WWW.DISS.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА
(Авторефераты, диссертации, методички, учебные программы, монографии)

 

Динамика релятивистских электронов в магнитосфере земли: роль волновых процессов в ускорении и воздействие на космические аппараты

На правах рукописи

РОМАНОВА Наталья Вячеславовна

ДИНАМИКА РЕЛЯТИВИСТСКИХ ЭЛЕКТРОНОВ В МАГНИТОСФЕРЕ

ЗЕМЛИ: РОЛЬ ВОЛНОВЫХ ПРОЦЕССОВ В УСКОРЕНИИ И

ВОЗДЕЙСТВИЕ НА КОСМИЧЕСКИЕ АППАРАТЫ

Специальность 25.00.10 – геофизика,

геофизические методы поисков полезных ископаемых

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Москва - 2011

Работа выполнена в Учреждении Российской академии наук Институте физики Земли им.

О.Ю. Шмидта РАН доктор физико-математических наук

Научный руководитель:

Пилипенко Вячеслав Анатольевич Учреждение Российской академии наук Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта доктор физико-математических наук, профессор

Официальные оппоненты:

Антонова Елизавета Евгеньевна Научно-исследовательский институт ядерной физики им. Д.В. Скобельцына, МГУ им. М.В. Ломоносова доктор физико-математических наук Шалимов Сергей Львович Учреждение Российской академии наук Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта Учреждение Российской академии наук

Ведущая организация:

Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн им. Н.В. Пушкова

Защита диссертации состоится « » октября 2011 г. в 1100 часов на заседании диссертационного совета Д 002.001.01 в Учреждении Российской академии наук Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта по адресу: 123995, Москва, Д-242, Б. Грузинская ул., 10, конференц-зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Учреждения Российской академии наук Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта

Автореферат разослан «…» сентября 2011 г.

Ученый секретарь Диссертационного совета, кандидат физико-математических наук Пилипенко О. В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы Работа посвящена исследованию динамики потоков электронов с энергией 104-107 эВ, регистрируемых в магнитосфере Земли, в зависимости от параметров, характеризующих состояние магнитного поля Земли, межпланетного магнитного поля (ММП), солнечного ветра (СВ) и оценке влияния потоков этих частиц на функционирование геостационарных космических аппаратов (КА).

Магнитосфера Земли является внешней геофизической оболочкой нашей планеты и находится под постоянным воздействием процессов, происходящих в межпланетном пространстве, передавая это воздействие на внутренние оболочки – ионосферу и атмосферу.

Наличие у Земли магнитного поля приводит к захвату энергичных частиц и образованию радиационных поясов.

Внешний радиационный пояс Земли является динамичным образованием - интенсивность потоков высокоэнергичных электронов (105-107 эВ) может резко возрастать и спадать во время магнитных бурь на 1-3 порядка. Механизмы ускорения магнитосферных электронов до релятивистских энергий пока не выяснены, и задача их выявления является одной из самых актуальных в геофизике. Актуальность задачи описания комплекса факторов, приводящих к возрастанию потоков релятивистских электронов, определяется тем, что эти частицы представляют серьезную опасность для функционирования КА, в связи с чем их называют «электроны-убийцы» (killer-electrons).

В бесстолкновительной магнитосферной плазме ускорение частиц преимущественно связано с взаимодействием волн и частиц. Из всех электромагнитных излучений в околоземной среде наибольшей мощностью обладают ультранизкочастотные (УНЧ) волны диапазона Рс5: 1-10 мГц. Статистические исследования роли УНЧ процессов в магнитосфере сдерживались отсутствием простого параметра, характеризующего общий уровень УНЧ турбулентности в околоземной среде. Для этой цели в Институте физики Земли РАН был предложен волновой ULF-индекс (ULF - Ultra Low Frequency по международной терминологии), характеризующий глобальный уровень волновой активности магнитного поля Земли. Оценка возможности применения этого индекса в различных задачах геофизики, в том числе в задачах, связанных с ускорением электронов в магнитосфере, до сих пор не проводилась. С использованием этого индекса в данной работе проводится оценка связи волновой активности геомагнитного поля с вариациями потоков релятивистских электронов, и оценивается возможность реализации в магнитосфере механизма, при котором ускорение электронов происходит из-за их взаимодействия с УНЧ волнами при различных условиях, сложившихся в системе солнечный ветер - магнитосфера.

Из-за неполноты физических моделей и отсутствия общепринятого сценария ускорения магнитосферных электронов до релятивистских энергий более эффективным решением задачи прогноза вариаций потоков электронов являются эмпирические модели, использующие параметры, вариации которых вносят больший вклад в вероятность возрастания потоков. Несмотря на большое число предложенных моделей, до сих пор не существует модели, удовлетворительно предсказывающей появление экстремальных потоков релятивистских электронов с временным разрешением, представляющим практический интерес. Создание такой модели позволит прогнозировать рост потоков релятивистках электронов в области геостационарной орбиты с целью защитить функционирующие КА.

Также актуальной является задача сбора и систематизации достоверных данных о нарушениях, регистрируемых в бортовой аппаратуре КА. Выявление факторов космического окружения, ответственных за нарушения в работе геостационарных КА, в частности - потоков электронов и протонов различной энергии, является одной из задач диссертации.

Цели работы:

- Изучение динамики потоков электронов с энергией от десятков кэВ до первых МэВ во внешнем радиационном поясе Земли, статистическая оценка связи возрастаний потоков с параметрами, определяющими состояние магнитосферы и солнечного ветра, определение возможных физических механизмов ускорения электронов до релятивистской энергии.

- Создание эмпирической модели, предсказывающей экстремальные возрастания потоков релятивистских электронов в области геостационарной орбиты.

- Анализ влияния потоков электронов и протонов с энергией 104-107 эВ на функционирование работы бортовой аппаратуры высокоорбитальных КА.

В процессе исследования решались следующие задачи:

- Изучение свойств новых геофизических ULF-индексов, статистическая оценка связи характеризующими состояние околоземной среды.

- Анализ связи вариаций потоков релятивистских электронов на расстояниях от 3RE до 6. - радиус Земли) с волновой активностью магнитосферы в диапазоне Pc5, RE (где RE геомагнитной и авроральной активностью и параметрами солнечного ветра по данным геостационарных спутников серий LANL и GOES и российского низковысотного спутника КОРОНАС-Ф.

- Сравнительный анализ характера возрастаний потоков электронов с 104-107 эВ на расстояниях от 3RE до 6.6 RE, вызванных высокоскоростными потоками солнечного ветра из корональных дыр или приходом к орбите Земли выбросов корональных масс.

- Построение эмпирической модели для предсказания экстремальных возрастаний потоков электронов, выбор оптимальных входных параметров и оценка их вклада в результат.

- Изучение связи отказов в работе бортовой аппаратуры геостационарных КА с потоками электронов и протонов с энергиями от 102 до 107 эВ с использованием базы данных по аварийным ситуациям на КА, зарегистрированных в период 1986-1996 гг.

Научная новизна Впервые предложен интегральный волновой ULF-индекс, который лучше, чем любой из существовавших ранее параметров космической погоды, характеризует возрастание потоков релятивистских электронов на геостационарной орбите.

Разработана новая эмпирическая модель для предсказания роста потоков релятивистских электронов в области геостационарной орбиты с эффективностью предсказания ~80% и временным разрешением 6 часов.

Впервые статистически подтверждено, что помимо электронов релятивистской энергии негативное влияние на геостационарные КА оказывают электроны с энергией от десятков до сотен кэВ.

