проводить исследования как низкоширотной с как на так и

высокоштрптной магнитопаузы и, как отмечалось с шла. целенаправленно в УНЧ/КНЧ диапазоне. Исследования высокоширотной магнитопаузы на "Прогноз-8" были сориентированы на вечерний и ночной секторы, исследованные очень мало так как здесь структура

магнигопаузы более сложная и динамичная, что в определенной степени связано с явлениями пересоединония С РТЕ - Fi их Transfer

Events;}.

Планетопауза. Первые исследования параметров плазмы около Марса показали наличие за ударной волной переходной области ПО и магнигопаузы МП. Рассматривая структуру и динамику магнитосферы Марса необходимо, в первую очередь, иметь в виду малость дипольного момента, что ведет к относительно короткой временной шкале плазменных, процессов- Так. например, суббуря имеет время около шести минут-

При интерпретации первых результатов экспериментов по исследованию плазмы и полей на КА Фобос-2 возникли расхождения, прежде всего в терминологии обозначения границы между переходной областью и препятствием, называемой или магнитопаузой. или планетопаузой Эксперименты по изучению магнитного поля и волн используют термин планетопауза- Как уже отмечалось, потенциал КА является хорошим индикатором границ- По этим данным плазмопауза четко наблюдается на первых четырех орбьтах- Планетопауза идентифицируется и по профилю т-к- планетная плазма,

диффундирующая из планетосферы в переходную область, постоянно возвращается солнечным ветром- Динамическое давление, обусловленное термической плазмой со средней кинетической энергией около 1 эв и плотностью, соответствующей наблюдаемому пику около 700 см *. эквивалентно магнитному давлению В~-20 нт: такая плазма играет роль в поддержании баланса давления на планетопауэе-

Кометопауза. Плазменные волны УНЧ/КНЧ диапазона в области кометопауэы. определяемой как резкая граница, разделяющая область, контролируемую потоком протонов солнечного ветра, от области кометной плазмы с преобладанием медленно движущихся тяжелых кометных ионов, исследовались только на AMC "Вега-1, -2". Спектры флуктуации е и р в области кометопаузы не имеют ярко" выраженных особенностей, кроме как увеличение интенсивности Флуктуации р на частоте около 1 кГц на "Вега-1" и ростом интенсивности флуктуации Е в диапазоне частот 2-32 Гц

Сопмостный анализ волновых, магнитных и плазменных данных.

полученных на 'Вега-1. -2". позволил достаточно полно исследовать физические механизмы образования кометопаузыг Присутствие пучка кометных ионов в потоке плазмы совпадает с повышением интенсивности плазменных волн нижнегибридного диапазона частот. Их рост прекращается благодаря квазилинейной релаксации пучков ионов к устойчивому состоянию при интенсивности волн порядка:

пп И2 Ур

Е* -- * 1 МВ* м'Мц,

т пр е

I

где Е^увп - спектральная плотность энергии электрического поля нижиегибридных колебаний, т. г» 5*1 о'с - характерное время ионизации нейтрального газа. Измеренная в эксперименте интенсивность нижнегибрилных колебаний находится в разумном согласии с теоретической оценкой. Возбужденные нижнегибриднне волны в свои очередь ускоряют надтепловые электроны, находящиеся в черепковском резонансе с ними. Ускорение сверхтепловых электронов вдоль силовых линий магнитного поля приводит к возбуждению в плазме косых ленгмюровских волн с свистовых в плазме с высоким № вследствие возникающей. анизотропии распределения электронов по скоростям. С учетом нелинейного ограничения амплитуду этих волн можно оценить как:

Е* 4п п е Со /ы /о> 3® ~ 20 пв* м*.

Те • с* ре с«

где т,Тг** 1 см"". 300 эВ - плотность и энёргтя сверхтепловых электронов; 7*юас~*. "ре * г*ю*с"* - циклотронная и

плазмення частоты электронов. Повыиенный уровень нижнегибридных и свистовых колебаний плазмы является лишь следствием быстрого нагружения солнечного ветра кометными ионами в окрестности кометопаузы и его последующего торможения, а не его причиной.

3.2 Внутренние области.

Магнитосфера Земли. При пролете КА внутренгих областей их пространственные структуры и особенно их границы проявляюся в виде флуктуации измеряемых физических параметров. Частоты этих флуктуации часто находятся в УНЧ/КНЧ диапазоне недостаточно исследованном в магнитосфере и ионосфере.

особенно их электрическая компонента, включая и квазистационарные поля. Наблюдения квазистационарних и УНЧ/КНЧ электрических попей и волн на спутниках "Космос-404" с 1972 г.э, "Интеркосмос-10" с 1973 г.}, "Прогноз-в" с 1980 г.э и "Прогноз-10" с 1985 г.э позволили уточнить и выявить новые особенности их спекртальной плотности и крупномасштабного распределения во внутренней магнитосфере и ионосфере Земли.

На основе анализа данных этих экспериментов установлено, что по структуре УНЧ/КНЧ электрических полей в магнитосфере выделяются три зоны, отличающиеся средней интенсивностью и характером спектров: приэкваториальная с 3«10" В/м Гц1'* в диапазоне 4-70 Пр. среднеширотная СЮ"2 В/м в диапазоне 0.01-1.5 Гц и 2м10~эВ/м Гц1'2 в диапазоне 4-70 Гц> и полярная С3*10~2 В/м в диапазоне 0.01-1.5 Гц и СО.05-Р*10~э В/мГц11/1 в диапазоне 2-105 Гц.

Появление в приэкваториальной зоне интенсивных флуктуаций в УНЧ/КНЧ диапазоне является достаточно редким событием. Так на спутнике о\а-17( имевшем полярную квазикруговую орбиту (Л< - 400 км-, интенсивные флуктуация наблюдались только нп 4* из 37 прохоадений приэкваториальной зоны в ньт - 2350. Среднее значение спектральной интенсивности в полосе частот от 12 до 500 Гц на этих четырех пронетах было 4 ккВ/м Гц,/г. в то время как на других 33 пролетах 0.4 мкВ/'м Гц"2. Интенсивности флуктуаций по каждой из трех компонент поля примерно одинаковы. что свидетельствует об изотропности флуктуаций.

Для определения реальных механизмов необходимо параллельное измерение Е и что на »VI -17 (1С осуцестьляяось. По методу

КВЛ на "Прогноз-в" параллельно с Е проводились, с помоиью цилинлра Форадея сцфз полнового комплекса, измерения флуктуация потока ионной .компоненты плазмы р и определялось <5п/п. Сопоставление спектров р и Е показывает; что средний с за весь интервал наблюдений 10.01.1981 при Кр ■ 0Э спектр и единичные" "всплесковые" спектры близки друг к другу; спектры р имеют малый разброс по интенсивности и имеют другой частотный закон, чем спектры Е. Сделан вывод о том, что флуктуации Е отражают пространственные вариации квазистационарного электрического поля.

тем более, что во время рассмотренных здесь событий регистрируются всплески квазистационарного электрического поля с амплитудой до 50 мВ/м.

В главном ионосферном провале ссреднепиротная область^ электрические поля с напряженностью =« 5*10~2 В/м приводят к увеличению эффективной массы ионов ионосферной плазмы до » 24 а.е.м. Глубина проникновения низкочастотной турбулентности, способной "размыть" стенки провала оценивается как;

N « СЭ I. У V Г»1'2 - Сс^и Уш * ЬУч -)1Уг.

др »4 р* др

где о -коэффициент диффузии. -высота стенки провала с = 500км>.

Удр "ДРвйФовая скорость вдоль стенки провала Стлх » 5мюгм/с5,

"ре "плазменная частота. -эффективная частота столкновений

при взаимодействии плазмы с нижнегибридной турбулентностью.

V ,, СЮпэ"2 МУт Г <СЕкгЗ Увп по Та»С</ Уы Э*<ы УС.1+№*'*> еГГ ~ р. и» ьн

к

3 -э

Для характерных параметров в провале сп» мо см , тс ^о а эВ, <■> с"'. о" с"1, м =зе -для ионов кислорода3 и при

Ек мо"' в/м с максимальная интегральная амплитуда иума в полосе частот =100 Гц3 получено ^ю'с*1. Глубина проникновения

нижнегнбридной турбулентности * =10 км мала по сравнению с толщиной стенки провала =500 км. Таким образом обнаруженный в провале интенсивные шумы нижнегибридного резонанса не могут привести к "размыву" стенки провала.

Зона инвариантных широт л - 70°с +/-8°-> четко выделяется по всем мьт наибольшими значениями спектральной плотнссти УНЧДНЧ электрических полей в диапазоне 4-70 Гц на вчсотах 250-1500 км и в диапазоне 2-105 Гц на высотах >1к*. На широтах л>/э" спектральная плотность меньше, чем на Л = 70ос+/-8°). но. как правило, больше, чем в приэкваториальной и среднепгиротной зонах.

