Земля постоянно подвергается ударам заряженных частиц, испускаемых Солнцем, которые имеют достаточную мощность, чтобы сделать жизнь на Земле практически невозможной. Мы выживаем, потому что магнитное поле Земли захватывает и отклоняет эти частицы, не позволяя подавляющему большинству из них когда-либо достичь поверхности планеты. Захваченные частицы прыгают туда-сюда между Северным и Южным полюсами по сложным, постоянно меняющимся схемам, на которые также влияют не менее сложные и меняющиеся электрические поля. Мы получаем удовольствие от вида этих частиц, когда полосы, в которых они движутся (радиационные пояса Ван Аллена), погружаются в нашу атмосферу около полюсов, создавая северное (и южное) сияние. Однако выбросы этих частиц могут повредить спутники и чувствительное оборудование на земле.
Поэтому крайне важно разобраться в хитросплетениях радиационных поясов. На данный момент НАСА запустило спутники-близнецы для изучения поясов Ван Аллена, однако их орбиты позволяют им исследовать только экваториальные области. Это ограничивает нашу способность понимать потоки частиц и не позволяет предсказывать их воздействие на все спутники.
Чтобы также исследовать регионы, расположенные дальше от экватора, Институт космических и астронавтических наук, подразделение Японского агентства аэрокосмических исследований, запустил спутник Arase в 2016 году. Японская исследовательская группа из Канадзавского университета оборудовала спутник Спутник Arase с несколькими различными датчиками (так называемый эксперимент с плазменными волнами) для исследования электрического поля и плазменных волн во внутренней магнитосфере Земли. Теперь они собрали свой первый набор данных со своих датчиков, которые недавно опубликовали в журнале Springer Earth, Planets and Space.
Arase состоит в основном из детекторов электрического и магнитного поля, охватывающих широкий частотный диапазон; он также может измерять плазму/частицы в широком диапазоне энергий. Для повышения эффективности бортовой компьютер изучает корреляции между полями и частицами, прежде чем отправить на Землю только самую важную информацию.
Оборудование Plasma Wave Experiment прошло первоначальные проверки и успешно собрало высококачественные данные. Было получено огромное количество данных о всплесках волн, и вскоре мы должны узнать намного больше о механизмах взаимодействия волн и частиц, происходящих в внутренней магнитосферы, чем раньше. Еще одна сильная сторона нашего проекта заключается в том, что мы также можем сравнивать спутниковые данные с данными, собранными одновременно на земле. Мы ожидаем, что эти сравнения значительно расширят наше понимание этой области науки», - говорит первый автор Йошия Касахара.
Понимание того, как электроны и другие частицы выбрасываются из магнитосферы на нашу планету, может стать ключом к предсказанию таких всплесков и защите от них.