вернёмся в библиотеку?

«Земля и Вселенная» 2002 №6, с. 11-22




Астрономия, космонавтика



Спутник "Коронас-Ф" наблюдает
Солнце вблизи максимума активности


В.Д. КУЗНЕЦОВ,
доктор физико-математических наук
первый заместитель директора ИЗМИРАН

В последнее время в мировой науке и практике заметно возросло значение исследований Солнца и солнечно-земных связей. Эти исследования ведутся как наземными, так и космическими средствами наблюдений. Наибольшие успехи достигнуты благодаря космическим научным спутникам (Земля и Вселенная, 2000, № 2). Многие виды наблюдений, например в рентгеновском и ультрафиолетовом диапазонах спектра, возможны только из космоса, и этим определяется значимость космических исследований в физике Солнца и солнечно-земной физике. Ученые все больше узнают о влиянии факторов "космической погоды" на геосреду и различные сферы человеческой деятельности, в связи с этим возрастает практическое значение исследований в данной области. Многие фундаментальные научные проблемы физики Солнца, звезд и плазменной астрофизики предстоит решить, наблюдая Солнце.

Солнечные источники "космической погоды" являются основными. Они довольно часто нарушают "спокойствие" на Земле и в околоземном космическом пространстве. Достаточно сказать, что в течение 11-летнего цикла солнечной активности на Солнце происходит около 37 тыс. вспышек (по данным за 22-й цикл солнечной активности, 1986-96 гг.). В максимуме солнечного цикла в среднем происходит вспышка за 1-2 ч, в минимуме — 1-2 вспышки в день. Другие мощные проявления солнечной активности — выбросы коронального вещества — происходят в среднем 5-10 раз в день в максимуме цикла, и только небольшая их часть распространяется в направлении Земли и вызывает геомагнитные бури (Земля и Вселенная, 1993, № 4). За солнечный цикл на Земле под действием различных солнечных источников (выбросы коронального вещества, вспышки и связанные с ними ударные волны, высокоскоростные потоки солнечного ветра и т.д.) происходит около 500 магнитных бурь, которые влияют на состояние здоровья людей и могут приводить к опасным, а в ряде случаев и катастрофическим воздействиям на технические системы. Достаточно упомянуть известное событие в марте 1989 г., когда на 9 часов штат Квебек (Канада) был обесточен из-за наведенных в линиях электропередач индукционных токов и отклонения защитных реле. Во время магнитных бурь в подводных трансатлантических кабелях связи наблюдаются сбои из-за необычно высоких значений напряжения, спутники на низких орбитах изменяют параметры полета вследствие "разбухания" ионосферы и изменения лобового сопротивления, сильные ионосферные возмущения нарушают радиосвязь и работу навигационных систем, наведенные токи, разрушая антикоррозийную защиту в протяженных трубопроводах, уменьшают срок их эксплуатации и наносят ощутимый экономический ущерб. Эти примеры свидетельствуют о глобальности воздействия солнечной активности на Землю и необходимости ее контроля в интересах устойчивого функционирования различных технических систем и народного хозяйства в целом. В настоящее время Солнце находится вблизи максимума 11-летнего цикла активности, который был достигнут в апреле 2000 г. Высокий уровень активности продлится в течение 2-3 лет (Земля и Вселенная, 2001, № 2, а также см. статью В.Н. Ишкова в этом номере на с. 23). Максимум 24-го солнечного цикла ожидается в 2010-13 гг.

НАУЧНАЯ ПРОГРАММА "КОРОНАС-Ф"

Для исследования Солнца и солнечно-земных связей на разных фазах 11-летнего солнечного цикла в Институте земного магнетизма ионосферы и распространения радиоволн РАН (ИЗМИРАН) разработана и успешно осуществляется международная программа "КОРОНАС" (Комплексные Орбитальные Околоземные Наблюдения Активности Солнца). В рамках этой программы первый научный спутник, "Коронас-И" (запущен в 1994 г.), наблюдал Солнце вблизи минимума его активности. Второй спутник, "Коронас-Ф", запущенный 31 июля 2001 г. с космодрома Плесецк при помощи ракеты-носителя "Циклон-3", исследует солнечную активность вблизи максимума текущего 23-го цикла.