Положение и динамика зоны наиболее интенсивных УНЧ/КНЧ электрических полей полярной области в зависимости от геомагнитной активности практически совпадают с аналогичными характеристиками аврорального овала и полярной шапки. В дневной части зоны полярных сияний спектральные плотности Е на нижних с 2-4 № частотах в возмущенных и спокойных геомагнитных условиях, в среднем, близки и имеют величину - 10~"в/м Гц'

Частотная зависимость спектров различна: в спокойных условиях усредненний за ~ 10 мин спектр - равномерно спадающий Е' - 2*10" f-<o.ao .х- О. г> СВум рц1У2:,; в возмущенных условиях в

усредненном за - 5 мин спектре на частотах Ô-12 Гц наблюдается излом, после которого спектральная плотность спадает медленнее с увеличением частоты, чем в спокойных условиях - в диапазоне 18-105 Гц В .10-V»-св/м ПГЬ.

Различие индексов спектральной плотности электрического поля в зоне полярных сияний <-0.85 */- 0.2 при Кр - 2 и -0.35 +/- 0.2 при Кр • 5-5 и в полярной шапке <-1.25 */- 0.3 при Кр - 23 свидетельствуют о различии механизмов генерации полей в спокойных и возмущенных условиях.

Магнитосфера Марса. Данные, полученные с иопищьИ ПВС Вдоль Каждой ûpÛHTuU содержат информацию О прохождении области тени Марса- где спектр иумов обычно слабее, чем на других частях орбиты, благодаря отсутствию фотоэмиссии с поверхности зондов и КА- В этой области имеются также периоды увеличения волновой активности, достигающей частот в несколько кГц. ассоциируемых с увеличением плотности холодной плазмы Здесь следует . отметить, что в хвосте Mapca радиус дебаевского экранирования сравним.или даже больше, чем расстояние между зондом Ленгмюра ЗЛ и космическим аппаратом, так что измеренная электронная плотность и потенциал КА несколько меньше и отрицательнее-

По данным, полученным ПВС в тени, на аэроцентрических расстояниях около 2.8 Rm. плотность плазмы составляет 1-2 см~® Во время прохождения этой области наблюдаются периоды от нескольких до 20 минут, когда плотность поднимается до 10-65 см-1 Профиль плотности подвергается фяуктуациям. которые коррелируют с магнитным полем, и эта плазма часто ассоциируется с приближением или пересечением нейтрального слоя- Таким образом, на КА Фобос-2 в ночном секторе марсианской магнитосферы впервые-обнаружены области с высокой плотностью холодной плазмы, которая внедряется в области низкоплотной разогретой плазмы- Электронная плотность этой холодной плазмы может быть выше- чем измеряется (ГОС. как показано измерениями прибора АСПЕРА tLundin et ai..

1989]. Эта плазма является, видимо, ионосферного происхождения и конвектирует в ночной сектор-

Увеличение волновой активности, простирающееся от самых низких частот до нескольких кГц. наблюдается совместно с высокоплотной холодной плазмой, вероятно, благодаря развитию плазменных неустойчивостей. вовлекающих холодную плазму-

Комет пая кома. Измерения на AMC "Вега-1, -2", Giotto, suisei в коме кометы Галлея показали наличие значительного числа границ, ранее не предсказанных численными моделями, основанными на идеальной магнитной гидродинамике. Больмая часть из этих границ имеют толщину много меньшую длин пробега частиц относительно столкновений, ответственных за появление границ. Поэтому становится важной роль коллективного взаимодействия кометной и солнечной плазмы в формировании границ в коме кометы и следовательно плазменных неустойчивостей, могущих существенно повлиять на структуру этих границ.

Во внутренней коме были зарегистрированы повышения плотности кометных ионов на расстояниях 4*1С)4км и 3.3*1 о*км 0т ядра кометы и одновременно повышения интенсивности колебаний электрического поля в нижнегибридном диапазоне частот, что ясно указывало на наличие эффектов критической ионизационной скорости. В интервале расстояний с5-7э*10'*км от ядра кометы наблюдались также структуры с наибольшей по величине с 27-40 иР депрессией магнитного поля и с длительностью наблюдения от 5 до 25 с. причем профили давления магнитного поля и давления плазмы, определяемого секционированной ионной ловушкой, согласуются с зависимостью, вытекающей из уравнения баланса давлений.

В интервале расстояний С1.?-1.2Э*10*км от ядра, который соответствует области сильного столкновительного торможения нагруженного СВ, интенсивность КНЧ флуктуации быстро спадает. Падение интенсивности колебаний в несколько раз, заметное даже на фоне очень сильных электромагнитных импульсов от ударов пыли, позволяет утверждать, что вклад плазменных явления в измеряемое электрическое поле сравним с вкладом пыли. т. е. является значительным. Зто падение, очевидно, связано с уменьшением свободной энергии плазмы в виде энергии циклотронного вращения

кометных угонов со скоростью, равной локальной скорости плазмы относительно копотного газа в точке образования этих ионов. Изменение характера частотного спектра Е-- широкий частотный интервал и рост средней частоты колебаний до области торможения плазмы, а затем резкое ее уменьшение, - также согласуется с предположением, что это нижнегибридные плазменные колебания.

3.3 Магиитосфернне хвосты.

Магнитосферныа хвосты. как правило. являются крупномасштабными образованиями со своей внутренней структурой. Их исследования могут проводиться на К/У имеющих эллиптическую вытянутую орбиту; окололунных и находящихся в либрациоиной точке ьг смагнитосфера Земли5; пролетных автоматических межпланетных станциях. Таким образом измерения в кагнитосфериых хвостах носят эпизодический с "пролетный"' характер, за исключением измерения а дальнем хвосте аоо на ю^е э.

Хвост магнитосферы Земли. На "Прогноз-В" были проведены исследования волновой активности УНЧ/КНЧ диапазона в утренней и ночной частях магнитосферного хвоста на расстояниях -13 рте < хожм < -5 йе н период ОБ. 81-09. 81. Повышенный уровень волновой активности УНЧ/КНЧ диапазона постоянно наблюдался на "Прогноз-8" в высокоширотном ПОПС. Наблюдается относительно резкая граница между ПОПС и центральным плазменным слоем, где происходит резкое изменение волновой активности, и эти поверхность существенно сдвигается в направлении к центральному слою в магнитно-возкуиеннмх условиях.

Исследования УНЧ/КНЧ волн в хвостс р.о время суббурн били проведены в период с 2100 иг 27.08.81 по 0500 ит 20.08.01, в котором взрывная фаза отмечена в АЕ индексе около 0325 иг <■ импульс внезапного спада около 500 нТ в аь индексе'. В этих данных отчетливо видно, что интенсивность волн в ПОПС существенно »«по. чем в долях, но наиболее высокая волновая активность наблюдается, когда наблюдаются облака плазмы магнитослойного~ характера и потоки плазмы, отделяющиеся от ПОПС.

Хвост магнитосферы Марса. Данные, полученные с помощью ПВС вдоль каждой круговой орбиты, содержат информацию о прохождении области тени Марса, где спектр шумов

обычно слабее, чем на др'/гих частях орбиты, благодаря отсутствии фотоэмиссии с поверхности зондов и КА- Здесь следует отметить, что в хвосте Марса радиус дебаевского экранирования сравним, или даже больше, чем расстояние между зондом Ленгмира ЗЛ и космическим аппаратом, так что измеренная электронная плотность и потенциал КА несколько меньше и отрицательнее- КА пересекает область хвоста в течение около 2 часов. В этих областях имеются периоды увеличения волновой активности, достигавшей частот в несколько кГц. ассоциируемых с увеличением плотности холодной плазмы

Втретьей главе рассматриваются результаты исследования тонкой структуры границ плазменных образований.

Обычно, в предшествующих проектах, при экспериментальном исследовании плаэкеп"-«« турбулентности ограничивались измерением спектра флуктуации различных физических параметров, аналогично анализу, проведенному вше в Главе и. Но такой подход затрудняет идентификацию .различных механизмов, характеризуемых излучениями одного порядка интенсивности, как, например, связи генерации низкочастотных плазменных волн в подножьи фронта сильной бесстолгаювительной ударной волны с различными неустойчивостями, возбуждаемыми движением пучков отраженных ионов в набегавдсм потоке плазмы и альтернативной гипотезы, согласно которой низкочастотные волны во фронте сильной бесстолкнояителыгой квазиперпендикулярной ударной волны являются частью структуры фронта, аналогично предвестникам, наблюдаемым в докритических ударных волнах. Поэтому для выбора между рядом моделей нельзя ограничиваться рассмотрением спектральных характеристик. а необходимо использовать все информационные и измерительные возможности метода КВД также вычисление других параметров набора последовательностей измеряемых величин, рассматриваемого как многомерный случайный процесс.