Впервые показано и статистически обосновано, что элементы КА подвержены негативному влиянию протонов средней энергии (от 50 кэВ до 3 МэВ) в большей степени, чем протонов с энергией от 10 МэВ, как считалось ранее.

Положения, выносимые на защиту:

Длительное увеличение волновой активности магнитосферы в диапазоне Pc5, возрастания потоков релятивистских электронов в магнитосфере на расстояниях от 4RE до 6.6RE.

Необходимым условием для роста потоков дрейфовых оболочках L = 4 - 6.6 является инжекция в магнитосферу электронов с энергией около 100 кэВ во время суббурь.

Интегральный волновой ULF-индекс, предложенный в данной работе, лучше, чем любой из существовавших ранее параметров космической погоды, характеризует вариации потоков релятивистских электронов в области геостационарной орбиты.

Эмпирическая модель для предсказания роста потоков релятивистских электронов в области геостационарной орбиты, использующая в качестве входных параметров индексы волновой и авроральной активности и скорость солнечного ветра, дает возможность предсказать рост потоков с эффективностью 80% и горизонтом предсказания 6 часов.

Помимо потоков электронов релятивистской энергии, негативное влияние на элементы КА оказывают потоки электронов с энергией от десятков до сотен кэВ. Протоны сравнительно небольшой энергии (от 50 кэВ до 3 МэВ) представляют большую опасность для функционирования КА, чем потоки протонов с энергией от 10 МэВ и выше.

Научная и практическая ценность Показано, что вариации потоков релятивистских электронов связаны с волновой активностью магнитосферы в диапазоне Pc5, причем характер этой зависимости в процессе ускорения электронов зависит от структур солнечного ветра, взаимодействующих с магнитосферой, и от дрейфовой оболочки. Показано, что интенсивность магнитной бури и даже ее наличие не связаны с возрастанием потоков релятивистских электронов.

продемонстрировали, что они являются важными для задач космической геофизики параметрами, характеризующими глобальную волновую активность магнитосферы в УНЧ диапазоне.

Построенная эмпирическая модель способна за несколько часов предсказывать возрастания потоков релятивистских электронов в области геостационарной орбиты, что позволит защитить функционирующие КА.

Показано, что наряду с релятивистскими электронами и высокоэнергичными протонами опасность для функционирования КА представляют электроны с меньшей энергией (50кэВ) и протоны сравнительно небольшой энергии (50 кэВ – 3 МэВ).

Личный вклад автора Все результаты, изложенные в диссертации, получены автором самостоятельно. Автором был поставлен ряд задач по исследованию особенностей связи вариаций потоков релятивистских электронов с условиями в СВ и магнитосфере. Автором скомпилирована база данных об отказах на КА и авариях при запусках ракетоносителей за большой период времени, самостоятельно подобраны и проанализированы необходимые данные наземных и спутниковых измерений. Создан комплекс интерактивных и пригодных для широкого использования программ в пакете Matlab для проведения статистического исследования и построения регрессионных моделей.

Достоверность результатов, представленных в диссертации, подтверждается тем, что они получены на большом статистическом материале, с использованием физически и математически обоснованных методов. Полученные в работе закономерности находятся в качественном согласии с результатами исследований в мировой геофизике.

Апробация работы Результаты, вошедшие в диссертацию, были представлены автором на ряде научных энергетика», 10-я межд. науч.-техн. конф. студентов и аспирантов, Москва, МЭИ (2004);

Байкальская молодежная научная школа по фундаментальной физике, Иркутск (2003, 2004);

Научная ассамблея COSPAR (2004, 2006); Международная конференция по физике солнечно-земных связей, Иркутск (2004); Международные семинары «Physics of Auroral Phenomenon», Апатиты (2005, 2007, 2008); Международная конференция «Problems of Geocosmos», Санкт-Петербург (2004, 2006); Научная ассамблея IAGA (2005, 2009);

Всероссийская ежегодная конференция «Солнечная и солнечно-земная физика», СанктПетербург, ГАО РАН (2007, 2008); European Planetary Science Congress, Berlin (2006);

International Symposium on Recent Observations and Simulations of the Sun-Earth System, Varna (2006); International School of Space Science «Turbulence and Waves in Space Plasmas», l'Aquila (2007); European Space Weather Week, Brussels (2007); Inner Magnetosphere Coupling workshop, Helsinki (2008); Конференция молодых учёных и аспирантов ИФЗ РАН, Москва (2009).

Результаты работы также обсуждались на расширенных научных семинарах в ИФЗ РАН, ИКИ РАН, НИФ им. Фока (Санкт-Петербург), ГАО РАН (Санкт-Петербург), Лаборатории Физики Высоких Энергий ОИЯИ (Дубна), Belgian Institute for Space Aeronomy (Brussels), Cyclotron faculty Louvain-la-Neuve University (Belgium).

Публикации Основные результаты диссертации опубликованы в 17 статьях в российских и зарубежных журналах, из них 9 - в рецензируемых изданиях из списка ВАК, 2 - в рецензируемых журналах, 6 - в сборниках и в трудах конференций.

Структура и объем диссертации Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы и приложения. Диссертация изложена на 145 страницах, содержит 6 таблиц и 59 рисунков.

Во введении обосновывается актуальность темы диссертации, формулируются цель и задачи исследований, приводятся положения, выносимые на защиту; отмечаются практическая ценность работы и личный вклад автора, приводится список научных работ и мероприятий, где были представлены результаты диссертации.

Глава 1. Релятивистские электроны в магнитосфере земли и влияние космической радиации на функционирование КА (обзор) В главе 1 представлен обзор, отражающий сегодняшнее состояние проблемы ускорения магнитосферных электронов до релятивистской энергии, отмечен ряд нерешенных вопросов, рассматривается современное состояние проблемы негативного влияния факторов космического окружения на функционирование КА.

В разделе 1.1 рассмотрены основные гипотезы о физических механизмах ускорения электронов, дано представление о механизмах ускорения электронов при взаимодействии с волнами и приведен обзор работ, где эти механизмы сопоставляются с данными наблюдений и результатами моделирования.

Известным фактом наблюдения за вариациями потоков электронов релятивистской энергии в РПЗ является их высокая корреляция со скоростью солнечного ветра [Reeves et al., Geophys. Res. Lett., 30, 1529, 2003]. Поток СВ, обтекающий магнитосферу, не может передавать энергию электронам напрямую, и требуется промежуточный фактор, приводящий к ускорению частиц в бесстолкновительной околоземной плазме. Мощные УНЧ волны диапазона Рс5 (1-10 мГц), возбуждаемые при взаимодействии СВ с магнитосферой, и могут являться тем физическим фактором, который передаёт энергию от СВ электронам.

Ускорение электронов предположительно происходит в результате радиальной диффузии («геосинхротрон»). Для проверки этого предположения в работе используются волновые ULF-индексы, характеризующие глобальный уровень УНЧ волновой активности магнитного поля Земли и ММП.

В разделе 1.2 представлено описание ULF-индексов, характеризующих интенсивность УНЧ возмущений в диапазоне Pc5 в околоземной среде, на геостационарной орбите и на поверхности Земли.