Орбита ИСЗ "Коронас-Ф" (высота 500.9 х 548.5 км, наклонение 82.49°, период обращения 94.859 мин) обеспечивает повторяющиеся периоды непрерывных наблюдений за Солнцем длительностью около 20 сут, что особенно важно для патрулирования солнечных явлений и вспышек, регистрации глобальных колебаний Солнца.

Спутник "Коронас-Ф", пристыкованный к ракете "Циклон-3", перед запуском на космодроме Плесецк. Фото ИЗМИРАН.




Научный космический аппарат "Коронас-Ф"перед запуском при проверке его бортовых систем и аппаратуры. Фото ИЗМИРАН.


Основные научные задачи проекта "Коронас-Ф" — наблюдение глобальных колебаний Солнца, изучение сейсмологии его недр и внутреннего строения, комплексное исследование мощных динамических процессов активного Солнца (активные области, вспышки, выбросы плазмы) в широком диапазоне длин волн от оптики до гамма, изучение солнечных космических лучей, ускоренных во время активных явлений на Солнце, условий их выхода, распространения в межпланетном магнитном поле и воздействия на магнитосферу Земли.

Спутник "Коронас-Ф", оснащенный 16 научными приборами и системой сбора информации успешно работает на орбите, получает и передает на Землю ценные данные о солнечной активности и ее проявлениях в околоземном космическом пространстве. По своему составу и характеристикам комплекс научной аппаратуры КА "Коронас-Ф" уникален. Он регистрирует солнечные излучения и солнечные космические лучи в широком диапазоне энергий, обеспечивая комплектность исследований Солнца и солнечно-земных связей. Хорошая стабилизация спутника позволяет получать высокое пространственное разрешение наблюдений и важную для исследований локализацию активных явлений на Солнце в диапазоне излучений от ультрафиолета до рентгена.

ГЛОБАЛЬНЫЕ КОЛЕБАНИЯ СОЛНЦА И ЕГО ВНУТРЕННЕЕ СТРОЕНИЕ

Наблюдаемая активность Солнца является отражением процессов, происходящих в его глубинных слоях. В ядре Солнца бушуют термоядерные реакции, выделяемая энергия которых переносится к внешним слоям, порождая сложную структуру и динамику этих слоев — конвективную зону, фотосферу, хромосферу, корону и солнечный ветер. Взаимодействие вращения Солнца с конвекцией приводит к дифференциальному характеру вращения среды в конвективной зоне (нетвердотельному вращению с зависимостью угловой скорости вращения от глубины и широты) и определяет сложную картину регенерации магнитного поля, которая, в свою очередь, вызывает образование на поверхности Солнца активных областей и связанных с ними вспышек, выбросов, корональных дыр. Изучение внутреннего строения Солнца является ключевым моментом для понимания природы солнечной активности. Важны такие характеристики внутренних слоев Солнца, как распределение по глубине плотности и температуры, зависимость угловой скорости от радиуса и широты, глубина конвективной зоны.

Приборы научного спутника "Коронас-Ф"