1. Исследования волновой формы компонент электромагнитного поля. Наиболее полные данные об исследуемом процессе мо«ю получить только при измерении и передаче по телеметрическим каналам непосредственно физического параметра, т. е. его фориы сволновой формы). Малые времена пролетов границ характерных

2В

областей накладывают ограничения на исследования низкочастотных составляющих спектров флуктуация физических параметров- Это может привести к невозможности исследования определенного класса процессов, разииваюцнхся на границах областей-

1.1.Квазистационарные электрические поля в ионосфере и магнитосфере Земли. Исследование киазистационарных электрических Е и постоянных магнитных полей В производится только передачей формы сигнала.

Данные но полному вектору напряженности квазистационарного электрического поля, полученные на "Космос-484". позволили уточнить двухячейковую модель крупномасштабной конвекции плазмы в ионосфере. Данные об электрических полях, полученные на ионосферных высотах, могут дать представление о структуре электрического ноля по внешних областях магнитосферы. Это особенно важно, так как в дальних областях при измерении Е возникает дополнительные трудности, связанные с увеличением и с кратковременностью пребывания КА в этих областях.

Обычно операция переноса результате^, получении* на малых высотах, по силовым линиям на большие высоты проводится в предположении эквипотенциальное™ магнитных силовых линий. Учет наличия продольных токов на евроральных шротах уменьшает как ~ I- перенос горизонтальной компоненты электрического поля с авроральных широт в плоскость геомагнитного экватора, не вызывая существенных искажаний на высотах плазмопаузы. При переходе к более высоким ойротам условие эквшотенштльности может нарушаться, поэтому в рассматриваемом здесь проектировании использовались данные не полного измеряемого вестора. кпяэметационарноги электрического поля, а его горизонтальная проекция, поскольку для измерения перпендикулярной магнитному пол» компоненты. Е иа больших высотах требуется наличие перпендикулярных В токов <педерсеновскихХ

Проведенное проектирование показало, что на высоких шротах электрическое поле в целом направлено вдоль границы магнитосферы. В - о+1э' мьт на расстоянии в несколько к» вглубь от границы магнитосферы электрическое поле направлено с вечера на утро, что отличается от направления поля, принятого в существующих моделях

конвекции. Отметим, что такое направление поля устойчиво наблюдается на пести пролетах спутника через эти области из семи. На самой границе магнитосферы наблюдаемое до ~ 0Ь мьт отличие связано, скорее всего, с точностью картографирования, т.е. с точностью определения самой границы. В - 13 мьт наблюдается сукественное изменение направления электрического поля, иоле разворачивается в направлении утро - вечер.

На широтах л ^60+68° как в вечерние, так и в утренние часы направление электрического поля согласуется с данными других экспериментов и не противоречит принятым в настоящее время моделям конвекции. Наиболее слабое поле наблюдается в предполуденнне и полуденные часы с- 1 мВ/гР. Окопо 13* М1.т поле усиливается и достигает значений до 3 мВ/м при подходе к иагнитопаузе. В вечерние часы картина иная; наиболее сильное поле наблюдается на сиротах до - 68°. а затем постепенно ослабевает с увеличением радиального расстояния от Земли. Таким образом отмечается, что в плоскости экватора величина постоянного электрического поля неоднородна.

В сечении хвоста магнитосферы на расстоянии X "-10 к» на пиротах л> 7й о предполуденнне часы и на в другие местные

времена поле в основном направлено на полис. Направление вектора электрического поля в предполуденнне часы свидетельствует о возможности проникновения в магнитосферу поперек силовых линия)1 вдоль всей утренней границы плазмы меплпнетного происхождения. В полуночнне часы электрическое пале не направлено строго с утра на печер. и дияь до - 21ь мит его поправление соответствует направления утро - вечер.

Таким образам, на основании проектирования высокоширотных ионосферных измерений постоянного электрического поля на большие высоты кожно заключить1 а^.в экваториальной плоскости в предполуденнне часы постоянное электрическое поле на широтах л&68° направлено с вечера на утро, в этой же области наблюдается наиболее слабое поле; в послеполуденные часы поле направлено с утра на вечер; бэ.в области полярной шапки наиболее слабое электрическое поле наблюдается в приполюсной области, наиболее сильное - с утренней стороны магнитосферы вблизи ее границы;

в5. как в хвосте магнитосферы, так и в экваториальной плоскости постоянное электрическое поле по величине неоднородно; г^.на широтах л^б5+Б8° во все местные времена и на л>68° в вечернем секторе магнитосферы в экваториальной плоскости направление постоянного электрического поля близко к ожидаемому из существующих моделей конвекции. В период проведения эксперимента на "Космос-484" наблюдалось изменение знаков секторов НМЛ. что, видимо, привело к нестабильности от витка к витку структуры электрического поля в полярной шапке и достаточно высоким значениям * 100 +/- 40 мВ/мэ за счет увеличения

индуцированного электрического поля солнечного ветра. Такой же эффект рассмотрен в ряде работ, где поле в полярной шапке достигало величины 80 мВ/м.

1.2. Структура и динамика электростатических скачков. По данным "Интеркосмос-10" ¿апогей 1477 км. перигей 2Б5 кмэ на риротах л >50° наблюдались всплески электрического поля с размахом амплитуды £ 500 мВ/м. Подобные всплески, регистрируемые на зз-э, были названы "электростатическими скачками" СЭС и содействовали активному развитию теоретических работ и модельных расчетов по долой совокупности нелинейных волновых явлений, связанных с проблемами двойных слоев, электростатических ударных волн и солитонов.

^ Использование широкополосной телеметрической системы дало возможность передавать волновую форму электрического поля в диапазоне частот 0.01+70 Гц и более подробно, чем на зз-з, ГДе измерения проводились с частотой опроса 8 Гц, исследовать структуру ЭС. Анализ структуры ЭС показал, что они делятся на три типа, отличающиеся, в основном. амплитудой и временными с пространственными' масштабами. Кроме ЗС на спутнике "Интеркосмос-^О" в высоких широтах, начиная с л ~ 50° наблюдались также "плавно меняющиеся поля "ПИР с временным масштабом 5-10с и с ® й ЮО мВ/м. Проведенное изучение распределения ЭС и ПП по л и мьт показало. что: а'.ЭС наблюдаются чаше в секторе 1800,-2400 мьт; 63. ПП наблюдаются чаще на мьт = 0600-1800; в'.ЭС наблюдаются преимущественно на л > 60°; гЭ.ПП наблюдаются на л > 55°.

Электростатические скачки на зз-З наблюдались в интервале

высот 1000-7000 км. Анализ данных ниже 1000 км не проводился и поэтому нижняя граница ЭС не была установлена. Данные "Интеркосмос-10" были проанализированы во всем интервале высот от перигея ~ 240 км до апогея ~ 1500 км. В результате анализа было выявлено, что ЭС регистрируются в спокойных геомагнитных условиях на высотах до 500-600 км.

Совместный анализ с одновременных наблюдений на спутнике "Интеркосмос-10" УНЧД11Ч и ОНЧ-излучений показал, что вместе с ЭС регистрируются ОНЧ-шипения, связанные с высыпающимися электронами, и излучения типа "блюдец", связанных как с движущимися от Земли тепловыми электронами, так и с ускоренными в тон же направлении ионами. Взаимосвязь, видимо, проявляется и в близком соответствии нижнем высотной границы ЭС <500-600 км3 и излучений типа "блюдец" С700 Кмэ, Это соответствие обосновывает предположение. что связанные с ЭС ОНЧ-излучения могут возбуждаться электростатической мелкомасштабной коротковолновой неустойчивостью типа Кельвина-Гельмгольца, возникающей за счет поперечной неоднородности потока ионов, ускоренных вверх в электростатических скачках.

Таким образом, на "Интеркосмос-10 впервые с высоким временным разрешением 01с^ определена структура

электростатических скачков с амплитудами £5-305 10*' В/м и исследована закономерность их распределения по интенсивности й полярной области при разных уровнях геомагнитной активности на высотах 250-1500 км. Сигналы с амплитудой ~ 300 мВ/м были зарегистрированы на "Прогноз-б" с апогей 200 тыс. км, перигей 500 кмэ, на высоте ~ т.е. на верхнем высотном пределе наблюдений на яэ-.э С2.2Б

Для более полного понимания природы ЭС необходимо надежное измерение вектора напряженности электрического поля. Такие измерения планируются в ближайшем проекте ИНТЕРБ0Л. где измерения полей на одной и той же магнитной силовой линии будут проводиться одновременно на больших и низких высотах с помощью Хвостового и Аврорального зондов соответственно-

1.3.Кваэигармонические флуктуации полей УНЧ диапазона и их связь с геомагнитными пульсациями. Геомагнитные пульсации

обьединяются в два класса: а'. возникающие внутри магнитосферы; б'. возникающие вне магнитосферы. Граница раздела этих классов является /фронт ударной волны, однако до настоящего времени остаются невыяснеными надежные механизмы прохождения пульсаций из солнечного ветра через магнитосферу к земной поверхности, где они, в основном, и исследуются.