В разделе 1.3 представлен сравнительный обзор существующих в настоящее время эмпирических моделей для предсказания вариаций потоков электронов во внешнем радиационном поясе. В практическом смысле важно обеспечить эффективное предсказание для экстремальных возрастаний (на два-три порядка) интенсивности потока релятивистских электронов. Все существующие прогностические модели имеют минимальное временное разрешение 1 сутки. Практически интересно создать такую модель, которая бы за несколько часов предсказывала сильные возрастания потоков релятивистских электронов в области геостационарной орбиты и в качестве входных параметров которой использовались бы доступные в реальном времени данные.

высокоэнергичных частиц на бортовую аппаратуру КА и приведен обзор основных факторов космического окружения, негативно влияющих на их функционирование. Такими факторами для бортовой электроники геостационарных КА признаны потоки солнечных протонов с энергией от 10 МэВ и релятивистских электронов, которые провоцируют электроразрядные явления во внутренних диэлектриках спутника. Но зачастую отказы в работе бортовой аппаратуры регистрируются на фоне низкой интенсивности потоков этих частиц, и выявление факторов, ответственных за эти отказы, представляет большой интерес.

Глава 2. Связь возрастаний потоков релятивистских электронов во внешнем радиационном поясе с параметрами магнитосферы и солнечного ветра В главе 2 исследуется связь процессов ускорения магнитосферных электронов до релятивистских энергий с волновой активностью и другими факторами, отражающими состояние солнечного ветра, межпланетного магнитного поля и магнитосферы, предсказывающая возрастания потоков релятивистских электронов в области геостационарной орбиты.

Раздел 2.1 посвящен статистическому изучению общих геофизических свойств ULFиндексов. Представлены распределения межпланетного и наземного индексов, определены значения, начиная с которых волновая активность считается повышенной. Показано, что авроральная активность, характеризуемая индексом АЕ, оказывается выше при турбулентном ММП, чем при ламинарном, при тех же средних параметрах околоземной среды.

Статистическое исследование свойств УНЧ-волн с использованием наземного индекса волновой активности ULFGR подтвердило, что волновая активность возрастает с увеличением скорости и плотности СВ, уровня возмущенности ММП и при южной ориентации вертикальной компоненты ММП. Статистический анализ большого ряда значений исследуемых величин (1992-2004) демонстрирует, что волновая активность усиливается синхронно с возрастанием давления СВ. Кросс-корреляция ULF-индекса со скоростью СВ Vsw демонстрирует, что возрастание волновой Pc5-активности магнитосферы в среднем начинается раньше на ~0.5 дня, чем увеличивается скорость СВ. Такая особенность взаимодействия свидетельствует о том, что интенсивные иррегулярные колебания плотности солнечного ветра, которые обычно предшествуют фронту высокоскоростных потоков, вносят заметный вклад в возбуждение Рс5 пульсаций.

Статистически подтвержден наблюдательный факт, что Рс5 пульсации преимущественно возбуждаются на восстановительной фазе магнитных бурь.

Таким образом, показано, что ULF-индексы являются параметрами, удобными для оценки роли УНЧ турбулентности в околоземном пространстве, которую необходимо учитывать при построении физических и эмпирических моделей магнитосферы и прогноза изменений её состояния.

В разделе 2.2 проводится сравнительный анализ возрастания потоков электронов с энергией от 50 кэВ до 1.5 МэВ в области геостационарной орбиты по данным спутников LANL во время магнитных бурь разных типов: вызванных высокоскоростными потоками СВ из корональных дыр (декабрь 1999 г.) и магнитными облаками от выброса корональных масс (апрель 2002 г.).

Хотя интенсивность магнитных бурь в декабре 1999 г. была крайне низка (Dst > -30 нТл), наблюдались возрастания на один-два порядка потоков электронов с энергиями от десятков кэВ до единиц МэВ. Сопоставление данных спутниковых детекторов частиц с параметрами СВ и геомагнитными индексами описывается следующим сценарием: после прихода к Земле высокоскоростного потока произошло усиление авроральной активности, характеризуемой индексом АЕ, и волновой активности, характеризуемой индексом ULFGR. Во время начала суббури средней интенсивности (AE ~ 400 нТл) начался рост потоков электронов с E = 50– 225 кэВ, что указывает на инжекцию этих частиц из плазменного слоя с ночной стороны магнитосферы. Потоки электронов с E > 150 кэВ достигли максимума интенсивности на 2-3й день после начала роста авроральной активности. Затем в течение ~14 часов возросла интенсивность потоков электронов с Е = 225-750 кэВ, а еще через сутки возросли на ~ порядка потоки электронов с Е > 1 МэВ. Рассмотренный пример подтверждает наличие тесной связи между возрастанием потоков электронов и волновой активностью во время воздействия на магнитосферу высокоскоростного потока СВ. Кросс-корреляционный анализ показал, что интенсивность потоков энергичных электронов (E = 50-225 кэВ) достигает максимальных значений через 12-14 часов, а потоки релятивистских электронов (Е = 0.5МэВ) - на 2-3-й день после возрастания волновой активности, выраженной ULFиндексом.

Таким образом, ускорение электронов происходит плавно, при этом первоначально возрастают потоки электронов с меньшей энергией. В целом требуется около 2-3 суток после возрастания волновой активности, чтобы электроны ускорились до релятивистских энергий.

Необходимым условием появления релятивистских электронов является инжекция «затравочных» энергичных электронов во время суббурь.

Сравнение вариаций потоков электронов с энергией от 50 кэВ до 1.5 МэВ в области геостационарной орбиты во время возрастания, связанного с приходом к Земле высокоскоростных потоков солнечного ветра, и возрастания, связанного с взаимодействием магнитосферы с ударной волной и магнитными облаками выбросов корональных масс (апрель 2002 г.), не выявило сильных отличий в характере ускорения электронов и в связи вариаций потоков с исследуемыми параметрами. Значения коэффициентов корреляции потоков электронов со скоростью солнечного ветра, индексами волновой и авроральной активности для того и другого случая практически не отличаются.

Для рассмотренных случаев возрастаний потоков релятивистских электронов в области геостационарной орбиты обнаружено различие в характере возрастания потоков электронов с энергией порядка сотен кэВ. В случае с высокоскоростным потоком момент возрастания потоков наступал тем позже, чем была больше энергия электронов, то есть ускорение происходило плавно. В случае возрастания потоков после взаимодействия магнитосферы с выбросами корональных масс потоки электронов с E = 105-750 кэВ E > 750 кэВ отставало от них примерно на сутки.

Таким образом, в области геостационарной орбиты УНЧ-волны могут вносить одинаковый вклад в ускорение электронов после взаимодействия магнитосферы как с высокоскоростными потоками солнечного ветра, так и с выбросами корональных масс.

Магнитные бури, вызванные высокоскоростными потоками СВ, несмотря на их малую интенсивность, оказываются гораздо более эффективными, чем магнитные бури большей интенсивности, вызванные магнитными облаками от выбросов корональных масс. Основная причина этого различия заключается в более высоком уровне волновой возмущенности во время магнитных бурь первого типа.

В разделе 2.3 проводится анализ пространственно-временной картины ускорения электронов в магнитосфере по данным низковысотного спутника КОРОНАС-Ф и геостационарных спутников серии LANL. Рассматриваются наиболее характерные события возрастаний электронов в 2002 г., и оценивается характер вариаций потоков электронов с E = 1.5-3.5 МэВ на дрейфовых оболочках от L = 3 до L = 6.6. Проводится статистический анализ связи потоков электронов на разных L c космофизическими параметрами (скорость СВ, волновая, авроральная, геомагнитная активность) за период в целом, который показал, что вариации потоков электронов в области меньших L (от 3 до 4) и на L > 4 существенно одновременно с ростом потоков на высоких, потери же электронов на низких L происходят гораздо медленнее, чем на высоких. Потоки электронов на L < 4 имеют заметно меньшую корреляцию со скоростью СВ, индексами волновой и авроральной активности, чем вариации потоков на L > 4.

