NASA запускает Исследователя межзвездной границы
19 октября NASA планирует осуществить запуск космического зонда IBEX, нацеленного на изучение границы нашей Солнечной системы - гелиосферы. IBEX должен уловить энергичные частицы, рождающиеся в той зоне, где солнечный ветер, исходящий от нашего светила, сталкивается с холодным газом межзвездного пространства.
Комментарии
http://nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary/voyager.html http://nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary/voyager.html http://ulysses.jpl.nasa.gov/ http://helios.izmiran.rssi.ru/ http://helios.izmiran.rssi.ru/cosray/main.htm ГЕЛИОСФЕРА - околосолнечное пространство, в к-рой плазма солнечного ветра движется относительно Солнца со сверхзвуковой скоростью. Извне Г. ограничена бесстолкновительной ударной волной, возникающей в солнечном ветре из-за его взаимодействия с межзвёздной плазмой и межзвёздным магн. полем . Между ударной волной и контактной поверхностью , к-рая служит границей между солнечным ветром и межзвёздной средой, плазма солнечного ветра движется с дозвуковой скоростью. Расстояние границы Г. от Солнца определяется балансом динамич. давления солнечного ветра и давления межзвёздного газа и магн. поля. Т. к. Солнечная система движется относительно межзвёздной среды со скоростью 20км/с, то Г. несферична. Теоретич. оценки и косвенные экспериментальные данные показывают, что миним. расстояние ударной волны от Солнца равно 50-200 а. е., а расстояние контактной поверхности от ударной волны примерно в 2-3 раза меньше. Поскольку межзвёздный газ движется относительно Солнца со сверхзвуковой скоростью, то за контактной поверхностью находится, по-видимому, ещё одна ударная волна , у к-рой происходит торможение межзвёздной плазмы. На больших расстояниях r от Сола солнечный ветер влияет только на движение ионизованного компонента межзвёздной среды. На движение нейтральных атомов солнечная радиация и др. факторы начинают заметно влиять только на небольших рас-ниях от Сола.Солнечный ветер - непрерывный поток плазмы солнечного происхождения, распространяющийся приблизительно радиально от Солнца и заполняющий собой Солнечную систему до гелиоцентрич. расстояний ~100 а.е. С.в. образуется при газодинамич. расширении солнечной короны в межпланетное пространство. При высоких темп-рах, к-рые существуют в солнечной короне давление вышележащих слоев не может уравновесить газовое давление вещества короны, и корона расширяется. Впервые это(свидетельства существования постоянного потока плазмы от Солнца получены ) было получено в 1950г: по анализу сил, действующих на плазменные хвосты комет. В 1957 г. Ю. Паркер (США), анализируя условия равновесия вещества короны, показал, что корона не может находится в условиях гидростатич. равновесия, как это раньше предполагалось, а должна расширятся, и это расширение при имеющихся граничных условиях должно приводить к разгону коронального вещества до сверхзвуковых скоростей.
Солнечный ветер зарождается в верхних слоях атмосферы Солнца, и его основные параметры определяются соответствующими параметрами солнечной атмосферы.Но ,вот связь между физическими характеристиками солнечного ветра вблизи орбиты Земли и физическими явлениями в атмосфере Солнца оказывается чрезвычайно сложной и, кроме того, меняется в зависимости от уровня солнечной активности и конкретной ситуации на Соле,а это значит, что наблюдаемый вблизи орбиты Земли солнечный ветер состоит из трех в первом приближении независимых компонент:1)Постоянно сущ.поток солнечной плазмы, заполняющий все межпланетное пространство вплоть до границ гелиосферы( собственно Сол. ветер или стационарный( спокойный?).2) квазистационарные высокоскоростные потоки солнечной плазмы.3) спорадические высокоскоростные потоки - относительно кратковременные, чрезвычайно неоднородные и сложные по структуре образования Спокойный солнечный ветер Согласно современным представлениям, энергия в недрах Солнца вырабатывается в ходе процессов ядерного синтеза: 1H + 1H ---> 2D + e+ + у + 1,43 MeV, 2D + 1H --> 3He + ню + 5,5 MeV, 3He + 3He---> 4He + 1H + 1H +13 MeV,там e+ обозначает позитрон,ню -нейтрино, а у --квант. В результате перечисленных процессов 1г водорода перейдёт в ~1г гелия.....Сол. является источником солнечных космических лучей (СКЛ). СКЛ – это заряженные частицы, ускоренные во вспышечных процессах на Солнце до энергий, во много раз превышающих тепловые энергии частиц на его поверхности. Что же это такое?