В диапазоны частот, исследуемых в данной работе УНЧ колебаний электрического поля, входят и геомагнитные пульсации типа Pel со,2-5 Гц' и Рс2 с0,1-0,2 Гц'. Пульсации типа Pel являются хорошим инструментом для изучения различных эффектов ионно-циклотронной неустойчивости анизотропной плазмы, им посвящено большое количество теоретических и экспериментальных работ. Экспериментально пульсации исследуются преимущественно по данным наземных обсерваторий. Для экспериментальной проверки выводов теории и особенно для исследования областей генерации пульсаций необходимы наблюдения на ИСЗ.

На "Интеркосмос-10" использовались сеансы записи е*сг:> на северных участках траектории. Геомагнитные пульсации регистрировались на обсерваториях Борок, Corpa, о. Хейсс, Новолаэаревская. Мирный. Во время сеансов расстояние по геомагнитной широте между спутником и ближайшей обсерваторией северного полушария было 2+10° и по долготе 15+30°. На "Прогноз-fi" использовались сеансы записи на северных участках траектории на геоцентрических расстояниях 2R».

Было проанализировано ~ 150 сеансов на "Интеркосмос-10" . каждый длительностью -10мин в интервале с 17. Xi1.1973 пр 20. т. 1974. Магнитная обстановка в это время была умеренно возмущенной, индекс Ю> равномерно распределен в интервале от 0 до 4. При исследовании событий е*со и геомагнитных пульсаций прежде всего нужно учитывать, что выделение квазигармонических колебаний на фоне УНЧ/КНЧ электрических полей, характерных для полярной области. затруднено. Для более надежного выделения анализировались достаточно интенсивные с размах * 4 мВ/м' квазигармонические колебания. Для магнитогидродинамических волн, которыми являются геомагнитные пульсации, распространяющихся с альвеновской скоростью сиаэ. соотношение компонент электрического

Е и магнитного поля В определяется отношением: Е/В-иа. Для высот Н й 10*км типичное значение и* - ю" см^с. Таким образом, обсуждаемым здесь событиям с размахом 2 4 мВ/м должны

соответствовать магнитные поля - 4 нТ. Геомагнитные пульсации с амплитудой магнитного поля в области их вторжения >1 нТ достаточно редкие события и наблюдаются кратковременно в максимуме цуга пульсаций. Видимо, с этим же связан тот факт, что на "Интеркосмос-10" и "Прогноз-8" квазигармонические колебания электрического поля с размахом > 2 мВ/м наблюдаются, как правило, в течение 10-20с. что сопоставимо с длительностью максимума цуга пульсаций.

1.4. Исследования космической пили с помощью волновых приборов. Метод двойного зонда, основанный на измерении разности потенциалов между двумя зондами с одних из зондов может быть корпус КА>. причем потенциал каждого из зондов определяется балансом всех токов, попадающих на него, очень чувствителен ко всякого рода изменениям параметров плазмы около зондов. Благодаря этому, приборы для измерения электрической компоненты плазменных волн стали использоваться при исследованиях космической пыли п окрестностях планет и комет. Впервые волновые данные были использованы для исследования пыли во время пролета ^оуяд«-г э через кольца Сатурна, когда были обнаружены иумовие всплески в пирокой области частот, . которые были интерпретированы каЛ регистрация ударов пыли.

На КЛ "Вега-1. -2", предназначенных для исследования кометы Галлея. были приборы предназначенные непосредственно для исследования пыли, а также приборы для исследования плазменных волн: АПВ-Н и АПВ-В Важным преимуществом прибора А11В-Н является то. что он осуоестплял передачу в диапазоне 0.03-25 Гц волновой формы сигналов электрического поля с частотой дискретизации 64 Гц, в то время как АПВ-В в диапазоне 0-0.5 Гц с частотой дискретизации 1 Гц.

Для статистического анализа пыли был разработан специальный алгоритм идентификации импульсов с сортировкой по амплитуде, поскольку, как отмечено выпе. амплитуда импульсов должна быть прямо пропорциональна массе пылинки. Использование данного метода

позволило экспериментально показать наличие области сджетаэ легких пылинок, меньше чем 10"1йг на расстоянии 3.5*ю*км. Применение/ же другого метода статистического анализа - метода регрессий дает указание на то. что импульсы, которые можно идентифицировать как пылевые, начинают регистрироваться на расстоянии 2.2ж10'км.

Во втором_разделе_главы_Ш. исследуются пространственные и временные характеристики границ плазменных образований.

Наиболее полные данные о структуре, пространственных и временных характеристиках границ плазменных образований исследовались в режиме НГ1 при одновременной с параллельной) передаче волновой формы различных физических параметров в диапазонах частот 0.01-70 Гц и 0.01-25 Гц соответственно на КА Прогноз-0 и Прогноз-10. Этот диапазон частот, как рассмотрено в Главе I. в предшествующих проектах практически не исследовался.

2.1. Направление распространения КНЧ-волн в подножиях ударных волн. Для электромагнитных КНЧ-волн направление фазовой скорости можно определить с точностью до знака, используя метод минимума вариаций, основанный на том. что согласно уравнению <11V в=0 направление вектора * должно лежать вдоль направления минимума вариаций магнитного поля. Данная методика дополнялась предварительной обработкой исходных данных, заключавшейся в применении к ним математических частотных фильтров. Расчеты выполнялись в нескольких вариантах: \> без предварительной фильтрации данных: 23 с использованием фильтра с полосой пропускания 0,2-1,5 Гц; 3) с фильтром, пропускающим полосу 1,5-5 Гц; 43 с фильтром полосы пропускания 5-10 Гц. Цель введения фильтров - оценить возможную зависимость направления распространения волн от частоты.

Проведенные таким способом исследования показали, что в подножиях трех рассматриваемых ударных волн найденные с точностью до знака направления вектора * в пределах ошибок не

зависят от частоты. Найдены средние направления вектора к в подножиях ударных волн. Во всех рассмотренных пересечениях ударной волны угол между направлением межпланетного магнитного поля и средним направлением вектора в подножии был больше 45°.

Нужно таюиз отметить, что от одного пересечения к другому, следовавиих друг за другом через относительно.небольшой интервал времени, направление вектора к в подножии сильно менялось и не совпадало с направлением модельной нормали к ударному фронту.

2.2. Поляризация волн Все волновые пакеты, наблюдавшиеся в подножии, оказались эллиптически поляризованными, причем знак поляризации волн на всем протяжении подножий, как правило, бия одним и тем же. В системе отсчета КА в диапазоне частот 0.3-12 Гц наблюдается левое направление вращения относительно фонового магнитного поля, а выше 13 Гц - правое. Смену знака наблюдаемой поляризации около г--1з Гц можно интерпретировать следующим образом. В окрестности этой части, слева и справа от нее, регистрируются волны, относящиеся к одной моде, имеющие в системе отсчета плазмы частоты меныиэ 13 Гц. правую поляризацию и фазовые скорости, меньшие скорости переноса их солнечным ветром, причем волны с наблюдаемыми а системе КА частотами гяэ Гц - вниз но потоку, в результате чего знак поляризации первых при переходе в систему отсчета КА меняется на противоположный, а вторых - но меняется. В этом случае можно оценить длину волны данных колебания в окрестности наблюдаемых частот г=13 Гц как отновение скорости переноса ^р к этой частоте. При 115-250 км/с это составит 9-20 км. Позднее эту оценку можно будет сравнить со значениями длин волн, получаемыми на основании соотношений кагшгпгаго поля и тока.

Аналогичная картина наблюдается и в ближнем подножии. Весьма вероятно, что в дальнем подножии в окрестности г=1Э Гц и в бтгякп - п окрестности г"11 Гц наблюдается одна и та «з волновая мода с теки же длинами волн, правовинтовой поляризацией и низкой частотой, перенесенной допплеровским сдвигом в область частот 13 и 11 Гц.

2.3. Длины КНЧ-волн в области УВ. Длина электромагнитной волны в крайне-низкочастотном диапазоне с ниже 100 Пр определяется отношением амплитуд магнитного поля и плотности тока- Математическая обработка измерений волновой формы указанных величин, имеющая целью получение информации о значениях длин воин для • колебаний разных наблюдаемых частот, регистрируемых при

пересечении характерных областей ударной волны, может заключаться в следующем-

На реализации 256 точек сдлительность 5сек 5 находятся путем быстрого преобразования Фурье спектральные плотности амплитуд колебаний компонент магнитного поля и тока с Jв

зависимости от частоты f в системе коодинат КА- Полученные спектры усредняются по спектральным поддиапазонам- после чего в соответствии с формулой * Сс/гэ по отношению средних

значений спектральных компонентов находятся значения длины с или обратной величины5 в зависимости от f• которые затем дополнительно сглаживаются по частотам для того, чтобы уменьшить эффект случайных флуктуаций направления вектор« * Эти вычисления повторяются с шагом, например 5с". для всех участков измерений, относящихся к пересечению ударного фронта, включая подножие, рамп и область за ромпом- Таким образом получаются дисперсионные зависимости в виде 1Асг:> в системе координат КА для волн в области ударного перехода-

Для пересечения ударной волны на одной из орбит КА "Прогноз-10" можно видеть. что длины волн. обладающих максимальными амплитудами и играющих, по-видимому, главную роль в процессе торможения и диссипации энергии потока на ударной волне, лежат в диапазоне значений 5+120км Длины волн меняются с расстоянием от рампа по-разному с разных его сторон В подножьи перед рампом в обоих пересечениях видны максимумы, в которых длины волн достигают значений 100+120км.