Каждому из рассмотренных возрастаний потоков электронов предшествовал повышенный уровень волновой и авроральной активности в течение по меньшей мере суток, но не каждое из этих событий сопровождали интенсивные магнитные бури.

Проведен сравнительный анализ возрастаний потоков электронов для разных типов магнитных бурь: с 1 января по 1 марта 2002, вызванных высокоскоростными потоками СВ от корональных дыр, и с 15 апреля по 15 июня 2002, после прихода к Земле выбросов корональных масс. Оказалось, что возрастания потоков электронов, наблюдаемые после корональных выбросов, происходят практически одновременно на всех L. Возрастания же потоков после прихода к Земле высокоскоростных потоков СВ происходят медленнее, и от больших L к меньшим: от L = 6.6 к L = 4 возмущение передается в среднем за полдня.

Кросс-корреляционный анализ, проведенный для выбранных интервалов времени, показал, что задержка между возрастанием скорости СВ, авроральной и волновой активности и возрастанием потока релятивистских электронов после прихода корональных выбросов на расстояниях L = 4.0-5.5 в среднем оказывается меньше (3-4 дня), чем для возрастаний потоков электронов, произошедших после прихода к Земле высокоскоростных потоков (4-5 суток). В области геостационарной орбиты величины задержек для разных типов магнитных бурь не сильно отличаются: ~2.5 суток для всех исследуемых параметров.

Коэффициенты корреляции потоков электронов (L < 6) с исследуемыми геофизическими параметрами (Vsw, AE, ULFGR) в периоды возрастаний потоков, связанных с корональными выбросами, ниже, чем в периоды возрастаний, связанных с высокоскоростными потоками.

При этом корреляция потоков электронов с Vsw, AE, ULFGR возрастает с ростом L. В области же L > 6 различия в поведении потоков электронов после взаимодействия магнитосферы с высокоскоростными потоками и с выбросами корональных масс оказываются минимальными.

Таким образом, ускорение электронов на L=4-6 во время взаимодействия магнитосферы с высокоскоростными потоками СВ происходит в результате сравнительно медленной радиальной диффузии под действием УНЧ волн. Во время магнитных бурь, вызванных корональными массами, возможно, преобладают локальные механизмы ускорения во внутренней магнитосфере, например взаимодействие электронов с волнами ОНЧ диапазона (hiss). Быстрое начальное ускорение частиц возникает за счет бетатронного эффекта при сжатии магнитосферы ударной волной перед магнитным облаком.

электронов, регистрируемых в области геостационарной орбиты, с различными факторами космической погоды за длительные интервалы времени (от 4 до 10 лет) в 22-м и 23-м циклах солнечной активности (1992-2004).

В параграфе 2.4.1 вводится интегральный индекс волновой активности. Примеры возрастания потоков релятивистских электронов, исследованные в предыдущих разделах, продемонстрировали, что повышенная волновая активность сопровождает рост потоков релятивистских электронов до экстремальных значений в течение, по меньшей мере, 2 суток.

Это позволило предположить, что имеет место эффект накопления, то есть для эффективного ускорения электронов с энергией ~100 кэВ до энергии ~1 МэВ необходимо существование повышенной волновой активности Pc5 диапазона в течение некоторого времени, отдельные же всплески активности необязательно вносят вклад в ускорение электронов. Для проверки этого предположения был предложен кумулятивный (или интегральный) индекс волновой активности, рассчитываемый следующим образом:

где значения индекса ULFGR в момент времени t интегрируются за предшествующий моменту t период, а вес каждого предыдущего значения ULFGR определяется временным параметром.

Из рис. 1 видно, что корреляция Je с интегральным индексом (красная кривая) оказывается заметно выше (на 0.2), чем корреляция с обычным индексом ULFGR (черная кривая), и максимум её сдвинут на одни сутки, т.е. потоки электронов достигают своего максимума спустя сутки после максимального значения интегральной волновой активности (в случае с обычным индексом максимум приходится на 2-е сутки). Для сравнения на графике представлена кросс-корреляция потока электронов со скоростью CB. Видно, что по величине корреляция потоков электронов с интегральным индексом сравнима с корреляцией с VSW, только максимум приходится на день раньше. Оптимальная величина параметра варьируется от 2 до 5 суток. То есть для эффективного ускорения электронов в области геостационарной орбиты необходима повышенная волновая активность Pc диапазона в течение нескольких дней.

В параграфе 2.4.2 проводится статистический анализ связи вариаций потоков электронов, измеренных на геостационарной орбите, с основными параметрами космической погоды за большие интервалы времени. Основным каналом поступления энергичных электронов в магнитосферу является инжекция из хвоста магнитосферы во время магнитосферных суббурь, интенсивность которых характеризуется индексом АЕ. Статистический анализ связи вариаций потоков электронов разных энергий с индексом АЕ за период 1994-2003 гг.

показал, что через ~3 часа после увеличения авроральной активности возрастают потоки электронов с E = 50-75 кэВ, затем в течение первых суток – потоки с E = 75-150 кэВ, и в течение следующих двух суток возрастают потоки с E > 150 кэВ. При этом корреляция потоков электронов с авроральной активностью линейно уменьшается с ростом энергии электронов, и наибольшая корреляция с индексом АЕ у потоков электронов с E = 50-150 кэВ.

Это подтверждает гипотезу о том, что суббури обеспечивают инжекцию электронов с энергией около 100 кэВ, которые затем ускоряются до МэВ-ных энергий.

Статистический анализ скорости возрастания потоков разных энергий (от 50 кэВ до 1.5 МэВ) после увеличения волновой активности на большом интервале времени (1994гг.) подтверждает результаты, полученные для отдельных событий: увеличение интенсивности с Е = 50-150 кэВ происходит в течение ~14 часов после роста волновой активности, затем в течение следующих ~20 часов возрастают потоки электронов с E = 315кэВ, и в течение следующих 1-2 дней происходит рост потоков с E ~1 МэВ. Таким образом, при диффузионном ускорении электронов на волнах диапазона Рс5 для полного ускорения от Е~100 кэВ до МэВ-ных энергий требуется несколько суток.

регистрируемых в области геостационарной орбиты, с основными параметрами космической погоды в период спада солнечной активности (1992-1996 гг.) с использованием реконструированных среднечасовых значений интенсивности потоков релятивистских электронов со спутников серии LANL. Значения приведены к местному полуденному времени в соответствии с вероятностной моделью реконструкции электронных потоков [O’Brien et al., J. Geophys. Res., 106, 15533, 2001] для исключения суточной вариации.

Основными параметрами, с которыми у вариаций потоков электронов, измеренных на геостационарной орбите, высокая статистическая связь, являются: скорость СВ (0.63), плотность СВ (-0.58), индекс авроральной активности AE (0.35), интегральный ULF-индекс (0.63). Корреляция между рядами потоков электронов и наземным ULF-индексом равна 0.43, для геостационарного ULF-индекса она оказывается ниже (0.34). Это, по-видимому, связано с тем, что в геостационарный индекс существенный вклад вносят мелкомасштабные буревые Рс5 пульсации, которые экранируются ионосферой от наземных магнитометров и не попадают в резонанс с дрейфующими релятивистскими электронами.