Ну во время роста Сол. активности в активных областях на поверхности Сола, там где сосредоточено много пятен и имеется сложная конфигурация фотосферных магнитных полей, неожиданно возникает яркое свечение в оптическом диапазоне спектра. Примерно в это же время наблюдается увеличение радиоизлучения Солнца и очень часто появление рентгеновского и гамма-излучений, сопровождающих выброс коронального вещества в виде потока ускоренных заряженных частиц. В настоящее время полагают, что основным источником энергии солнечной вспышки является энергия аннигиляции солнечного магнитного поля в активной области и образование нейтрального токового слоя. Заряженные частицы СКЛ, ускоренные в солнечной вспышке, выбрасываются в межпланетное пространство и затем распространяются в нем. Распространение СКЛ в межпланетной среде определяется условиями,к-рые существовали в ней до вспышки. Если условия были спокойными, то есть скорость солнечного ветра не слишком отличалась от средней и магнитное поле не испытывало существенных флуктуаций, то СКЛ будут распространяться в соответствии с законом диффузии, причем диффузия вдоль магнитных силовых линий будет определяющей. Если при вспышке на Соле генерирована мощная ударная волна, то частицы ускоряются на фронте волны при ее распространении в короне Сола и в межпланетной среде.Ну на орбите Земли СКЛ наблюдаются в трёх случаях , когда магнитная силовая линия, пересекающая место вспышки, проходит через Землю. Статистический анализ числа зарегистрированных событий СКЛ с энергиями более нескольких сотен мегаэлектронвольт показывает, что наиболее часто регистрируются СКЛ, к-рые были ускорены во вспышках,не давно доказали, что ускорение частиц может происходить на фронте ударной волны вблизи Сола. Таким образом, ускоренные частицы могут регистрироваться также и вдали от линии соединения вспышки и наблюдателя. Довольно часто вспышки СКЛ происходят во время форбуш-понижений. Поток заряженных частиц, ускоренных во вспышках на Соле, огромен и представляет угрозу всему живому. Магнитное поле и атмосфера спасают Землю от этой чудовищной радиации. Космические лучи в магнитосфере и атмосфере Земли КЛ, прежде чем достигнуть поверхности Земли, должны пройти земное магнитное поле (магнитосферу) и земную атмосферу. Магнитное поле Земли имеет сложную структуру. Внутренняя область магнитосферы с размерами в несколько радиусов Земли имеет дипольную структуру. На стороне Земли, обращенной к Солу солнечный ветер и земное магнитное поле в результате взаимодействия образуют стоячую ударную волну. На этом расстоянии солнечный ветер обтекает магнитное поле, размыкая часть силовых линий на передней (освещенной) границе магнитного поля Земли, и переносит их на ночную сторону Земли, образуя хвост магнитосферы. Хвост магнитосферы, состоящий из разомкнутых силовых линий, простирается на расстояние в несколько сотен радиусов Земли. КЛ, попадая в геомагнитосферу, движутся в ней сложным образом, так как на любую заряженную частицу в магнитном поле действует сила Лоренца, равная F=(q/c)[vЧB], где q – заряд частицы, c – скорость света в вакууме, v – скорость частицы, а B – индукция магнитного поля. Зная F, можно определить траекторию частицы из уравнения m(dv/dt)=(q/c)[vЧB], где m – масса частицы. Так как B сложным образом зависит от координат точки наблюдения, то вычисление траектории движения частицы в магнитном поле Земли немыслимо без компов.и соответствующего программного обеспечения .В магнитном поле движение частицы определяется ее магнитной жесткостью R=pc/q, где p – импульс частицы. Частицы, обладающие одинаковой жесткостью R, будут двигаться в одном и том же поле одинаково. Расчеты показали, что частица попадет в данную точку магнитосферы, если ее магнитная жесткость будет превосходить некоторую минимальную величину, называемую жесткостью геомагнитного обрезания Rmin. Частицы, имеющие R<Rmin, попасть в данную точку магнитосферы под данным углом не могут. Обычно величина R выражается в мега- или в гигавольтах: МВ или ГВ. В полярные районы геомагнитосферы, в районы магнитных полюсов проникают частицы с очень малыми значениями R.Но по мере продвижения к геомагнитному экватору величина Rmin существенно увеличивается и достигает значений ~15 ГВ. Таким образом, если измерять поток КЛ, двигаясь от полюса к экватору, то его величина будет постепенно уменьшаться, так как магнитное поле Земли будет препятствовать их проникновению. Это явление получило название широтного хода КЛ. Обнаружение широтного хода КЛ послужило доказательством того, что КЛ являются заряженными частицами.У геомагнитосферы пропускать в данную точку КЛ с жесткостью лишь выше Rmin используется для наблюдений КЛ в различных диапазонах энергий. После запусков после запусков первых искусственных спутников Земли в 1958 году американцем Дж. Ван Алленом и русскими учёными Верновым и Чудаковым были открыты внутренний и внешний радиационные пояса Земли. Радиационные пояса являются магнитными ловушками для заряженных частиц. Если частица попадает внутрь такой ловушки, то она захватывается и живет в ней довольно долго. Поэтому в радиационных поясах потоки захваченных частиц огромны по сравнению с потоками вне поясов.