Максимальные значения длин волн перед рампом можно сравнить с величиной ларморовского радиуса протонов солнечного ветра на фронте ударной волны При скорости солнечного ветра v^-zteOioi/c • углах между Во и v0 от 57° до 71° при значении Во - 20нТ на рампе, значение ларморовского радиуса протонов составляет соответственно 130 и во км- Эта оценка не противоречит тому, что максимальные величины длин волн, наблюдающиеся перед рампом. определяются гирорадиусом протонов, отраженных от рампа 2.4. Дисперсионные характеристики плазменных волн. 2.4.1. Вид дисперсионных кривых в системе отсчета КА. Дисперсионная кривая получается из отношений спектральных

плотностей у-компонентн плотности тока и х-компоненты магнитного поля, вычисляемым методом быстрого преобразования Фурье СБПФ' по 1024 точкам измерений со сглаживанием по частоте. Кривая, типичная для области подножия, УВ имеет несколько участков. Наиболее характерные особенности этих участков^ отрицательный наклон дисперсионной кривой в области <"<1.5 Гц. не вполне определенный наклон ее в области 1,5<<-<8 Гц и общая тенденция к возрастанию волнового числа в зависимости от наблюдаемой частоты для <">в Гц. Эти особенности неизменно присутствуют на всех дисперсионных кривых. полученных в областях подножия рассматриваемых здесь УВ.

Касательная к дисперсионной кривой, проведенная из начала координат, характеризует верхнюю границу фазовых скоростей ^ -<о/к исследуемых волн в системе отсчета КА. Значение фазовой скорости, соответствующее наклону этой касательной, для одной из УВ ~ 220 км/с достаточно хорошо согласуется с абсолютной величиной проекции скорости солнечного ветра на среднее направление полнового вектора с со скоростью переноса волн солнечным ветром вдоль вектора Таким образом, по наклону касательной к дисперсионной кривой в системе отсчета КА можно судить о скорости переноса волн солнечным ветром. Об ятом же говорит найденный характер изменения этого наклона по области ударного перехода. ' ^

2.4.2. Дисперсионные соотношения в системе отсчета плазмы и моды КНЧ-волн в подножии ударного фронта. Цель дальнейшего анализа - исследование конкретных волновых мод, дающих пклад в турбулентность подножий рассматриваемых ударных переходов. Область подножия привлекательна тем, что. с одной стороны, она содержит информацию о процессах, идущих на ударной волне, л с другой - относительно небольшие амплитуды колебаний в начале подножия позволяют предположить, что нелинейные эффекты в этой области должны быть не так сложны, как вблизи рампа, и задача разделения вклада различных волновых мод оказывается здесь существенно проще.

Вние указывалось, что дисперсионные кривые, полученные в области подножия, разбиваются на несколько характерных участков.

которые могут быть обусловлены различными волновыми модами. В системе отсчета, связанной с плазмой, смысл поляризации может быть другим. Характерные частоты и вид дисперсионных кривых также зависят От системы координат. Поэтому для идентификации волновых мод и сравнения с теорией необходимо переходить в систему отсчета плазмы. Для решения этой задачи, кроме волновых чисел и частот в системе отсчета КА, необходимо также знать направления волновых векторов. Последние известны из эксперимента лишь с точностью до знака. Оказывается, однако, что знак к не имеет значения для данной задачи, если фазовые скорости волн вдоль к в системе отсчета, связанной плазмой, не превышают скорость переноса. Это условие обязательно только для волн, распространяющихся навстречу сносу. Основанием предположить, что оно выполняется для всех КНЧ-волн служит сам факт существования сверхзвуковой и сверхальвеновской ударных волн.

В представленных на рис.3 спектральных распределениях выделяются, как и раньше, три характерные области наблюдаемых частот; 1.5-6 и 6-3 Гц. Им соответствуют три участка на дисперсионных кривых, характеризующихся разным наклоном к оси частот. Если каждый из этих участков обусловлен какой-либо одной модой *колебаний, то его наклон показывает величину ссо знаком' проекции групповой скорости волн этой моды на направление к. Отйотим трансформацию частот КНЧ-волн. связанную с переносом их солнечным ветром. Из рис.3 видно, что первый интервал наблюдаемых частот 0,2-1,5 Гц переходит в системе отсчета плазмы в бласть 9-4 Гц, второй интервал 1.5-6 Гц - в 4-0 Гц. третий 6-9 - в 0-4 Гц. Аналогично преобразуются частотные интервалы в случае, представленном на рис. 1= область наблюдаемых частот 0,2-2 Гц переходит в область 16-2 Гц,. 2-6 Гц - в 2-0 Гц. 6-10 Гц - в 0-6 ц. Таким обрезом, волны, заселяющие в системе отсчета КА область самых низких частот, имеют в системе отсчета плазмы наибольшие частоты. Их фазовые скорости в системе плазмы близки по абсолютной величине к скорости переноса, а проекция групповой скорости на волновой вектор с определяемая по наклону первого участка дисперсионной кривой на рис.Зго несколько больше этой величины. Их наблюдаемые частоты малы, поскольку в системе

отсчета, связанной с ударней волной, они образуют стоячие структуры.

Дисперсионные кривые подножия ударной волны, полученные в разные временные интервалы и для разных пересечений, в общих чертах похожи друг на друга, но в ряде случаев дисперсионные кривые существенно различаются в некоторых деталях. Наиболее подвержен изменениям второй участок дисперсионной кривой, у которого могут меняться наклон и протяженность.

2.5. Трехволновие процессы в подножиях ударных волн. Результаты проделанного в работе анализа волновых явлений в подножиях ударных волн можно рассмотреть с точки зрения нелинейного взаимодействия различных волновых мод друг с другом. То обстоятельство, что энергию колебаний, генерируемых в окрестности рампа, могут, по-видимому, нервность вверх только вистлеры, проявляющиеся в спектральных распределениях в системе отсчета КА в виде максимумов в области самых низких частот. служит основанием предположить, что все другие волны подножия -вторичные, возникающие в результате затухания вистлеров, или генерируются отраженными от рампа частицами выше по потоку или в самой области наблюдения. По уменьшению амплитуд в спектральных распределениях колебаний в подножиях видно, что волны в диапазоне наблюдаемых частот 0.2-1,5 Гц, действительно затухают быстрее, чем в области 2-5 Гц.

Из вида дисперсионных кривых в системе отсчета плазмы, представленных на рис.3, почти очевидна возможность трехвопновых распадных процессов взаимодействия мод. относящихся к различным участкам этих кривых. Как известно, чтобы такое взаимодействие волн имело место, значения их частот и волновых векторов должны удовлетворять распадным соотноиениям. На рис.Зг крестами и стрелками показаны возможные схемы распада.

Энергия направленного движения плазмы, высвобождающаяся при торможении, уходит прежде всего на генерацию вблизи рампа быстрых косых гидромагнитных мол - вистлеров на нижнегибридной частоте. Обладая положительной дисперсией и групповой скоростью, превышающей скорость сноса, эти волны уходят вперед и образуют подножие, но затухают, распадаясь на волны меньшей с в системе

за

отсчета плазмиР частоты. Последние в основном сносятся вниз и возвращают энергию в область рампа. Для проверки этого предположения в работе проведена оценка энергии, перекачиваемой в подножии через быструю вистлерную моду, и сравнение ее с уменьшением энергии направленного движения плазмы при переходе через ударный фронт.

Взаключении изложены основные результаты работы

1.Осуществлены эксперименты с очень высокой чувствительностью и низким уровнем помех, особенно в диапазоне 0.1+20 Гц сПрогноэ-6, -Ю"}, реализованные, благодаря разработке специальных датчиков сантеннз и измерительной аппаратуры для космических аппаратов с системой ориентации, использующей вращение вокруг оси, направленной на Солнце.

2. Разработана и отработана методика бортовой комбинированной волновой диагностики в диапазоне частот от постоянных полей до сотен килогерц, включающая одновременные измерения, кроме электрйческих и магнитных полей, флуктуации плотности токов в плазме и потоков ионной и электронной компонент плазмы с"Интеркосмос-10". "Прогноз-8. -10". "Вега-1, -2"э. Созданы соответствующие калибровочные стенды.

