В Інституті ядерної фізики Московського університету два роки успішно працює Центр космічного моніторингу, що надає користувачам інформацію про поточний стан навколоземного простору - космічної погоди.

В космічній сфері Науково-дослідний інститут ядерної фізики МДУ спеціалізується на дослідженні і аналізі радіаційної обстановки в ближньому космосі, яка визначається потоками енергійних протонів і електронів, які надходили на Землю від Сонця. Ці потоки впливають на стан магнітосфери Землі, викликають зміни магнітного поля і магнітні бурі, надають руйнівний вплив на апаратуру і людей, що знаходяться на орбіті.

Зображення Сонця, отримане космічним апаратом SDO (NASA) на довжині хвилі 193 Å. Корональні діри виділені білою лінією.

Моніторинг потоків енергійних заряджених частинок в реальному часі за даними супутників «Електро-Л1» і «Метеор-М1». Зелена і синя лінії показують потоки сонячних космічних променів і варіації субрелятівістскіх і релятивістських електронів зовнішнього радіа

Гідрометеорологічний геостаціонарній супутник «Електро-Л1». Запущено в 2011 р Радіус орбіти ~ 32000 км.

Гідрометеорологічний супутник «Метеор-М1». Запущено в 2009 р Радіус орбіти 832 км км.

Керівник центру Центру космічного моніторингу НИИЯФ МГУ доктор фізико-математичних наук Володимир Калегаев.

<

>

Зрослі потоки енергійних частинок після спалахів на Сонці можуть призвести до порушень в роботі супутникових електронних систем. Ці частинки проходять крізь обшивку космічних апаратів і руйнують внутрішню структуру електронних мікросхем. Сучасні технології створення мікроелектроніки з одного боку роблять обладнання мініатюрним і компактним, а з іншого - більш вразливим до впливу енергійних частинок. При аналізі можливого впливу важливо знати положення космічного апарату і структуру магнітосферного магнітного поля, яка залежить від рівня геомагнітної обуреності.

Мета системи космічної погоди НИИЯФ МГУ - попередити про зміни радіаційної обстановки, які можуть статися в зв'язку з сонячної або з геомагнітної активністю, про можливість виникнення потенційно небезпечних для космічної техніки явищ. Для цього в інституті було розроблено безліч наукових приладів для російських космічних місій, створені моделі космічної радіації і вивчається її вплив на різні матеріали. Для своєї роботи Центр використовує дані космічних експериментів, які проводяться на вітчизняних космічних апаратах, і дані з сайтів, на яких зберігаються результати вимірювань на різних зарубіжних супутниках.

Однак прогнозувати зростання рівня космічної радіації дуже складно навіть після реєстрації спалаху на Сонці, тому що випущені при цьому протони можуть прийти до Землі приблизно через півгодини, а можуть і піти в сторону, не зачепивши Землю. Тому спостерігати за змінами потоків частинок необхідно безперервно, як кажуть вчені, в моніторинговому режимі, отримуючи дані в режимі реального часу.

Зрозуміло, миттєво ці дані на Землі доступними не стають. Адже їх ще потрібно отримати, обробити, в тому числі і з використанням наявних моделей. Залежно від типу орбіти і можливостей передавальної системи апарату, від якості наземної системи обробки даних затримка становить від декількох хвилин до декількох годин. Такі затримки допустимі при аналізі радіаційних умов у космічному просторі.
В даний час Центр отримує інформацію від двох вітчизняних супутників, де стоять прилади НИИЯФ МГУ: геостационарного супутника «Електро-Л1» і низькоорбітального супутника «Метеор-М1». Ці два супутники призначені для реєстрації потоків електронів і протонів в магнітосфері Землі, вони дають нам основну інформацію про радіаційний стан космічної середовища.

Для максимально повного аналізу космічної погоди використовуються дані з зарубіжних супутників. Дані про потоках заряджених частинок надходять з геостационарного супутника GOES (США). Дуже велике значення для систем космічної погоди має супутник ACE (NASA), що відслідковує параметри сонячного вітру в околиці точки Лагранжа L1 на відстані близько півтора мільйонів кілометрів від Землі. Тут тяжіння Сонця і Землі однаково, тому супутник може постійно перебувати в цій області. Перебуваючи значно ближче до Сонця, ніж інші супутники, він передає інформацію про параметри плазми приблизно на одну годину раніше, ніж потоки вимірюваного сонячного вітру досягнуть Землі, що дає основу для прогнозування.

Джерелом змін умов в навколоземному просторі є Сонце. Супутник SDO (NASA) передає зображення Сонця, отримані в різних частотних діапазонах. Вони дозволяють судити про процеси, які можуть надати критичний вплив на умови в навколоземному просторі. Спостереження в ультрафіолетовій частотної області дають зображення Сонця з темними і світлими структурами. Темні структури - корональні діри , Де народжується високошвидкісний сонячний вітер . Світлі - активні області, які можуть привести до спалахову процесу на Сонце, до народження енергійних частинок, до викиду корональної маси і, можливо, наступної магнітної бурі в магнітосфері Землі.

Центр космічного моніторингу НИИЯФ МГУ спочатку створювався для зберігання інформації космічних експериментів в базі даних. Потім в 2007 році був створений сайт , Який дозволяє користувачам вільно отримувати як архівні дані, так і надходять в центр дані в реальному режимі часу, а також аналіз і прогноз окремих факторів космічного середовища.

З 2012 року запрацював Центр аналізу космічної погоди НИИЯФ МГУ, який в автоматичному режимі завантажує дані вітчизняних і зарубіжних супутників. Потім отримані дані аналізуються за допомогою операційних моделей поширення сонячного вітру, геомагнітної активності, радіаційної обстановки. Результатом стає сукупність даних про поточний стан навколоземного простору - космічної погоди, які публікуються на сайті .

У перспективі планується обладнати зал з моніторами для оперативного відображення поточного стану космічної середовища, аналогічний наявним в потужних центрах космічної погоди НОАА (Боулдер) і НАСА (Гринбелт) в США. Співробітники цих центрів мають можливість в режимі реального часу спостерігати за всією сукупністю інформації і давати власні висновки про стан космічної середовища. Чи не все можна сформулювати у вигляді алгоритмів, що реалізуються комп'ютерними програмами, є ще якесь інтуїтивне наукове розуміння. Фахівці, які займаються цими питаннями, можуть побачити більше того, що можна внести в програму. Тому такі реальні спостереження і аналіз даних фахівцями в реальному часі дуже важливі.

за матеріалами НИИЯФ МГУ