Максимумы кросс-корреляционных функций сдвинуты относительно нулевого часа, т.е.

потоки электронов начинают возрастать не одновременно с изменением параметров космической погоды, а спустя некоторое время. Так, максимум интенсивности потока электронов наблюдается в среднем через 1.5-2 суток после изменения VSW, AE и ULF.

Эти результаты согласуются с концепцией о диффузионном ускорении инжектированных в магнитосферу электронов на УНЧ волнах, возбуждаемых потоками солнечного ветра.

В разделе 2.5 представлена эмпирическая модель, прогнозирующая вариации потоков электронов в области геостационарной орбиты. Для защиты функционирующих КА модель должна обеспечить эффективный прогноз за несколько дней до начала возрастания потоков частиц. Для построения модели исключительно важен вопрос о наиболее физически значимых независимых входных параметрах. Наиболее оптимальным для построения моделей в таких задачах, где входные данные тесно коррелируют между собой, и когда точно неизвестно, какие именно из входных факторов в большей степени влияют на выходной результат, представляется сравнительно новый регрессионный метод частных наименьших квадратов, называемый еще методом проекций на латентные структуры (ПЛС).

ПЛС-метод выделяет оптимальное количество латентных переменных, в пространстве которых ковариация между зависимой переменной и предикторами достигает максимального значения. Например, те геофизические факторы (предикторы), которые отвечают за вариации потоков электронов (зависимая переменная), получат в модели больший вес.

Поскольку процесс ускорения электронов занимает несколько дней, то для построения модели необходимо учитывать предысторию вариаций управляющих факторов.

Отдельно для периода возрастания, максимума и спада солнечной активности была построена модель с использованием в качестве входных параметров скорости солнечного ветра Vsw, индекса AE, волновых индексов ULFGR и ULFGEO, давления солнечного ветра Psw и индекса геомагнитной активности Kp. Последние два параметра были выбраны в качестве «дублирующих» - для проверки модели на устойчивость и сравнения их вклада в окончательный результат с весами параметров, выбранных из физических соображений. В качестве выходного (зависимого параметра) использовался поток электронов, измеренный на спутнике LANL1994-084 с E > 1.5 МэВ. Временное разрешение модели принялось равным часам, ширина окна выбиралась равной 20 точкам (120 часам). Пример сравнения измеренного и предсказанного потока для фазы роста солнечной активности показан на рис. 2.

Рис. 2. Измеренный на спутнике LANL поток электронов с E>1.5 МэВ (красная кривая) и поток, предсказанный с помощью ПЛС-модели (черная кривая) в 1998 г.

В модели, построенной для фазы роста солнечной активности среднеквадратичное отклонение RMSD = 6.19 (смсср)-1 (~10% от среднего за весь период уровня значений потоков), коэффициент корреляции между предсказанным и измеренным потоком rp = 0.64.

Модель успешно предсказывает все случаи возрастания потоков на порядок и выше, однако иногда наблюдаются случаи «ложной тревоги». Эффективность модели по количеству успешно предсказанных возрастаний потока оказывается Анализ весовых коэффициентов, с которыми каждый параметр входит в модель, показывает, что наибольший вклад вносит Vsw (32%), затем индекс AE (18%), следующим по важности выступает волновой индекс ULFGR (17%), давление солнечного ветра Psw (13%), и самые меньшие вклады у индекса Kp (10%) и геостационарного индекса волновой активности орбиты ULFGEO (10%).

Модель, построенная для фазы спада активности Солнца (2002-2004), имеет чуть меньшую эффективность предсказания, чем она была для фазы роста (~60%), несмотря на то, что коэффициент корреляции между предсказанным и измеренным потоком остается на прежнем уровне (0.6). Возрастает и среднеквадратичное отклонение, RMSD = 20 (смсср)- (~20% от среднего уровня значений потоков). Параметрами, вносящий наибольший вклад в результат, являются индексы ULFGR и AE, скорость СВ Vsw входит чуть с меньшим весом, чем в модели, построенной для фазы роста солнечной активности.

Модель, построенная при использовании тех же параметров, для фазы максимума не дает удовлетворительных результатов, коэффициент корреляции между предсказанным и измеренным потоком составляет всего 0.3, среднеквадратичное отклонение сравнимо со средним уровнем самого потока (более 50%).

В фазе максимума солнечной активности наблюдается меньшее число возрастаний потоков релятивистских электронов, чем в фазы роста и спада. Возрастания потоков электронов происходят чаще после прихода к Земле высокоскоростных потоков СВ, чем при взаимодействии с корональными выбросами, которые преобладают в максимуме солнечной активности. Как было показано, характер и механизмы ускорения частиц при взаимодействии магнитосферы с ударными волнами выбросов корональных масс отличаются от механизмов ускорения при взаимодействии с высокоскоростными потоками СВ, поэтому в модели, создаваемой для фазы максимума солнечной активности должны использоваться другие или дополнительные входные параметры. С практической точки зрения, в фазе максимума солнечной активности наибольшую опасность для КА представляют не потоки релятивистских электронов, а потоки солнечных протонов.

Анализ моделей, построенных для периодов роста и спада СА, подтверждает физические соображения о механизме ускорения электронов, изложенные в предыдущей работе:

скорость СВ является основным «драйвером», приводящим к возбуждению в магнитосфере пульсаций в диапазоне Рс5 (на фазах роста, спада и минимума СА преобладают высокоскоростные потоки СВ), индекс АЕ характеризует мощность суббурь, как благоприятных условий для инжекции электронов с энергией ~100 кэВ из плазменного слоя, а индекс волновой активности отражает реализацию в магнитосфере механизма ускорения электронов на УНЧ-волнах.

Глава 3. Связь отказов на геостационарных спутниках с факторами космического окружения Глава 3 посвящена статистическому анализу связи отказов на геостационарных КА с факторами космического окружения, в особенности с увеличением потоков энергичных и релятивистских электронов. В разделе 3.1 описана специально скомпилированная база данных об отказах на высокоорбитальных (преимущественно геостационарных) КА за период 22-го солнечного цикла (1987-1995) по материалам NOAA и NASA. Под отказами подразумеваются такие нарушения функционирования аппаратуры, которые привели к невосстанавливаемым нарушениям режима работы конкретного блока КА. Все данные по нарушениям работы КА были тщательно проанализированы, и сбои, связанные с ошибками операторов, неудачным запуском, старением оборудования и т.д., по возможности были исключены.

геостационарных КА и потоками магнитосферных и солнечных частиц. Показано, что основными факторами, ответственными за отказы на КА, являются релятивистские электроны (E > 2 МэВ) и высокоэнергичные солнечные и магнитосферные протоны (E > 1 МэВ). Так как в разные периоды солнечной активности потоки релятивистских электронов и высокоэнергичных протонов имеют разную интенсивность, то степень воздействия на КА этих частиц соответствует величине этих потоков: наибольшая корреляция потока отказов с интенсивностью потоков электронов (Е > 2 МэВ) наблюдается в фазах роста и спада солнечной активности, когда эти потоки велики, а с потоком протонов – в фазе максимума, когда потоки протонов сильно возрастают во время солнечных событий – протонных вспышек и выбросов корональных масс. Существуют моменты времени, когда один из этих факторов превалирует, и такие, когда влияние является комплексным.

Результаты корреляционного анализа, проведенного отдельно для каждого из этих периодов времени, сведены в таблицу 1.