3. Открыт максимум спектральной плотности плазменных излучений в диапазоне нескольких герц в сверхкритических бейстолкновительных ударных волнах, возникающих при взаимодействии солнечного ветра с магнитосферами Земли с"Прогноз-8. -Ю">. Марса с"фобос-2"Э и плазменной оболочкой кометы Галлея с"Вега-1, -2"э. Определен вклад этих излучений в бесстолкновительную диссипацию энергии солнечного ветра. Исследованы поляризационные и фазовые характеристики излучений.

4. Отработана методика разделения временных и пространственных вариаций на одном космическом аппарате и нахождения длин КНЧ-волн из экспериментальных данных с"Прогноз-10"э. Впервые проведено с"Прогноз-8, -10"э выделение низкочастотных квазимонохроматических колебаний электрического и магнитных полей, а также потока ионов в нижнегибридном диапазоне частот; исследована динамика этих колебаний в подножии, на фронте и за фронтом ударной волны; обнаружено, что колебания имеют вид

волновых пакетов. Определены дисперсионные кривые в подножиях ударных аолн и отождествлены моды волн КНЧ-диапазона. Получены экспериментальные результаты. свидетельствующие в пользу параметрической неустойчивости в подножии ударной волны.

5. Впервые проведены исследования с"Вега-1, -2*'Э спектральной плотности электрической компоненты плазменных волн и флуктуации плотности ионной компоненты плазмы в диапазоне 0.1+1000 Гц на околокометной ударной волне и на внутренних структурах плазменной оболочки кометы Галлея. Получены экспериментальные данные, свидетельствующие об обнаружении явления критической ионизационной скорости, играющего важную роль в относительно быстрых крупномасштабных вариациях околокометной плазмы. Получены оценки распределения легких пылевых частиц С10""+Ю'1,,г5.

6.Впервые проведены измерения с"Фобос-2"3 и оценка энергетики электрической компоненты плазменных излучений в диапазоне частот от единиц герц до десятков килогерц в области марсианской ударной волны, в переходной области. на планетов магнитовпаузе и в магнитном хвосте Марса. Определено, что экспериментальные данные о плазменных воинах нижнегийрилного диапазона находятся в соответствии с теоретическими оценками дня вистлерной моды.

7. Обнаружен и исследован с"Интеркосмос-10", "Прогноз-в. -10> ряд динамических эффектов, связанных с УНЧ/КНЧ электрическим^ полями в магнитосфере и ионосфере Земли. Определено, что-- в главном ионосферном провале электрические поля с напряженностью -5*ю~гв/м приводят к увеличению эффективной массы ионов ионосферной плазмы до ~ 24 а.е.м.; диссипация электрических нижиегибридных колебаний. спектральная плотность которых достигает ~ 10~*В/м Гц1/г с частоты ~ 1 кПР, оказывает малое влияние на структуру стенок провала, положение и динамика зоны наиболее интенсивных полей в зависимости от геомагнитной активности практически совпадают с аналогичными характеристиками авроралыюго овала; впервые с высоким временным разрешением с~ 0.01 сэ определена структура электростатических скачков с амплитудами С5+305*10~гВ/м и исследована закономерность их распределения по интенсивности в полярной области при разных

уровнях геомагнитной активности.

Результаты исследований С.И.Климова изложены в научных иубликачиях в русской и зарубежной печати, в том числе-1 Агарков.В. Ф. . Н. М. Антонов. 0. Л Вайсберг. В. И Журчев, С.И.Климов, В. Е. Корепанов, В. Д. Маслов, Л. В. Песоикий, И. В. Рожанковский. В. М. Синицын, В.К.Шахов. Измерение вектора напряженности постоянного электрического поля на спутнике "Космос-484". I■ Вопросы методики и результаты измерений на средних широтах. Космич. исслед.,т.яу. вып. 1. 1977. ?- . Алексевич-Я. Н. • Ю. В Афанасьев, В. М. Балебанов, В. Е. Баскаков, Ю Н Бобков. Н.Ф.Бородин, 0. Л. Вайсберг. Я. Войта. В. Н Горобей. В. Н. Карачевский. С.И.Климов, В. Е. Корепанов, 3. Кравчик. II. И. Назаров. С. Г. Наместник. К. Новак. В. Новакевич. М. Н. Ноздрачев. П. Обери, А. М. Пввзнер. Л. В. Песоцкий. В.П. Порфиров, С.П.Савин. 3.Сикорски. П.П.Тимофеев, П.Триска. В. Н. Турчанинов. Комплексный волновой эксперимент на спутнике "Прогноз-8". Космич. исслед., т. 21, *о.5, с. 710-724. 1903.

3. Антонова. А. Е. . О. Р. Григорян, С. И. Климов. С. Н. Кузнецов. Проектирование высокоширотных ионосферных измерений постоянного электрического поля на большие расстояния. Космич исслед.. т. 18. вып.З. с.461-4154, 1980-''4 Афанасьев.*).В, С.И.Климов. В.И.Шеремет, А. Иелкин. Устройство для бесконтактного измерения слабых постоянных токов. А/с

Но. 739482. БЮЛ. N0. 31 Л9Й0.

5 Афанасьев. Ю. В. , В. Е. Корепанов. С. И. Климов, В. А. Прииепо. Магнитометр для измерения низкочастотных магнитных полей. А/с N0.1132269, Бюл. ыо.4в. 1684. Б Балебанов. В. И. . 0. Л. Вайсберг. Г. Н Застенкер. С.И.Климов. Ю. И. Ермок&ев. К. Н. Ноздрачев, С. П. Савин, А. 0. Федоров, В. И. Фукс, С. Г. Наместник, В. А. Ноткин, В.Г.Орлов. А. Г. Бедриков. В. И. Кузьмин. Я. Н. Алексевич. А. Ю. Щекотов. С.Фишер. С. Пинтер, 3. Немечек. Я. Шафранкова. Я. Войта. Приборы и методы для изучения ударных волн в космической плазме. Научное космическое приборостроение. И. Металлургия. Выпуск 4. Приборы для исследования плазмы и электромагнитных полей.

с.20-29. 1985.

7 Беркман.Р.Я.. Б. И. Блажкевич, С. И. Климов. В. Е. Корепанов. Устройство для измерения напряжения. А/с No. 520549, Бюлл. изобр. No. as. 197G.

8. Вайсберг.О. Л. , С.И.Климов. М. Н. Ноздрачк! П. Савин КЛЧ и 0НЧ-поля в электростатических скачках по данным Интеркосмос-10 В сб.; Низкочастотные излучения в ионосфере и магнитосфере Земли. Апатиты, с. 62-68, 1900.

9. Вайсберг.О. Л. . А. А. Галеев. С.И.Климов, М. Н. Нозлрачев,

А. Н. Омельченко, Р.З. Сагдеев. Исследование механизмов диссипации энергии в бесстолкновительных ударных волнах с большим числом Маха по данным измерении на спутнике "Прогноэ-8". Письма в ЖЭТФ, т.35, n0. 1, с.25-28, 1982.

10. Вайсберг.О. Л., А.А.Галеев, Г. Н. Застенкер. С.И.Климов, И.Н. Ноздрачев, Р.З.Сагдеев. А.И.Соколов, В.Д.Шапиро.Ускорение электронов во фронте сильных бесстолкновительных ударных волн. ЖЭТФ. т. 85. NO.4C105. с.1232-1243. 1983а.

11. Вайсберг.О. Л. , А.А.Галеев. Л. М. Зеленый. Г. Н. Застенкер.

A. Н. Омельченко, С. И. Климов, С. П. Савин. Ю. И. Ермолаев.

B.Н.Смирнов. М.И.Ноздрачев. Тонкая структура магнитопаузы по измерениям на спутниках "Прогноз-7" и "Прогноэ-8". Космич. исслед., т.к", вып. 1, с.57-63. 19836.

12. Вайсберг.О. Л. . А. Н.Омельченко. В.Н.Смирнов. Г.Н. Застенкер,

C.И.Климов, А.О.Федоров. , М. Н. Ноздрачев, С.П.Савин, Ю.И.Ермолаев. А.В.Лейбов. Изучение взаимодействия солнечного ветра с геомагнитосферой на станциях "Прогноз". В сб.; Исследования солнечной активности и космическая система "Прогноз", П., Наука, с.10-32. 1984.

13. Вайсберг.О. Л. С.И.Климов. В. Е. Корепанов. (Ьмерение плотности тока на ударной волне иелевым зондом Ленгмюра. Космич. исслед.. т.27. N0.3, с.461-465. 1989.

