Ученые кафедры физики Земли Санкт-Петербургского государственного университета, сотрудничающие с Харбинским политехническим университетом (КНР), выиграли трехлетний грант Российского научного фонда (РНФ) и Государственного фонда естественных наук Китая (NSFC) для моделирования так называемого магнитного пересоединения – процесса, понимание которого важно для планирования полетов на Марс.
По оценкам специалистов, полет на Марс может занять около года, для чего потребуется космический корабль, выдерживающий соответствующую нагрузку. Чтобы это стало возможно, требуется подробно изучить влияние космической радиации на конструкции будущего корабля и человека. Для этого, в частности, надо исследовать процесс магнитного пересоединения, в котором «создаются» заряженные частицы (протоны и электроны) особенно высоких энергий.
Целью строящегося в Харбине центра космического ускорительного центра (SESRI, Space Environment Simulation Research Infrastructure) станет изучение внешней космической среды, которая наполнена частицами высоких энергий, опасных для человека. Во время совместной работы над проектом "Магнитное пересоединение в космической и лабораторной плазме: компьютерные симуляции и эмпирическое моделирование" китайские ученые создадут искусственную магнитосферу в огромной вакуумной цилиндрической камере размерами 6 метров в диаметре и 10 метров в длину. Это позволит разместить внутри несколько десятков датчиков для измерения магнитного поля, на основе которых физики СПбГУ смогут смоделировать происходящие в камере процессы магнитного пересоединения и генерацию ускоренных частиц.
«Наш специалист, доцент кафедры физики Земли СПбГУ Николай Алексеевич Цыганенко ранее разработал семейство моделей земной магнитосферы - она признана по всему миру и стала результатом большой кропотливой работы с данными, которые в течение многих лет собирали ученые разных стран с многочисленных космических аппаратов, запущенных в околоземное космическое пространство. В этом проекте работа будет проходить подобным образом — методы, отточенные во время моделирования земной магнитосферы, будут применены к данным, полученным на харбинской установке», — отметил заведующий кафедрой физики Земли СПбГУ Владимир Семенов.
Кроме этого, совместная работа по гранту включает в себя численное моделирование и расчет всех процессов, происходящих в магнитосфере. Планируется описать, что в процессе магнитного пересоединения произойдет с магнитным полем и плазмой, состоящей из миллиардов протонов и электронов. Работу предполагается проводить вместе с созданной в рамках мегагранта правительства РФ Лабораторией исследований озонового слоя и верхней атмосферы СПбГУ, которая разрабатывает объединенную модель «атмосфера-магнитосфера-ионосфера».
Явление магнитного пересоединения также считается ответственным за полярные сияния, солнечные вспышки и многие другие взрывообразные явления в космосе. Поэтому, помимо помощи в организации длительных полетов в открытом космосе, изучение искусственной магнитосферы может помочь лучше понимать особенности влияния солнечной активности на магнитное поле Земли, на космическую погоду и, следовательно, на работоспособность спутников в околоземном пространстве, а также на функционирование линий электропередач в Арктике и здоровье людей, добавили в СПбГУ.
Источник: РИА Новости