Таблица 1. Частные коэффициенты корреляции потока отказов на геостационарных аппаратах с потоками протонов и электронов в зависимости от фазы солнечной активности электронов (Е > 2 МэВ) протонов (Е > 1 МэВ) «-» означает отсутствие статистически значимой корреляции с данным фактором В период времени с июля 1990 года по январь 1991 года поток отказов оказался высоким на фоне низких значений потоков высокоэнергичных электронов и протонов. При отсутствии значительных событий на Солнце в это время, наблюдались частые магнитные бури и суббури средней интенсивности. Было выявлено, что в эти периоды на функционирование бортовой аппаратуры воздействовали потоки электронов в диапазоне энергий от нескольких десятков до первых сотен кэВ. Во время часто повторяющихся магнитных бурь и суббурь потоки электронов с энергией 10 – 300 кэВ возрастали на один–два порядка по сравнению со значениями потоков в магнитоспокойные дни. Самая высокая корреляция (0.6) потока отказов в этот период наблюдается с потоками электронов с E = 30 – 140 кэВ, затем, с ростом энергии электронов, она уменьшается и становится статистически незначимой для потоков электронов с E > 300 кэВ. Механизм воздействия на аппаратуру ИСЗ электронов с энергий десятки-сотни кэВ, скорее всего, связан с поверхностной электризацией спутника. Опасность такого воздействия на функционирование ИСЗ обсуждалась в работах, где приводились результаты моделирования и наземных экспериментов поверхностной электризации [например, Garrett, Rev. Geophys., 19, 577, 1981] и связанных с ней электроразрядных явлений.

Была выявлена особенность связи потока отказов с потоками солнечных протонов: с увеличением энергии протонов их корреляция с потоком сбоев уменьшается. Самые высокие коэффициенты корреляции с потоком отказов на геостационарных КА у протонов с Е = 50 кэВ – 3 МэВ. Причина большей корреляции отказов с протонами сравнительно небольшой энергии может быть связана с распылением материалов элементов КА (например, солнечных батарей или изоляционных материалов) под воздействием протонов с E = 100 кэВ - 1 МэВ, для которых коэффициенты распыления имеют наибольшие значения.

Таким образом, проведенный анализ позволяет сделать вывод о том, что большую опасность для КА представляют протоны с энергией порядка первых МэВ, вопреки мнению о росте риска с увеличением энергии протонов. В Центре Околоземного Пространства США (Space Environment Center), занимающемся мониторингом и прогнозом космической погоды, за потенциально опасный для КА фактор принимается увеличение потока протонов с E > МэВ.

С использованием полной базы данных о запусках ракетоносителей, произведенных во всем мире с 1957 по 2008 г., был проведен статистический анализ зависимости аварийности от геофизических условий. Доказано, что не существует статистически значимых связей аварийности в целом с основными геофизическими факторами. Однако такие связи выявлены для отдельных космодромов: вероятность аварии на Вандерберг выше в дневное время суток; для Вандерберг, Мыс Канаверал и Плесецк установлена связь аварийности с геомагнитной активностью, но при этом велика вероятность ошибки 1-го рода.

В заключении приведены основные результаты диссертационной работы:

• Проведена апробация и показаны возможности применения новых ULF-индексов для различных задач космофизики. Показано, что индекс межпланетной волновой активности ULFIMF является дополнительной важной характеристикой степени связи в системе солнечный ветер - магнитосфера. Статистический анализ связи между интенсивностью потоков релятивистских электронов в районе геостационарной орбиты и факторами космической погоды показал, что динамика этих электронов тесно связана с УНЧ волновой активностью, что подтверждает гипотезу о том, что пульсации Pc5 диапазона играют важную роль в переносе и ускорении магнитосферных электронов. Темп роста интенсивности потоков зависит от энергии электронов: рост интенсивности электронов с E = 50-150 кэВ происходит в течение часов, а потоки электронов с E > 0.3 МэВ достигают максимума примерно на 2-е сутки после увеличения волновой активности.

• Статистический анализ связи вариаций потоков электронов с индексом АЕ в зависимости от энергии электронов за длительный период времени (1994-2003) показал, что необходимым условием возрастания потоков релятивистских электронов во внешнем радиационном поясе является инжекция электронов во время суббурь с ночной стороны.

• Интенсивность магнитной бури не характеризует степень возрастания потоков релятивистских электронов в области геостационарной орбиты. Очень слабые магнитные бури с |Dst|< 40 нТл, вызванные высокоскоростными потоками СВ, оказываются более эффективными, чем более мощные бури, вызванные выбросами корональных масс. При этом при бурях второго типа возрастания потоков релятивистских электронов быстро происходят практически одновременно на всех L, а при бурях первого типа - медленнее и от больших L к меньшим, что свидетельствует в пользу механизма радиальной диффузии на УНЧ волнах.

• По данным спутника КОРОНАС-Ф показано, что динамика потоков электронов c E = 1.5-3 МэВ в области малых L (от 3 до 4) и L > 4 существенно отличаются. Показано, что ускорение электронов на расстояниях L = 4-5.5 во время высокоскоростных потоков солнечного ветра происходит медленнее, чем после корональных выбросов массы.

• Впервые предложен кумулятивный индекс волновой активности, который лучше, чем все остальные параметры космической погоды, характеризует динамику потоков релятивистских электронов на фазе основного роста потоков, т.е. для возрастания потоков релятивистских электронов в области геостационарной орбиты необходимы не кратковременные всплески, а повышенная волновая активность Pc5 диапазона в течение нескольких дней.

• Построена эмпирическая модель для предсказания и описания интенсивности потоков релятивистских электронов в области геостационарной орбиты для разных фаз солнечного цикла, обеспечивающая эффективность предсказания для фазы роста солнечной активности ~80%, и для периода спада ~60%. Анализ внутренней структуры модели показал, что основными управляющими параметрами являются скорость солнечного ветра, интенсивность авроральных возмущений и уровень магнитосферной волновой активности.

• Проведен статистический анализ связи отказов на геостационарных КА с факторами космического окружения. Показано, что основными факторами, негативно влияющими на функционирование геостационарных КА, являются магнитосферные релятивистские электроны с E >1 МэВ и солнечные протоны (от 50 кэВ до десятков МэВ), при этом относительная важность каждого фактора зависит от фазы солнечного цикла: наибольший поток отказов, вызванный релятивистскими электронами, наблюдается в фазах роста и спада солнечной активности, а солнечными протонами – в фазе максимума. Впервые статистически подтверждено, что, помимо электронов релятивистской энергии, негативное влияние на геостационарные КА оказывают электроны с энергией от десятков до сотен кэВ.

Впервые показано, что элементы КА подвержены негативному влиянию потоков протонов средней энергии (от 50 кэВ до 3 МэВ) в большей степени, чем потоков протонов с E > МэВ, как считалось ранее.

Благодарности.

руководителю Пилипенко В.А. и талантливым коллегам и прекрасным людям: Яговой Н.В., Козыревой О.В., Клейменовой Н.Г., Чугуновой О.М. за неоценимую помощь на интересном и непростом пути научного познания. Особую благодарность хотелось бы выразить Мягковой И.В. (НИИЯФ МГУ), Макаренко Н.Г. (ГАО РАН), Н. Кросби (BIRA), Балдину А.А. (ОИЯИ) за плодотворное обсуждение материалов диссертации, позволившее выбрать оптимальные методы для проведения исследования. Автор также признателен за годы совместной работы Романову А.Н., Лузанову В.А., Рожанскому И.В., Гляделову В.В., а также всем, кто помогал как в практической обработке результатов, так и в их теоретическом анализе.