!•*. Веригин,М. И.. А. А. Галеев. Р. Грар, К. И. Грингауэ, Е. Г. Ероиенко, С.И.Климов, М.М. Могилевский. А. П. Ремизов. В. Ридлер. Р.З. Сагдеев. С.ПСавин. К. Сеге, А.Ю.Соколов, И. Татрольяи. К. Ивингеншу. Физические процесса в окрестности кометопаузы по данным прямых измерений плазмы, магнитного поля и волн на

космическом аппарате "Вега-2". Письма в АЖ, т. 13, мо.ю, С.907-91Б, 1987.

is. Галеев'.А. А.. С.И.Климов, М. Н.Коэдрачев. Р.ЗСагдеев, А.Ю.Соколов. Динамика спектра магнитозвуковых колебаний во фронте околоземной ударной волны и механизм их возбуждения. ЖЗТФ, т.90, No.5. с. 1Б90-1700, 1986а.

10. Галеев.А. А. . Б.З.Грибов. Т.Гомбоши, К. И. Грингауз. С.И.Климов. П.Оберц, А. П Ремизов, В. Ридлер, Р.ЗСагдеев. С.П.Савин. А.Ю.Соколов. В. Д. Шапиро. В И. Шевченко. К. Cere. И. И Веригин, Е. Г. Ерошенко. Положение и структура ударной волны у кометы Галлея по измерениям на КА "Вега-1" и "Вега-2". Космич. исслед.. т.25, No.6, с.900-906, 1987а.

17. Григорян.0. Р., С. Н. Кузнецов. С. И. Климов. Квазистационарные электрические поля и высыпающиеся частицы в ионосфере. Геомагнетизм и аэрономия, т.20. No. 6, с.1058-1066, I960.

10. Гульельми. А. В. . С И. Климов. В. Н. Репин. Предварительные результаты анализа пульсаций электрического поля в ионосфере в диапазоне 0.1-1.0 Гц по данным ИСЗ "Интеркосмос-10". В сб. •• Естественное электромагнитное поле Земли. Наука. М. , с. 13-15, 19776.

i.e. Климов.С. И. Анализ методов измерений напряженности электрического поля в магнитосфере. В cö> Межпланетная среда

^ и физика магнитосферы. М. , Наука, с.50-58. 1972.

го. Климов,С. Лучение инфранизкочастотных флуктуации электрических и магнитных полей вопросы методики, основные результаты и задачи предстоящих экспериментов. Artificial satellites V.15, No. 3, p. 130~142' 108').

21. Климов,С. И. , А. В. Гульельми. Пульсации электрического поля в ионосфере в диапазоне 0.1-2.0 Гц по данным ИСЗ "Интеркос'мос-10". Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца, вап. 39, с. 39-43, 1976а.

22. Климов,С. И. , В. Е. Корепанов. В. И. Раков. М.А. Раков. Специальное устройство запоминания и хранения телеметрической информации в эксперименте со спутником "Интеркоимос-Ю". Космические исследования нп Украине, вып.10. с.92-95, 1977

23- Климов.С. И. 3. Д. Конопланко. М. А. Раков. Анализатор

экстремальных значений. А/с Но.794вза, Бюл. No. i. ieeiü.

24-Климов. С. И. В. Е. Корепанов, 3. Кравчик, М. Ноздрачев, С.П.Савин. Анализатор спектра. А/с No. езбб01. бюл. No.2i. i98iB.

25. Климов,С. И., В. Е. Корепанов. Особенности измерения квазистационарных и переменных электрических полей в эксперименте "Интершок". В сб. Научное космическое приборостроение, вып.4 Приборы для исследования плазмы и электромагнитных полей. Н. , Металлургия, с.79-82 .1905.

26. Климов.С. И., М. Н. Ноздрачев. П.Триска, Я. Войта, А. А. Галеев, Я. Н. Алексевич. В. В. Афанасьев. В. Е. Баскаков, В. Н. Бобков. Р. Б. Дунец. Л.М.Жданов. В. Е. Корепанов. С.А.Романов. С.Н.Савин, Л.Ю.Соколов, В.С. Шмелев. Исследование плазменных волн с помощью комплекса комбинированной волновой диагностики БУДВЛР с "Прогноз- 10-Имтеркосмос"э. Космич. исслед. . . т. 24, No.2. с. 177-184, 1906а.

27.Климов.С.. С.Савин. Я. Алексевич. Г. Аванесова. В. Балебанов. И. Балихин, А. Галеев. Б.Грибов. М. Ноздрачев, В.Смирнов. Л.Соколов. О.Вайсберг, П.Оберц, 3. Кравчик, С. Гжедзельски, Ю. Юхневич, К. Новак, Д. Орловски, Г. Парафянович, 3. Збниински, Я. Войта. П.Триска. Крайне низкочастотные СКНФ плазменные волны в окрестности кометы Галлея. Письма в АЖ, т.12. Но. 9. с. 688-695. 19866.

28.Климов.С.И, 3 Кравчик, В. Корепанов, С.П.Савин, В. М. Балебанов, ' Г. Б.Симоненко. К. Новак, Я. Н. Алексевич. Исследования плазменных волн на AMC "Вега". Космич. исслед., т.25. No, 6. с.943-051, 1987.

29.Климов.С.И. С.П.Савин. А.Соколов. Микротурбулентность плазмы в окрестности комет. "Плазменные процессы в космосе, т.2". /Итоги науки и техники. ВИНИТИ АН СССР/. М. . 78-118. 1989

30 Корепанов,В.Е., С.И.Климов. Способ измерения напряженности электрического поля и устройство для его осуществления. А/с No. 1173331, Бюлл. изобр. No. 30, 1985.

31- Корепанов. В. Е., С.И.Климов. Г. Б. Симоненко. Я. Н. Алексевич, С.Л.Звариюк. Устройство для измерения электрических параметров космической плазмы. А/с но. ибгзге, Бюл. No. 28 • 1888.

32-Корепанов.В. Е, Г. Б. Симоненко, С.И.Климов. С.Савин, З.Кравчих. К. Дудзиньски. К. Новак. Ю. Юхневич. Анализатор спектра. А/с No. 63Б£02, БЮЛ. No. 24 1991.

33.Михайлов.Ю.М., С.И.Климов, С.П.Савин. Квазистатические. КНЧ и ОНЧ электрические поля в области главного ионосферного провала. В сб.= Низкочастотные волны и сигналы в магнитосфере Земли. М. . Наука, с. 93-00. 1900.

34. Раков.М А- . Я.Т. Дуб. С.И.Климов. А.Д. Ланцов. М. II. Ноздрачев. С Л.Савин. Методологические и аппаратурные аспекты исследования тонкой структуры полей в плазме космического пространства- Космич- иг.сслед- на Украине, выл-14. с-75-80, 1980

35.Романов,С.А. , С.И.Климов. П.А.Кироненко. Пространственные характеристики и дисперсионные соотношения КНЧ-излучений на околоземной ударной волне по результатам измерений на ИСЗ "Прогноз-10". 1.Метод исследования, спектральные характеристики и поляризация КНЧ-волн в системе отсчета КА. Длины волн в области ударного перехода. Космич. исслед,. т.28. No.5. с.750-759. 19906.

35. Романов, С. А. . С.И.Климов. П. А. Мироненко. Пространственные характеристики и диспе^ионные соотношения КНЧ-излучений на околоземной ударной волне по результатам измерений на ИСЗ ' "Прогноз-10". Дисперсионные соотношения и моды КНЧ-волн. Волновые процессы в подножиях ударных волн. Космич. исслед,. т. 28. N0. Б. с. 903-918. 1990в.

37. Blecki , J. , К.Kossackl, S. I.Klimov. M. N. Nozdratshev. A. N. Omelchenko, S. P. Savin, A. Yu. Sokolov. ELF/ULF plasma waves observed on Prognoz-8 near the magnetopause. Artificial Satellites Spase Physics, v.22, No. 4. p. 5-16. 1987.

38. Blecki, J, K.Kossackl, B. Popielawska. S. I.Klimov. S.A.Romanov, S. P. Savin, L. M. Zeleny ELF plasma waves associated with plasma Jets near Earth magnetopause as observed by prognoz-8 Physica Script», v. 37, p. 623-631 , 1988a.

39. Gal ее v. A. A. , B. E.Gribov. T. Gombosi . К. I. Gr i ngauz, S. I.Klimov, P.Oberz, A. P.Remizov, W. Rledler, R. Z. Sagdeev, S. P. Savin, A. Yu. Sokolov, V.D.Shapiro, V. I. Ktievchenko, K.Szego,

M. I. Verigin. Ye. G. Eroshenko. Position and structure of the comet Halley bow shock: Vega-1 and Vega-2 measurements. Geophys. Res. Lett., v. 13, No. 8, p. 841-844, 1086a.

40. Galeev, A. A. K.I. Gri ngauz , S. Klimov. A. P. Remlzov, R. Z. Sagdeev, S. P. Savin. A. Yu. Sokolov, M. I.Verlgin. K. Szego. Critical ionization velocity effects in the inner coma of comet Halley: measurements by Vega-3. Geophys. Res. Lett. , v. 13, No. 8,- p. 845-848. 1986b.