ПриборНазначениеОрганизация-разработчик прибораНаучные руководители эксперимента
Гелиосейсмология
Многоканальный фотометр ДИФОСГелиосейсмологический мониторингИЗМИРАНВ.Н. Ораевский
Построение монохроматических изображений с высоким угловым разрешением
Солнечный рентгеновский телескоп СРТ-КИсследование пространственной структуры и динамики верхней атмосферы Солнца по узкополосным XUV-изображениямФИАНИ.И. Собельман, И.А. Житник
Рентгеновский спектрогелиограф РЕС-КДиагностика горячей плазмы солнечной атмосферы по изображениям в спектральных линиях Х— и XUV-диапазоновФИАНИ.И. Собельман, И.А. Житник
Спектрофотометр ДИОГЕНЕССИсследование рентгеновского излучения активных областей и вспышек на СолнцеЦКИ ПАН*Я. Сильвестр
Измерение потоков и поляризации электромагнитного излучения (от УФ до у-излучения)
Рентгеновский спектрометр РЕСИКИсследование рентгеновского излучения Солнца с высоким спектральным разрешениемЦКИ ПАН*Я. Сильвестр
Солнечный спектрополяриметр СПР-НИсследование поляризации рентгеновского излучения солнечных вспышекФИАН, НИИЯФИ.И. Собельман, И.П. Тиндо, С.И. Свертилов
Вспышечный спектрометр ИРИСИсследование вспышечной активности Солнца в рентгеновском диапазоне спектраФТИГ.Е. Кочаров
Гамма-спектрометр ГЕЛИКОНИсследование вспышечной активности Солнца в рентгеновских и гамма-лучахФТИЕ.П. Мазец
Рентгеновский спектрометр РПС-1Исследование рентгеновского излучения солнечных вспышек и их предвестниковИКИ РАН, МИФИВ.М. Панков, Ю.Д. Котов
Амплитудно-временной спектрометр ABCИсследование рентгеновского и гамма-излучения солнечных вспышекМИФИЮ.Д. Котов
Солнечный ультрафиолетовый радиометр СУФР-Сп-КИсследование вариаций интегрального потока ультрафиолетового излучения СолнцаИПГТ.В. Казачевская
Ультрафиолетовый солнечный спектрофотометр ВУСС-ЛИсследование ультрафиолетового излучения Солнца вблизи резонансной линии водорода HLαИПГА.А. Нусинов
Исследования солнечных корпускулярных потоков
Комплекс приборов для исследования солнечных космических лучей СКЛ (приборы СОНГ, СКИ-3, МКЛ)Исследование солнечных космических лучейНИИЯФ МГУС.Н. Кузнецов
Система сбора научной информации ССНИУправление комплексом научной аппаратуры и сбор научной информацииИЗМИРАНВ.Н. Ораевский, А.И. Степанов
*ЦКИ ПАН — Центр космических исследований Польской академии наук.

Размещение научных приборов на ИСЗ "Коронас-Ф". Фото ИЗМИРАН.
МЕТОД ГЕЛИОСЕЙСМОЛОГИИ

Одно из наиболее действенных современных методов изучения внутреннего строения Солнца — гелиосейсмология, основанная на изучении спектра собственных колебаний Солнца (Земля и Вселенная, 1983, №3).

Гелиосейсмология родилась в 1960 г., когда были обнаружены 5-минутные колебания, охватывающие всю поверхность Солнца. Впоследствии было установлено, что их спектр состоит из множества отдельных линий. Каждая составляющая спектра — отдельная мода (p-мода) собственных глобальных акустических колебаний Солнца — газообразного тела в форме шара. Мода — вид колебаний (обозначаются буквами I, m, n), определяющих на Солнце число целых длин волн по широте, азимуту и радиусу.

Наблюдения собственных колебаний открыли уникальную возможность изучения внутреннего строения Солнца, которое до этого казалось совершенно невозможным для непосредственных исследований за исключением методов крайне дорогостоящей нейтринной астрономии. Более того, возможности гелиосейсмологии существенно шире, чем у нейтринной астрономии, позволяющей получить информацию о протекании ядерных реакций только в самых глубоких областях Солнца. С помощью гелиосейсмологии можно исследовать строение Солнца, начиная с конвективной зоны вплоть до солнечного ядра. В спектре собственных колебаний содержатся сведения о температуре, давлении, магнитных полях, скорости вращения в зависимости от глубины. Сравнение наблюдаемых частот глобальных колебаний, выделяемых по пикам в спектре мощности, с результатами расчетов по теоретическим моделям составляет основу изучения реальной внутренней структуры и динамики Солнца. Поэтому первичной задачей гелиосейсмологии (по аналогии с оптической спектроскопией) является точное определение характеристик спектра, таких как частоты, амплитуды и фазы мод колебаний, ширина, асимметрия и расщепление линий.



Диапазоны измерительных каналов ИСЗ "КОРОНАС-Ф" (заштрихованные области) и соответствующая им логарифмическая шкала энергий и длин волн.