1. Романова Н.В., Пилипенко В.А., Ягова Н.В., Белов А.В. Статистическая связь частоты сбоев на геостационарных спутниках с потоками энергичных электронов и протонов // Космические исследования. Т. 43. № 3. С. 186–193. 2005.

2. Пилипенко В.А., Романова Н.В. Воздействие космической погоды на работу космических аппаратов // Геофизические исследования. № 2. C. 71–82. 2005.

3. Pilipenko V., Yagova N., Romanova N., Allen J. Statistical relationships between the satellite anomalies at geostationary orbits and high-energy particles // Advances in Space Research.

V. 37. № 6. P. 1192–1205. 2006.

4. Kozyreva O., Pilipenko V., Engebretson M. J., Yumoto K., Watermann J., Romanova N. In search of a new ULF wave index: Comparison of Pc5 power with dynamics of geostationary relativistic electrons // Planetary and Space Science. V. 55. № 6. P. 755–769. 2007.

5. Crosby N., Bothmer V., Facius R., Griemeier J., Moussas X., Panasyuk M., Romanova N., Withers P. Interplanetary space weather and its Planetary Connection // Space Weather. V. 6.

S01003, doi:10.1029/2007SW000361. 2008.

6. Romanova N., Pilipenko V. ULF wave indices to characterize the solar windmagnetosophere interaction and relativistic electron dynamics // Acta Geophysica. V. 57. № 1. P.

158–170. 2008.

7. Ягова Н. В., Романова Н. В., Барат А. А., Манухин В. В., Гладышев В. А. Космическая погода и космические аппараты // Вестник МЭИ. № 4. C. 78–82. 2009.

8. Романова Н.В., Чиженков В.А., Пилипенко В.А. Возможная связь аварий при запусках космических аппаратов с космодрома Плесецк с высокоширотными геомагнитными возмущениями // Геомагнетизм и Аэрономия. Т. 49. № 1. C. 111–116. 2009.

9. Каримова Л. М., Круглун О. А., Макаренко Н. Г., Романова Н. В. Степенной закон распределения в статистике отказов в работе бортовой аппаратуры космических аппаратов // Космические исследования. Т. 49. № 4. C. 1–6. 2011.

10. Romanova N., Pilipenko V., Crosby N., Khabarova O. ULF wave index and its possible applications in space physics // Bulgarian Journal of Physics. V. 34. P. 136–148. 2007.

11. Pilipenko V., Romanova N., Yumoto K. Relationships between satellite anomalies, relativistic electrons, and ULF waves // Proc. of CAWSES Symposium, Japan. P. 213–214. 2004.

12. Пилипенко В.А., Романова Н.В., Чиженков В.А. Влияние космической погоды на спутниковые системы // Вестник РАЕН, вып.14, 93-104, 2006.

13. Romanova N., Pilipenko V., Crosby N. Role of ULF wave activity in solar windmagnetosphere interactions and magnetospheric electrons acceleration // Proc. 30-th Annual Seminar "Physics of Auroral Phenomena", Apatity. P. 111–114. 2007b.

14. Pilipenko V., Romanova N., Simms L. ULF wave power index for space weather applications // COST-724 Final Report “Developing the scientific basis for monitoring, modeling and predicting space weather”, ESA. P. 279–288. 2008.

15. Мягкова И.Н., Романова Н.В., Пилипенко В.А., Богомолов А.В., Муравьева Е.А.

Релятивистские электроны, наблюдаемые в околоземном пространстве на малых высотах и их связь с активностью Солнца // Труды конференции “Солнечная и солнечно-земная физика”. Пулково. C. 251–254. 2008.

16. Романова Н.В., Чиженков В.А., Ягова Н.В., Пилипенко В.А. Анализ связи сбоев в гелиогеофизической активностью // Труды Байкальской молодежной научной школы по фундаментальной физике, Иркутск. C. 166. 2003.

17. Романова Н. В., Пилипенко В.А., Ягова Н.В. Статистические закономерности появления сбоев на геостационарных спутниках в связи с потоками частиц в солнечном фундаментальной физике, Иркутск. С. 169. 2003.





Похожие работы:

«Шестакова Елена Сергеевна ОБУЧЕНИЕ СТУДЕНТОВ ПЕДАГОГИЧЕCКОГО ВУЗА РЕАЛИЗАЦИИ ПРИНЦИПА ИСТОРИЗМА В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ ПО ФИЗИКЕ В УСЛОВИЯХ ИНФОРМАТИЗАЦИИ СИСТЕМЫ СРЕДНЕГО ОБРАЗОВАНИЯ 13.00.02 – теория и методика обучения и воспитания (физика, уровень профессионального образования) АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук Челябинск 2010 Работа выполнена на кафедре мультимедийной дидактики и информационных технологий обучения ГОУ ВПО...»

«Носков Антон Валерьевич ЭФФЕКТЫ ДИНАМИЧЕСКОЙ ДИФРАКЦИИ В КОГЕРЕНТНОМ РЕНТГЕНОВСКОМ ИЗЛУЧЕНИИ РЕЛЯТИВИСТСКИХ ЭЛЕКТРОНОВ В КРИСТАЛЛАХ Специальность 01.04.16 – физика атомного ядра и элементарных частиц Автореферат диссертации на соискания ученой степени доктора физико-математических наук Белгород 2010 Работа выполнена в Белгородском университете потребительской кооперации Научный консультант доктор физико-математических наук, профессор Блажевич С.В. (БелГУ, г. Белгород)...»

«Куприянов Владислав Геннадьевич Квантование нелагранжевых теорий Специальность 01.04.02 – теоретическая физика Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук Томск 2007 г. Работа выполнена на кафедре квантовой теории поля физического факультета Томского государственного университета. Научные руководители: доктор физико-математических наук, профессор кафедры квантовой теории поля...»

«Лобова Галина Анатольевна ПЕРСПЕКТИВЫ ЮГОРСКОЙ ЗОНЫ НЕФТЕНАКОПЛЕНИЯ ПО КОМПЛЕКСУ ГЕОЛОГО-ГЕОФИЗИЧЕСКИХ ДАННЫХ 25.00.12 – геология, поиски и разведка горючих ископаемых; 25.00.10 – геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук Ханты-Мансийск 2009 Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Югорский государственный...»

«Хакимуллин Александр Евгеньевич РАСПРЕДЕЛЕНИЕ КРАЙНИХ ЧЛЕНОВ ВАРИАЦИОННОГО РЯДА В СХЕМЕ РАЗМЕЩЕНИЯ ЧАСТИЦ КОМПЛЕКТАМИ СЛУЧАЙНОЙ ДЛИНЫ 01.01.05 – Теория вероятностей и математическая статистика АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук Москва 2006 Работа выполнена в Московском государственном институте электроники и математики (технический университет) Научный руководитель : - доктор физико-математических наук, профессор, академик...»

«Жукова Елена Сергеевна Оптическая спектроскопия наноразмерных эффектов в электронно-коррелированных материалах 01.04.07. – физика конденсированного состояния Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук Москва – 2010 Работа выполнена в Учреждении Российской академии наук Институте общей физики им. А.М. Прохорова РАН на кафедре Московского физико-технического института (государственного университета) Физика микроволн и наноматериалов...»