41. Gal eev. A. A, K. I. Grl ngauz , S.Klimov. A.P.Remizov, R. 2. Sagdeev, S. P. Savin, A. Yu. Sokolov, M.I.Verlgln, K. Szego, M. Tatral 1 yay, R.Grard, Ye. G. Yeroshenko, M. J. Mogllevsky. W. Riedler, K. Schwingenschuh. Physical processes in the vicinity of the cometopause interpreted on the basis of plasma, magnetic field and plasma wave datd measured on board the Vega-2 spacecraft. Symposium on the Diversity and Similarity of Comets, ESA SP-278, p. 83-87. 1087.

42. Grard, r. , A.Pedersen, S.Klimov. S.Savin. A.SValsky, J. G. Trotlgnon, C. Kennel , First measurements of plasma waves near Mars. Nature, v. 341 , N0.6243, p. 607-609, 1989b.

43. Grard, R. , C.Nairn, A.Pedersen, S.Klimov, S.Savin, A.Skalsky, J. G. Trotignon. Plasma and waves around Mars. Planet. Space Sci. , v. 39, No. 1/2, p. 89-08, 1991.

44. Grlgoryan, O. R. , S. N.Kuznetsov, S.I.Klimov. Preci pi tatl ng particles and electric fields in the polar ionosphere. Space Research XVI - Academie-Ver 1 ag, Berlin, p. 543-550. 1976.

45. Klimov,S. I. Low-frequency modes of plasma oscillations on a bow shock. In: Proceedings of the International Conference on Collisionless Shocks. Balatonfured, Hungary, 1-7 June. 1987., Edited by K. Szego, p. 42-49, 1987.

46. Klimov,S. I Energetics of ULF/ELF plasma waves in the solar wind and outer Earth's magnetosphere. Proceedlgs of the 26th ESLAB Symposium-Study of the Solar-Terrestrial System, held Killarney, Ireland, 16-16 June 1092, ESA SP-346. p. 65-100, 1992.

47. Klimov,S. , S.Savin, Ya. Aleksevlch, G. Avanesova, V. Balebanov, M.Ballkhin, A.Galeev, B.Gribov. N. Nozdrachev; V.Smlrnov,

A. Sokolov, O.Vaisberg, P.Oberzc, Z.Krawczyk, S. Grzedziel ski , J. juchniewi.cz, K.Novak, D. Orlowski , B. Parf 1 anovl ch.

. D.Wozryak. Z Zbyszynskl. Ya.Voita, P.Triska.

Extremely-low-frequency plasma waves in the environment of comet Halley. Nature, v. 3?1 , No. 6067, p. £92-293. 1886a.

48. Kl imov, S. , 'A. Galeev, M Nozdrachev, R.Sagdeev. S.Savin, V.Shapiro, A.Sokolov. D Orlovski. Fine structure of the near-cometary bow shork from plasma wave measurements CAPV-N eyrerlmenls). Proceedings 20th ESLAB Symposium on the Exploration of Halley's Comet, Heidelberg, 27-31 October, ESA SP-K50, v.III, p.255-258, 1986b.

49 Kl i mov, S. I. S. A Romanov, M. N. Nozdrachev. S.Tavin, A.Sokolov, L. M.Zeleny, J Blecky, K. Kossacki , P. Ober z, B. Popi elawska, J. Buchner, B. Nikut.ow-.kv. Comparative study of plasma wave activity in the plasma sheet boundary and near Earth plasma sheet. Adv. Space Pes , v. 6, No. 1 , p. 153-158, 1086c.

BO.Klimov.S. , M.Ballkhlr,, M. Nozdrachev, S. Savin, V. Smirnov, P.Oberz, D. Orlowski, Z Krawczyk. Cometary dust distribution from APV-N data Proceedings 20th ESLAB Symposium on the Exploration of Halley's Comet, Heidelberg, 27-31 October, ESA SP-250. v.III, p. Sil-Si 3. 1906d.

51.Kllmov.S. , S Savin. M. Nozdrachev, N.Nikolaea, M. Mogi levsky.

x A. Petrukovich, S Romanov, A.Skalsky, j.Blecki, J. Juchniewlcz,

J.Büchner, B( Nikutovski , H.Lehmann, E.Amata, L. Wool 1 i scrof t, V. Korepanov. P.Triska. J.VoJta, J.Hanasz. Role of the Interb&ll small scale investigations in the GGS Program., 26th ESLAB Symposium Study of the Solar-Terrestrial System, ESA SP-340. p.283-299, 1992a

52. Klimov.S. I. , Yu. V. Lisakov, A.A.Skalsky, D.Klinge, S. P Savin. H.-U. Austfcr, J. Juchniewlcz, A B. Izmaylov. In-flight monitoring of the electromagnetic conditions on Phobos-1 ard -2 spacecraft with the PWS sind FGMM Instruments. Proceedings of the 3rd ESA European Workshop on electromagnetic compatibility and computational electromagnetic-"., Pisa, citalyi, 28-28 October, p 127-134. 1903b.

53. Krasnosel 'skikh. V. V, M. A. Bai ikhln. HS.Alleyene. S.I.Klimo«,

W. A. C. Mler-Jedrzeji^wlcz . A. K. Pardaens, A. Petrukovlch,

D. J. Southwood, T. VI nogrndov» and L. J. C. Wool 11 scrof t. On the nature of low frequency turbulence in the foot of strong quasi-perpendicular shocks. Adv. Space Res. , vol.11. No. 9, p. COil8-C9318. ISOla.

54. Krasnosel'ski kh, V. V, A. M. Natanson, A. E. Reznl kov, A. Schokotuv, S. I.Klimov, A. E. Kruglyi and L. J. C. Wooll iscrof t. Current measurements in space plasmas and the problem of separating between spatial and temporal variations in the field of a plane electromagnetic wave. Adv. Space Res., vol.11. No. 9, p. CS537-C9D40, lQSlb.

53. Rakov, M, A. , V. E. Korepanov, V. I.Rakov, S. I.Klimov. Preliminary results of INTERKOSMOS 10 observations of auroral lone electric field fluctuations. Space Research XVI, Berlin, p. S51-5S3, 1976b.

SO. Romanov, S. A, S. I.Klimov, P. Mironenko. Experimental derivation of ELF waves dispersion relations and evidence of wave coupling in the Earth's bow shock foot region from the results of the "Prognoz 10" satellite. Adv. space Res. , v. 11 , No. Q, p. 10-34, 16S1.

57.Savin,S, G. Avanesova, M.Balihln, S.Klimov, A.Sokolov. P.Oberz. D.Orlovskl, Z. Krawczyk. ELF waves In the plasma regions near the comet. Proceedings 20th ESLAB Symposium on the \ Exploration of Halley's Comet, Heidelberg, 27-31 October, ESA SP-250, v. III. p. 433-430. 1986.

Savin, S. , G. Avanesova, M.Ballkhln, D. Wozriisk, P.Wronowski, S.Klimov, Z. Krawczyk, M.Nozdrachev, D. Or lowski, A. Sokol ov, J. Juchni ewl cz. Comparative study of the low-frequency waves near comet P/Hal ley during the Vega-1 and Vega-2 flybys. Aslron. Astrophys. , v.1(57, p. 80-93, 1097.

59. Trotignon. J. G. , M.Hamelin, R.Grard, A.Pedersen, S.Klimov, S.Savin, A.Skalsky, C.Kennel. A comparison between the Earth's and Mars' bow shocks detected by PHOBOS Plasma Wave System. Planet. Space Sci . , v. 33, No.1/2, p. 99-112, 1P91 .

60.Turin,U.S. S.I.Klimov, V. V. Lisakov, A. B. I zmai 1 ov, V.Shirokov. A?pecs of equipment EMC in the international space projects.

Proceeding of International Wroclaw Symposium ori Electromagnetic Compatibility. EMC 92, p. 333-336, 1002. 61. Turing. S. , E. A. Mikh»ilova, S.I.Kllmov. Y. V. Lissakov, A. B. Izmailov, R. Marram». Simulation of electromagnetic environments on board the MARS-94 spacecraft. Proceedings of the 3rd ESA European Workshop on electromagnetic compatibility and computational electromagnetics. Pisa, CltalyJ, 26-28 October, p. 00-02. 1993.

62. Vaisberg, O. , S.Klimov, G. Zastenker, M.Nozdratchev, A.Sokolov, V.Smlrnov, S. Savin, L. Avanov. Relaxation of plasma at the shock front. Adv Spaco Res., v. 4, No. 2-3, p. 265-273, 1984b.

s

?

VENUS елятн МАЯЗ JUPITER SATURN

Рис.

2

I

Рис. 3. Пример построения двсперсионпых кривых в системах отсчета КЛ я плазмы по результатам панвреиий флуктуаций магпптпого поля в

плотности тока в подпожии ударной волны № 2 о — спектральное распределение для Вх; б - то те для /,; « - дисперси-оаиая кривая в системе координат КА; » — дясперсвопван кривая в системе координат плазмы. (На последней в отдельных топках укаяпны также вначеявя частоты в системе отсчета 1СЛ)