ученицы 6 «А» класса средней школы имени В. М. Комарова Темеровой Светланы (стр. 3 из 3)

Магнитосфера. Магнитосфера - примыкающая к Земле область космического пространства, в которой преобладающую роль играет магнитное поле планеты. Магнитное поле Земли неоднородно. На обращенной к Солнцу стороне оно сжато потоком электрически заряженных частиц, который непрерывно движется от Солнца (солнечный ветер); при этом возникает головная ударная волна, которая нарушает структуру магнитного поля, делая его похожим на длинный вытянутый шлейф. Граница между межпланетным космическим пространством и магнитосферой называется магнитопаузой. Как видно из рисунка, на обращенной к Солнцу стороне расстояние магнитопаузы до поверхности Земли составляет около 10 земных радиусов R^E(60 000 км), в остальных направлениях это расстояние значительно больше. Внутри магнитосфера представляет собой сложную систему магнитных полей, которые изменяются в зависимости от расстояния до Земли и степени солнечной активности. Первым научным спутником, предназначенным для исследования магнитных полей и космических частиц с геостационарной орбиты, был «ГЕОС-1» (показан на рисунке), разработанный ЕСРО. Ближе к Земле находится имеющая форму пончика область космического пространства с заряженными частицами (протонами и электронами), захваченными магнитным полем. Эта область называется радиационным поясом Земли, который был обнаружен с помощью первого американского искусственного спутника «Эксплорер-1».

Советские AMС «Луна-1 и -3» и американская АМС «Пионер-4», направленные к Луне в 1959 г., обнаружили другое неожиданное явление - солнечный ветер. Несмотря на то что норвежский ученый Олаф Биркелэнд в 1896 г. высказал предположение о существовании солнечных корпускулярных лучей, порождающих северное полярное сияние, величина и проникающая способность этих частиц вызвали удивление. Вследствие вращения Солнца и необычайной активности процессов на его поверхности оттуда по спирали вылетают в космическое пространство частицы со средними скоростями 300 - 550 км/с. Этот идущий от Солнца поток буквально сдувает магнитное поле Земли, придавая ему каплеобразную форму, аналогично тому как это происходит с газовыми компонентами комет, когда они приближаются к Солнцу. АМС «Пионер-10 и -11» выявили аналогичное нарушение сильного магнитного поля Юпитера, в то время как космический аппарат «Маринер-10» обнаружил, что интенсивный солнечный ветер пробивает дыру в плотной облачной структуре Венеры. Поскольку плотность энергии собственного магнитного поля Солнца значительно меньше плотности энергии солнечного ветра, магнитное поле Солнца уносится потоками солнечного ветра в космическое пространство и, пронизывая его, взаимодействует с геомагнитным полем. Уменьшение потока космического излучения из Галактики в периоды высокой солнечной активности обусловлено эффектом «зонтика», когда межпланетное магнитное поле «раздувается» и отклоняет эти частицы высокой энергии. Эксперименты показали, что магнитное поле Солнца само искажается, поскольку вся Солнечная система движется сквозь межзвездную среду со скоростью около 20 км/с. Ожидается, что АМС «Пионер-10 и -11», которые находятся соответственно один на траектории полета за пределы Солнечной системы, другой на траектории пролета мимо Сатурна, выйдут из магнитной гелиосферы где-то за пределами орбиты Плутона, и тогда окажется возможным измерить полный поток галактического космического излучения, не искаженного влиянием Солнечной системы.

Вверху. Момент бурной солнечной активности, зарегистрированный спектрогелиографом, установленным на борту орбитальной солнечной обсерватории «ОСО-7». Белым цветом обозначены места максимальной солнечной активности, желтым и красным - области меньшей активности.

Полеты АМС к Солнцу.

Исследование Солнца - важнейшая научная задача, решению которой были посвящены запуски большинства первых спутников Земли и автоматических межпланетных станций. В период между ноябрем 1963 г. и октябрем 1973 г. в США было запущено десять АМС для проведения детального исследования Солнца в течение всего одиннадцатилетнего солнечного цикла и для предупреждения опасного воздействия возможной солнечной вспышки на астронавтов космических кораблей «Аполлон» и орбитальной космической станции «Скайлэб». Первая такая АМС обнаружила, что межпланетное магнитное поле имеет гораздо более сложную форму, чем предполагалось ранее, и фактически состоит из нескольких секторов с противоположной полярностью. Продолжительные исследования, проведенные на околоземной орбите и в межпланетном космическом пространстве, показали, что при пересечении границей такого сектора магнитосферы Земли возрастают геомагнитная активность и интенсивность полярных сияний.

АМС «Пионер-4» «Пионер-9» (1959-1968 гг.) с околосолнечных орбит передавали по радио на Землю важнейшую информацию о структуре Солнца и о взаимодействии солнечного ветра с магнитосферой Земли. Полученная с борта АМС «Пионер-5» информация позволила обнаружить связь между активностью солнечных вспышек и напряженностью межпланетного магнитного поля, показав, что эта активность может нанести вред космонавтам, не защищенным геомагнитным полем. С помощью АМС в ближнем космосе, АМС «Пионер» и «Маринер», исследующих области космического пространства между Меркурием и Сатурном, а также множества других международных обсерваторий, совершающих полеты между Марсом и Солнцем, наши представления о межпланетном магнитном поле и его влиянии на околоземное пространство и людей стремительно расширились, хотя и сейчас остается много невыясненного.