в линках "Радиационные пояса Земли"и "Естественные архивы солнечной активности и термоядерной истории Сол."
http://astronet.ru/db/msg/1171214 http://nature.web.ru/db/msg.html?mid=1168269&s= http://astronet.ru/db/msg/1171271 http://astronet.ru/db/msg/1179694 ( а в последнем линке Сол.) Солнечные космические лучи, богатые изотопом 3He.А Сол. активностью называют обычно различные яв-ния, происходящие в атмосфере Сола.Их физ. х-ки значительно изменяются со вр. и связаны с физ. хар-ками соответствующих областей солнечной атмосферы.Часто , когда говорят о Сол. активности , прежде всего имеют в виду солнечные пятна, это по-своему справедливо , так как среди явлений солнечной активности трудно найти более сложное и непонятное образование, чем солнечное пятно. Солнечные пятна имеют размеры от тысячи до десятков тысяч километров и представляют собой относительно холодные места фотосферы Солнца. Температура их почти на 2тыс ° ниже температуры окружающей среды. Пятна имеют тарелкообразную форму с дном на глубине 700-1000 км. Солнечные пятна обладают сильным магнитным полем (2000-3000 Гс, иногда даже 5000 Гс). Такое поле в состоянии уменьшить или даже подавить конвективный перенос энергии в подфотосферных слоях, тем самым создавая дефицит выходящей лучистой энергии. Поэтому и считается, что виновником низкой температуры солнечных пятен является именно магнитное поле, не позволяющее переносить энергию из более низких слоев в более высокие. Группы солнечных пятен появляются не по всему диску Солнца, а только в так называемых королевских зонах, расположенных примерно до 40о по обе стороны от солнечного экватора. Группы солнечных пятен вблизи края видимого диска Солнца всегда наблюдаются на уровне фотосферы в окружении светлых волокнистых образований, называемых фотосферными факелами. Это крайне неоднородные образования, которые характеризуются широким диапазоном изменения яркости, температуры, скорости движения вещества, напряженности поля в разных местах. Размеры их весьма внушительны - от десятков до сотен тысяч километров. Они существуют от нескольких дней до нескольких месяцев. Развитие факельных площадок начинается с увеличения их яркости и компактности. Площадь факельных площадок постепенно увеличивается. После исчезновения пятен они становятся более рыхлыми и менее контрастными, но размер их растет. Затем площадь их начинает уменьшаться, и факельная площадь теряется в окружающей среде. Иногда в факельных площадках, наблюдаемых в линии водорода Н , внезапно происходит значительное увеличение яркости в отдельных местах, чаще вблизи солнечных пятен. Это одна из особенностей самого впечатляющего явления активности Солнца - солнечной вспышки,к-рую легче всего наблюдать.Энергия большой вспышки достигает~10(33)эрг.. Подавляющее большинство солнечных вспышек происходит в районах групп солнечных пятен со сложным строением магнитного поля. Одним из ярких проявлений солнечных вспышек является ускорение частиц до высоких энергий в верхней части атмосферы Сола. СКЛрегистрируются у Земли в виде внезапных резких повышений интенсивности космических лучей на фоне галактических космических лучей. Полученный из наблюдений верхний предел энергии СКЛ составляет около 200 ГэВ. Основную долю СКЛ составляют протоны, имеются также ядра гелия и тяжелых элементов. Обнаружен уникальный класс вспышек - вспышки, богатые изотопом 3He. Установленное на опыте аномальное обогащение солнечных космических лучей редким изотопом 3He - очень интересное явление....СКЛ -это космические лучи низких энергий (сравнительно низких энергий)до 10(10)эВ
http://www.jaxa.jp/press/2005/09/20050913_yohkoh_e.html http://ulysses.jpl.nasa.gov/science/mission_primary.html http://www.ari.uni-heidelberg.de/ http://www.astronomy.ohio-state.edu/~ryden/ast162_1/notes2.html
Это просто ассоциируется с Сол.