КОСМИЧЕСКАЯ (ВНЕАТМОСФЕРНАЯ) ГЕЛИОСЕЙСМОЛОГИЯ

Наземные наблюдения глобальных колебаний сталкиваются с рядом трудностей. Для максимального пространственного и частотного разрешения спектра глобальных колебаний необходимы непрерывные наблюдения в течение, по крайней мере, двух недель, т.к. частотное разрешение обратно пропорционально времени наблюдения. При наблюдениях с поверхности Земли это возможно лишь при наличии нескольких пунктов, разнесенных по долготе и оснащенных одинаковой аппаратурой, либо при наблюдениях из полярных областей, и то при хорошей погоде. Помимо этого, нестабильность земной атмосферы и ее собственные колебания значительно снижают соотношение сигнал-шум, а наблюдения в некоторых частях спектра, например в ультрафиолете, невыполнимы из-за сильного поглощения атмосферой солнечного излучения. Космические эксперименты позволяют устранить помехи, связанные с нестабильностью земной атмосферы, исключить суточную модуляцию длительного ряда данных при наземных наблюдениях (ночные пропуски) и получить наиболее надежные результаты по p-модам низких степеней. Солнечно-синхронная орбита спутника "Коронас-Ф", обеспечивающая непрерывность наблюдений в течение 20 сут, позволяет надежно проследить динамику различных мод глобальных колебаний — фазы роста, насыщения и уменьшения амплитуды, развивающиеся от нескольких часов до нескольких дней.


Строение Солнца. Рисунок иллюстрирует p— и g-моды глобальных колебаний Солнца.

Во время проведения эксперимента ДИФОС на ИСЗ "Коронас-И" получен непрерывный (продолжительностью 52 сут) ряд данных о вариациях интенсивности солнечного излучения в трех спектральных диапазонах, на основе которых определены спектральные характеристики 50 мод собственных колебаний Солнца и получено с высокой точностью соответствие частот и амплитуд выделенных p-мод колебаний наземным наблюдениям. Экспериментально показано также частотное расщепление p-мод вследствие вращения Солнца.

На спутнике "Коронас-Ф" многоканальный фотометр ДИФОС получает информацию о солнечных колебаниях на основе фотометрического метода — следит за изменением яркости всего Солнца, вызванным глобальными колебаниями. При таких наблюдениях (без пространственного разрешения) доступными для изучения будут колебательные моды низких степеней с I≤ 3, которые представляют исключительный интерес для астрофизики, т.к. они чувствительны к условиям в самых глубоких слоях Солнца, существенно глубже конвективной зоны. Амплитуда изменения яркости Солнца вследствие собственных колебаний крайне мала и составляет всего несколько миллионных долей от полной яркости, поэтому ДИФОС обладает высокой стабильностью и большой разрешающей способностью (2 х 10-6 от полной интенсивности излучения Солнца) для выделения столь малых сигналов на фоне полного солнечного потока излучения. Характеристики фотометра ДИФОС ("Коронас-Ф") определены с учетом результатов наблюдений солнечных колебаний в проекте "Коронас-И" и на европейском спутнике "SOHO" (запущен 2 декабря 1995 г.; Земля и Вселенная, 1997, № 2) по программе гелиосейсмологических исследований. Не уступая фотометрам SPM (наиболее близким аналогам) в метрологических параметрах, ДИФОС ("Коронас-Ф") имеет в два раза больше спектральных диапазонов наблюдения.

Прибор ДИФОС позволяет получать высококачественные непрерывные ряды данных об интенсивности солнечного излучения в широком диапазоне спектра от ближнего ультрафиолета до инфракрасного (в шести спектральных диапазонах наблюдения — 350, 500, 650, 850, 1100 и 1500 нм; 1 нм = 10-9 м), которые используются для построения спектров собственных колебаний Солнца, вычисления характеристик и тонкой структуры p-мод колебаний Солнца, уточнения на их основе модели внутреннего строения Солнца или определения с более высокой точностью частот, амплитуд и фаз p-мод солнечных колебаний в диапазоне от 0 до 5 мГц. Изучаются зависимости относительной мощности солнечных колебаний от длины волны наблюдения и проверяются теоретические расчеты, показывающие значительное увеличение мощности колебаний в наиболее информативной ультрафиолетовой части спектра; взаимодействия акустических и тепловых волн в верхних слоях конвективной зоны, в частности с использованием наблюдений в диапазоне 1500 нм, в котором излучение выходит из наиболее глубоких слоев фотосферы. Данные ДИФОС позволяют выяснить природу вариаций "солнечной постоянной" и выделить вклад в эти вариации проявлений солнечной активности (пятен, факелов, хромосферной сетки); установить связь параметров собственных колебаний (спектральный состав, мощность, время жизни, вариации частоты) с проявлениями солнечной активности и определить условия возникновения колебаний; изучить зависимость параметров наблюдаемых глобальных колебаний от 11 -летнего цикла солнечной активности; определить значения скорости звука, распределение плотности и скорости вращения внутренних слоев Солнца.



Диаграмма относительных амплитуд мод 5-минутных колебаний Солнца на длине волны 350 нм по результатам обработки данных фотометра ДИФОС (числа I и n характеризуют данную моду колебаний, которая связана с параметрами и структурой внутренних слоев Солнца).

Можно проследить относительные амплитуды мод 5-минутных колебаний Солнца (частотный спектр) на длине волны 650 нм по результатам обработки данных прибора ДИФОС. Аналогичные спектры получены и для других каналов фотометра. Их анализ дает уверенную идентификацию p-мод со степенями I= 0, 1, 2. На каждом таком спектре в диапазоне 2.5-3.5 мГц выделяется 10— 15 мод колебаний. Числа над спектральными пиками определяют значения I и n для данных мод колебаний. Средние относительные амплитуды колебаний составляют от 10-6 до 10-5 в зависимости от спектрального диапазона наблюдения.

Практически все параметры собственных мод колебаний (частота, ширина линий в спектре мощности, величина вращательного расщепления частот) обнаруживают слабые изменения, которые коррелируют с фазой цикла солнечной активности и отражают происходящие в недрах Солнца возмущения, вызываемые солнечной активностью. Кроме того, в отдельные интервалы времени в течение коротких периодов (порядка нескольких часов) обнаруживаются быстрые и не зависящие от степени и порядка мод изменения амплитуды пиков мод. Частота колебаний p-мод значительно изменяется за месяц, и эти изменения коррелируют с изменениями солнечной активности и ее индексами, характеризующими величину среднего магнитного поля и состояние хромосферы.

Амплитуда колебания моды зависит от длины волны, на которой она наблюдается, и определяется глубиной формирования излучения в солнечной атмосфере на этой длине волны. Прослеживается зависимость относительных амплитуд колебаний, полученных путем усреднения по модам для каждого канала фотометра ДИФОС, от длины волны. Эта зависимость совпадает с результатами измерений в диапазоне наземных наблюдений и является экспериментальным основанием для проверки результатов теоретических расчетов и моделирования условий формирования излучения в области длин волн 350-1500 нм.

РЕНТГЕНОВСКАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ СОЛНЦА

Визитной карточкой любого современного солнечного космического проекта стало получение изображений Солнца, отображающих наиболее характерные "черты его лица". На спутнике "Коронас-Ф" в рамках эксперимента СПИРИТ (ФИАН) реализовано новое направление в солнечной астрофизике — изображающая рентгеновская спектроскопия, позволяющая по монохроматическим изображениям Солнца восстанавливать трехмерную структуру и исследовать динамику плазменных образований солнечной атмосферы в широком диапазоне существующих на Солнце температур — от 5 х 104 до 5 х 107 К. Рентгеновский телескоп спутника "Коронас-Ф" имеет возможность наблюдать Солнце с высоким пространственным, спектральным и временным разрешением, получаемым сразу в нескольких спектральных каналах, каждому из которых на Солнце отвечают области излучения с определенной температурой (монотемпературные слои). Наблюдения в спектральных каналах дают интенсивности излучения срезов солнечной атмосферы по слоям, которые и используются для восстановления реальной структуры и диагностики солнечной атмосферы и существующих в ней образований — активных областей, корональных петель и аркад, корональных дыр, ярких точек, протуберанцев. Реализованная в рентгеновском телескопе ИСЗ "Коронас-Ф" одновременность наблюдения в разных спектральных каналах (т.е. разных по температуре, а значит и по высоте, слоев солнечной атмосферы) обеспечивает возможность прослеживать динамику плазменных образований солнечной атмосферы (вспышек, выбросов и т.д.) на основе сравнения последовательных снимков и таким образом создавать фильмы о "жизни Солнца". В результате в монохроматических рентгеновских изображениях Солнца впервые обнаружены динамические плазменные структуры с температурами около 107 К, что почти на порядок превышает температуру солнечной короны.



Изображения Солнца в каналах рентгеновского телескопа, соответствующих температурным слоям в интервале 0.05-2 х 106 К (эксперимент СПИРИТ). Видны локальные и крупномасштабные плазменные образования, сложная структура магнитных полей, а также область вспышки. Указаны дата снимков и время по Гринвичу, а в нижнем левом углу — длины волн наблюдений. Фото ИЗМИРАН.

Спектрогелиограммы в областях длин волн 177— 207Å и 285-335Å дают одновременные спектры плазменных структур в солнечной атмосфере с пространственным, спектральным и временным разрешением, соответственно 5" х 100" и 8" х 160", 0.02 и 0.04Å и до 2 с. За время работы спутника получено более 100 тыс. снимков Солнца в различных линиях рентгеновского диапазона, восстановлены трехмерные изображения и динамика солнечной короны для отдельных периодов активности Солнца. Ежедневно регистрируется более 200 изображений Солнца.

СОЛНЕЧНЫЕ ВСПЫШКИ

Солнечные вспышки являются наиболее мощными проявлениями солнечной активности. Во время вспышек на Солнце происходит выделение огромного количества энергии (до 1032 эрг), запасаемой в магнитных полях в виде токовых систем. Заряженные частицы (электроны, протоны, ядра) ускоряются до высоких энергий (электроны до ультрарелятивистских энергий, более 200 кэВ, протоны до 10-100 МэВ и в очень редких случаях до 1-10 ГэВ). При взаимодействии с плазмой солнечной атмосферы пучки ускоренных частиц порождают жесткое электромагнитное излучение в диапазоне от рентгеновских до гамма-лучей (при распространении пучков вглубь солнечной атмосферы) и радиовсплески, ударные волны и возмущения солнечного ветра (при распространении в корону). Аналогичные солнечным вспышкам мощные процессы выделения энергии происходят и на удаленных от нас звездах, но только на Солнце мы может в деталях изучить физику вспышек и понять их механизм. Научные приборы на спутнике "Коронас-Ф" регистрируют вспышечное излучение в широком диапазоне энергий с высоким временным и спектральным разрешением. Совокупность наблюдений и измерений, которые выполняют приборы "Коронас-Ф", предназначенные для изучения солнечных космических лучей, позволит лучше понять механизм ускорительного процесса частиц в солнечных вспышках, одного из наиболее мощных в Солнечной системе и наиболее близкого во Вселенной.

Получаемые приборами РЕСИК и ДИОГЕНЕСС рентгеновские спектры солнечного излучения сравнимы по спектральному и временному разрешению с самыми лучшими наблюдениями, выполненными до сих пор. Если при больших потоках рентгеновского излучения детекторы всех действующих в настоящее время на орбите приборов насыщаются (т.е. не регистрируют потоки выше определенного порога), то прибор ДИОГЕНЕСС сейчас единственный в мире работающий спектрометр, регистрирующий спектры мощных вспышек (например, вспышка 25 августа 2001 г.). По спектрам, получаемым приборами ДИОГЕНЕСС и РЕСИК, определяются эффекты изменения ширины спектральных линий и изучается плазменная турбулентность при эволюции вспышки. Относительные интенсивности излучения в линиях содержат информацию об энергетическом балансе во вспышках, о не-максвелловских и неравновесных процессах в области выделения энергии вспышки. В спектральном диапазоне (3-7 Å) для рентгеновских вспышек подобные спектры с высоким пространственным разрешением (~5") получены впервые. Спектры этих приборов показывают также наличие множества линий излучения, образованных за счет процессов столкновительного возбуждения атомов, возбуждения внутренних оболочек атомов и диэлектронной рекомбинации и позволяющих осуществить детальную диагностику вспышечной плазмы.

Вспышечный спектрометр ИРИС выполняет спектральные измерения с высоким временным разрешением, которые до настоящего времени не проводились ни в одном эксперименте по исследованию рентгеновского излучения Солнца. Наблюдения тонкой временной структуры потоков жесткого рентгеновского излучения дают прямую информацию о развитии процессов энерговыделения на взрывной фазе вспышек и помогают лучше понимать их физический механизм.

С помощью прибора ГЕЛИКОН контролируют радиационную обстановку в околоземном космическом пространстве и солнечные вспышки с мягким энергетическим спектром, обнаруживают и детально регистрируют жесткие вспышки и гамма-всплески.

События типа солнечная вспышка — гамма-всплеск исследуются с помощью амплитудно-временного спектрометра ABC: получают энергетические спектры для разных фаз, восстанавливают дифференциальный энергетический спектр и изучают различные спектральные особенности, обусловленные аннигиляцией электрон-позитронных пар, рождающихся во вспышках, и другими высокоэнергичными процессами.

Наблюдение вспышечных излучений на спутнике "Коронас-Ф" в широком спектральном диапазоне поможет лучше понять механизм вспышек, изучить физику и построить модели этого важного для астрофизики явления, а также сформулировать вероятностные критерии их прогноза, как наиболее мощных и опасных солнечных источников, влияющих на "космическую погоду".

5 февраля 2002 г. запущен американский спутник "RHESSI" (Ramaty High Energy Solar Spectroscopic Imager — высокоэнергетические солнечные спектроскопические изображения). На его борту находится многоканальный прибор, который сможет дополнить наблюдения жесткого рентгеновского и гамма-излучения Солнца "Коронас-Ф", уточняя локализацию источников этих излучений на Солнце.

Достигая Земли, вспышечные излучения, ускоренные частицы и возмущения солнечного ветра воздействуют на ее магнитосферу и атмосферу, повышают радиационную опасность в околоземном космическом пространстве и приводят к многочисленным эффектам, которые стали предметом исследований, связанных с "космической погодой" (Земля и Вселенная, 2000, №№ 1 и 3). Научная аппаратура СКЛ выполняет комплексные исследования солнечных космических лучей и их проявлений в околоземном космическом пространстве. С помощью прибора СОНГ регистрируются спектры рентгеновского и гамма-излучений, детальные спектры гамма-линий, нейтроны, потоки заряженных частиц космических лучей — протонов с энергиями и электронов. Прибор МКЛ измеряет потоки и спектры протонов и электронов, а прибор СКИ-3 измеряет химический состав и спектры ионов. По сравнению с приборами, установленными на действующих космических аппаратах "SOHO" и "Yohkoh", спектрометр СОНГ регистрирует энергичные (с энергиями до 100 МэВ) гамма-кванты, что, в свою очередь, дает возможность наблюдать гамма-кванты от распада π-0 мезонов, образующихся во взаимодействиях высокоэнергичных протонов.

Приборы спутника регистрируют также ультрафиолетовое излучение Солнца как звезды, которое воздействует на верхние слои атмосферы Земли и является важной характеристикой активности Солнца в разных фазах его цикличности. Солнечный ультрафиолетовый радиометр СУФР-Сп-К и ультрафиолетовый солнечный спектрофотометр ВУСС-Л измеряют потоки ультра-фиолетового излучения Солнца как звезды и помимо научных задач выполняют задачи мониторинга одного из наиболее существенных элементов "космической погоды" — геоэффективного излучения Солнца.

В реализации проекта "Коронас-Ф" принимают участие многие научные организации (ФИАН, ФТИ, НИИЯФ МГУ, МИФИ, ИПГ, ИКИ РАН, ЦКИ ПАН) во главе с ИЗМИРАН. Научные руководители проекта "КОРОНАС-Ф" — академик РАЕН, директор ИЗМИРАН, профессор В.Н. Ораевский и член-корреспондент РАН, директор отделения оптики ФИАН, профессор И.И. Собельман.

Продолжающиеся комплексные наблюдения активности Солнца со спутника "Коронас-Ф" позволят получить новые знания о внутреннем строении Солнца, его активности вблизи максимума солнечного цикла, лучше понять солнечно-земные связи и механизмы воздействия солнечной активности на околоземное космическое пространство и земную атмосферу.

Статья в формате djvu