«Шарафуллин Ильдус Фанисович ВЛИЯНИЕ ВНЕШНИХ ПОЛЕЙ НА ДИНАМИЧЕСКИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ В СЕГНЕТОМАГНИТНЫХ КРИСТАЛЛАХ Специальность 01.04.02 – Теоретическая физика АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук Москва - 2011 Работа выполнена на кафедре статистической радиофизики и связи Башкирского государственного университета Научный руководитель : доктор физико-математических наук, профессор М.Х. Харрасов Официальные оппоненты : доктор...»

«КАМАЛОВА Дина Илевна ИК-СПЕКТРОСКОПИЧЕСКИЙ МЕТОД КОНФОРМАЦИОННЫХ ЗОНДОВ В ИЗУЧЕНИИ ЛОКАЛЬНОЙ ДИНАМИКИ ПОЛИМЕРОВ Специальность: 01.04.05 - Оптика АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук Казань – 2006 Работа выполнена на кафедре оптики и нанофотоники Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования Казанский государственный университет им. В.И.Ульянова-Ленина Официальные оппоненты : доктор...»

«ВАСИН Андрей Васильевич МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ОТРЫВНЫХ ТЕЧЕНИЙ И ИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ НА ГИДРОТЕХНИЧЕСКИЕ СООРУЖЕНИЯ Специальность 05.13.18 – Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук САНКТ–ПЕТЕРБУРГ 2013 Работа выполнена в ФГБОУ ВПО Государственный университет морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова Научный консультант : доктор технических наук, профессор...»

«Беденко Сергей Владимирович ВКЛАД (,n)–РЕАКЦИИ В ИНТЕНСИВНОСТЬ НЕЙТРОННОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ОБЛУЧЁННОГО КЕРАМИЧЕСКОГО ЯДЕРНОГО ТОПЛИВА Специальность 01.04.01 – Приборы и методы экспериментальной физики АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук ТОМСК 2010 Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Национальный исследовательский Томский политехнический университет. профессор, доктор...»

«Соколов Игорь Михайлович Когерентные и корреляционные эффекты при взаимодействии света с неравновесными многоатомными системами. специальность 01.04.02 - теоретическая физика АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук Санкт-Петербург 2004 Работа выполнена на кафедре Теоретическая физика в ГОУ ВПО СанктПетербургский государственный политехнический университет Научный консультант : Доктор физико-математических наук профессор, Матисов...»

«Поливникова Ольга Валентиновна УДК.621.385.7 ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ЭФФЕКТИВНЫХ МАГНЕТРОННЫХ КАТОДОВ НА ПРИНЦИПЕ ПЕРЕНОСА АКТИВНОГО ВЕЩЕСТВА ИЗ НЕЗАВИСИМОГО ИСТОЧНИКА НА ЭМИТИРУЮЩУЮ ПОВЕРХНОСТЬ ЧЕРЕЗ ВАКУУМ Специальность 05.27.02 Вакуумная и плазменная электроника АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Фрязино, 2006 г. 2 Работа выполнена на Федеральном Государственном Унитарном Предприятии Научно-производственное предприятие Исток...»

«Першикова Елена Владимировна ПРОЦЕСС ПЕРЕРАБОТКИ КУБОВЫХ ОТХОДОВ ПРОИЗВОДСТВА ХЛОРМЕТАНОВ В ХЛОРИСТЫЙ МЕТИЛ 05.17.04. Технология органических веществ АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва-2007 Работа выполнена на кафедре ТОО и НХС Российского химикотехнологического университета им.Д.И.Менделеева и в Научноисследовательском физико-химическом институте им.Л.Я.Карпова...»

«НГУЕН СУАН НГИА ДИЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ РЕЛАКСАЦИЯ НАДМОЛЕКУЛЯРНЫХ СТРУКТУР В БИОЛОГИЧЕСКИХ ЖИДКОСТЯХ НА НИЗКИХ И ИНФРАНИЗКИХ ЧАСТОТАХ Специальность — 01.04.04. Физическая электроника АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук Санкт-Петербург — 2011 Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Санкт-Петербургский государственный политехнический университет Научный руководитель :...»

«Фомина Любовь Николаевна НЕЯВНЫЙ ИТЕРАЦИОННЫЙ ПОЛИНЕЙНЫЙ РЕКУРРЕНТНЫЙ МЕТОД РЕШЕНИЯ РАЗНОСТНЫХ ЭЛЛИПТИЧЕСКИХ УРАВНЕНИЙ Специальность 05.13.18 – Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук Томск – 2010 Работа выполнена на кафедре вычислительной математики ГОУ ВПО Кемеровский государственный университет Научный руководитель : кандидат физико-математических наук Фомин...»

«Гордеев Егор Юрьевич Спектрально-кинетические и лазерные характеристики кристаллов Na0,4Y0,6F2,2, активированных редкоземельными ионами Специальность 01.04.05 – оптика АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук Казань – 2010 2 Работа выполнена на кафедре квантовой электроники и радиоспектроскопии физического факультета ФГАОУВПО Казанский (Приволжский) федеральный университет Научный руководитель : кандидат физико-математических...»

«Горенберг Аркадий Яковлевич ИССЛЕДОВАНИЕ ДЕФОРМАЦИИ И РАЗРУШЕНИЯ ПОЛИМЕРНЫХ МАТРИЦ, ВОЛОКОН И КОМПОЗИТОВ ЭЛЕКТРОННО-МИКРОСКОПИЧЕСКИМИ МЕТОДАМИ Специальность 02.00.06 – Высокомолекулярные соединения АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук Москва – 2008 www.sp-department.ru Работа выполнена в Учреждении Российской академии наук Институте химической физики им. Н.Н. Семенова РАН Научный руководитель : доктор технических наук,...»

«Шершнев Сергей Федорович РОБАСТНОЕ УПРАВЛЕНИЕ В УСЛОВИЯХ ВОЗМУЩЕНИЙ И ЗАПАЗДЫВАНИЯ 05.13.01 – системный анализ, управление и обработка информации АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук Москва – 2009          Работа выполнена на кафедре кибернетики Московского Государственного института электроники и математики (МИЭМ) Научный руководитель : доктор технических наук, профессор Афанасьев В.Н. Официальные оппоненты : доктор...»

«Попов Константин Игоревич ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИЗУЧЕНИЕ КОНФОРМАЦИЙ ГРЕБНЕОБРАЗНЫХ МАКРОМОЛЕКУЛ И ИХ САМООРГАНИЗАЦИИ НА ПОВЕРХНОСТИ 02.00.06 – Высокомолекулярные соединения АВТОРЕФЕРАТ Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук Москва – 2009 Работа выполнена на кафедре физики полимеров и кристаллов физического факультета Московского государственного университета имени М....»

«ЭНБОМ Екатерина Александровна НЕКОТОРЫЕ КРАЕВЫЕ ЗАДАЧИ ДЛЯ ВЫРОЖДАЮЩИХСЯ ГИПЕРБОЛИЧЕСКИХ УРАВНЕНИЙ ТРЕТЬЕГО ПОРЯДКА В ТРЕХМЕРНЫХ ОБЛАСТЯХ 01.01.02 -дифференциальные уравнения АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук Казань - 2003 Работа выполнена на кафедре математического анализа Самарского государственного педагогического университета. Научный руководитель : заслуженный деятель науки РФ, доктор физико-математических наук,...»














 
© 2013 www.diss.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Авторефераты, Диссертации, Монографии, Методички, учебные программы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.