http://www.jet.efda.org/ http://rsd.gsfc.nasa.gov/rsd/images/yohkoh.html http://rsd.gsfc.nasa.gov/rsd/images/yohkoh_l.jpg http://www.iaea.or.at/inis/ws/d1/r133.html Ну вообщем Сол. вызывает анологию с термоядерным синтезом;-)). Fusion power is power generated by nuclear fusion reactions. In this kind of reaction, two light atomic nuclei fuse together to form a heavier nucleus and in doing so, release energy. JET, the Joint European Torus, is the largest nuclear fusion experimental reactor yet built.Типы реакций:Ясно, что смесь двух изотопов водорода, дейтерия и трития, требует менее всего энергии для реакции синтеза по сравнению с энергией, выделяемой во время реакции. Однако, хотя смесь дейтерия и трития (D-T) является предметом большинства исследований синтеза, она в любом случае не является единственным видом потенциального горючего. Другие смеси могут быть проще в производстве; их реакция может быть надежнее контролироваться, или, что более важно, продуцировать меньше нейтронов.Особенно были бы интересны безнейтронные реакции, т.к. это позволило бы избежать загрязнение материалов и конструкции реактора.Самая легко осуществимая реакция — дейтерий + тритий: Реакция дейтерий + тритий (Топливо D-T) : 2H + 3H = 4He + n при энергетическом выходе 17,5 МэВ Такая реакция наиболее легко осуществима с точки зрения современных технологий.Но более сложной ( почти по грани возможностей) осуществить реакцию дейтерий + гелий-3: Реакция дейтерий + гелий-3: 2H + 3He = 4He + p. при энергетическом выходе 18 МэВ .Гелий 3 яв-ся ещё и редким.Монотоплио D-D:они идут немного труднее реакции с участием гелия-3: 2H + 2H = 3H + p. D+D-->p+N+4MeV,D + D -->T + p при энергетическом выходе 4 МэВ. иD+D--->3 He + n при энергетическом выходе 3,3 МэВ, и D+D--->n+(3)He+3.2MeV. В следствии в доп. к реакции в DD- плазме происходят : р+Т-->(4)He+y+20МэВ,D+Т--->n+(4)Не+17,5 МэВ,D+Не(3)--->р+(4)Не+18МэВ иТ+Т--->2n+4He+ 11 МэВ.Эти реакции медленно протекают параллельно с реакцией дейтерий + гелий-3, а оброзовашиеся в ходе них тритий и гелий-3 с большой вероятностью немедленно реагируют с дейтерием.Для получения энергии на основе УТС,надо соблюсти три условия1)это высокая тем-ра.2) в реакции должно учавствовать много частиц - выход энергии растёт , как квадрат плотности.Надо также "позаботиться" о том, чтоб удерживать горячую плазму, потому, что при увеличении тем-ры давление тоже будет увеличиваться. 3) это условие выходит из второго; время удержания плазмы должно быть достаточным, чтоб выделенная энергия в результате реакции была больше затрат на нагрев и удержание плазмы(Соблюдение критерия Лоусона: n tau>10(14)cm(-3)*c,где — плотность высокотемпературной плазмы,a тау- время удержания плазмы в системе. ).........Есть интересная статья Г. Воронова"Укрощение плазмы"( Ярмарка идей "Вокруг Света"-10, в этом же номере хорошо про спутники написано). Можно написать побольше по-своему, но зачем? Речь идёт об исследовании гелиосферы, а не УТС.Анологии опасны, с одной стороны могут помочь разобраться, с др. могут запутать;-))
Анонимные комментарии не принимаются.
Войти | Зарегистрироваться | Войти через:
Комментарии от анонимных пользователей не принимаются
Войти | Зарегистрироваться | Войти через: